气体自保护药芯焊丝半自动焊

1、气体自保护药芯焊丝半自动焊摘要： 介绍了 STT 气保护半自动根焊， 自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点及其 焊接工艺。此工艺具有焊接速度快、质量好、易于操作等优点， 在长输管道工程中具有良 好的应用前景。关键词： STT ； 药芯焊丝； 半自动焊接； 长输管道 随着石油工业的不断发展 , 管道输送油气以其安全、经济、高效、环保而得到了迅猛的 发展。长距离、大管径、高压力正成为陆上油气输送管线的发展方向。目前 , 我国的长输管 道建设也正处于发展的高峰期。迄今为止 , 我国已建成各类长输管道两万多 km , 承担着全 国 90 %以上的油气运输任务。 特别是近年来 , 随着 “西气东输工

2、程 ”、“涩宁兰管道工程 ”、“兰 成渝管道工程 ”等几项国家重点工程的上马 , 在很大程度上促进了管道施工技术的发展与进 步。我国长输管道现场焊接所采用的焊接工艺方法已由传统的手工向下焊工艺 , 逐步向半自 动化、全自动化迈进。但由于诸多因素的限制 , 全自动焊在我国的发展比较缓慢 ,只是在 “西 气东输 ”等工程中进行了部分试用 , 目前半自动焊正以其独特的优势在大口径长输管道建设 中得到广泛应用。 本文主要介绍了 STT 气保护半自动根焊 , 自保护药芯焊丝半自动焊填充盖 面工艺的特点及其焊接工艺。1 工艺特点简介1. 1 STT 气保护半自动焊STT 气保护半自动焊是一种以表面张力为主

3、要熔滴过渡力的熔化极气体保护焊 , 它采 用独特的波形控制技术 ,可以根据熔滴的不同过渡过程 , 自动调节焊接电流和电弧电压波形 , 在整个焊接周期里精确控制流过焊丝的电流,从而达到电弧所需的瞬时热量, 同时解决了CO2 气体保护焊短路过渡飞溅大的技术难题 , 确保焊接电弧的稳定燃烧和有效控制焊缝成 形。与纤维素焊条下向焊相比 , STT 气保护半自动焊具有以下优点 : 引弧容易 , 电弧燃烧 稳定; 飞溅极小 , 焊接烟尘少 , 噪声小 ; 焊缝成形美观 , 焊接质量好 , 可有效地减少管道 打底焊道的未熔合缺陷 ; 精确的热输入控制可以减少焊接变形和烧穿 ; 焊接成本较低 , 在焊接碳钢和

4、低合金钢时可采用100 % CO2 气体保护 ; 焊接速度快 , 焊接效率高 ; 焊后不需清渣，节省了层间清理时间；操作容易，焊工不需要经过太长时间的培训。1. 2 自保护药芯焊丝半自动焊自保护药芯焊丝半自动焊是近年来应用最广的一种长输管道焊接工艺， 与手工电弧焊相比 ， 自保护药芯焊丝半自动焊具有以下优点 : 抗风能力强 ， 保护效果好 ， 只要风速不超 过 11m/ s ， 均不需采取任何防护措施 ， 特别适用于野外施工作业 ； 焊丝为连续送进 ， 焊缝 接头少 ， 可以大大减小焊接缺陷产生的倾向 ； 焊丝熔化速度快 ， 熔敷效率高 ， 节约电能 ， 其耗电量仅为手工电弧焊的1/ 6左右；

5、焊层较薄，脱渣性好，可以大大减少清渣时间，有利于施工效率的提高 ； 焊缝外观成形和内部质量好 ， 抗气孔能力强 ， 裂纹倾向小。2 焊接工艺试验2. 1 焊前准备2. 1. 1 管材采用根据API Spec 5L标准生产的X60螺旋埋弧焊钢管，规格为<630mmX 10mm。其化 学成分、机械性能见表 1 。2. 1. 2 焊材根焊采用国产锦泰公司生产的 JM - 56 实芯焊丝 ， 相当于 AWS A5. 18 ER70S - 6 ， 直径为 <1. 2 。热焊、填充焊及盖面焊均采用美国林肯公司生产的药芯焊丝 ， 其牌号为 NR207 ， 直 径为 <2. 0 。其化学成分

6、、机械性能见表 2 。2. 1.3焊接电源根焊采用美国Lin coin公司生产的In verter STT n型焊号接电源,配LN - 742四轮驱动 送丝机。填充及盖面层采用美国 ITW集团公司生产的 Miller BigBlue 502D柴油驱动多功能半 自动焊机，配S - 32P便携式电压感应送丝机。费 脯0翎齡t学虑井及 M性能CSihlnSPNiMhVQ-iJLi3OrM)7ClO 泊Ji熄豺化切血分殁枫雌cNn旃Cr阳OUfr0_Q0.l0.Q190.05U_l!*0.CT420N心CD0-3E-DOSD£/l,BJ53?42>2. 1.4坡口形式试件采用带钝边 V

7、型坡口。坡口采用机械加工制成，坡口角度a = 60 ° ± 5屯边为0. 51.5mm。2. 1.5 试件清理试件组对前应用机械方法将坡口表面及坡口两侧20mm范围内的内外壁上的铁锈、油污、水及氧化皮清除干净，直至裸露出金属光泽，以减小焊接过程中气孔产生的倾向。2. 1.6 装配组对焊口的装配组对质量是影响焊缝内部质量和外观成形的主要因素之一，因此应严格按照焊接工艺要求进行组对。试件的组对可以采用U形卡进行，施工时采用内对口器组对。组对前应将管端 10mm范围内的螺旋焊缝余高打磨掉 ，呈平缓过渡。组对时两管口螺旋焊 缝错开间距应在100mm以上，错边量应不大于1. 6mm

8、,并沿周长均匀分布。对口间隙为2. 2 焊接工艺参数焊接层次共分五层。 根焊层采用STT气保护半自动焊，热焊、填充、盖面层均采用自保 护药芯焊丝半自动焊。各层的焊接工艺参数分别见表3和表4。顿血肛咆质菇血u亦电恥山压逝剝度烬觑.倆护气作UP性/ Ai A/ VZin1瞪/51 niiraB 1諭茂 tiiljS/L iniji'1直戟反揑丹171?f E理t耳g.Id宀卷用惶肉tIIU雄理崖屯验urn廿遴空團治品小博懂世圏“品小干M悒皿吐饉惨JlSititiE22013Q13-20訂昶评和填充 L张正按220*13018-2075-B326-3iIS-2C填左 2MM520-130ia

9、307-652t-31lff3C盘而朮説帝慢二冲7眇17-31l?JI2. 3试验结果试件按JB4730 - 94标准进行X射线探伤，按GB228 -87、GB232 - 88规定进行力学性 能试验，各项指标全部达到要求，接头性能良好。2. 4操作要点1）由于管径较大，为减小受热不均引起的热收缩，采取每层焊道两名焊工同时施焊施焊顺序如图2所示。2）根焊道厚度保持在 4mm左右，可减少自保护药芯焊丝半自动热焊时烧穿产生的可能 性。3）根焊运条方式可采用轻微的月牙形摆动 ，保证坡口两侧熔合良好。12点至2点钟位 置焊枪倾角保持在 2025°2点至4点钟位置焊枪倾角保持在 1015

10、6;为宜，4点至6点钟 位置焊枪基本与管壁垂直，焊枪倾角约为05°4）根焊层结束后无需打磨，即可进行热焊层的焊接。热焊主要是为了加固根部焊道 ，同时继续补充足够的热量以使焊缝保持较高的温度，来防止裂纹等缺陷的产生。热焊时一般不摆动，只要保证坡口两侧熔合良好即可。根焊与热焊的时间间隔不要太长，不应小于5min，层间温度以不低于 100 C为宜。5）填充焊时不能过高，以填充厚度低于母材表面 0. 5mm为宜，可根据坡口情况适当摆 动，保证坡口两侧熔合良好，但不能破坏坡口边缘，以保证盖面焊缝成形美观。6）盖面焊时焊丝的摆动以满足焊缝外观成形为目的，适当摆动电弧，以使坡口两侧母材充分熔化，减

11、少焊缝表面缺陷，保证焊缝顺直。但摆动幅度不能过大，以免焊缝中心产生凹陷。7) 自保护药芯焊丝半自动焊时 , 每层施焊后必须用角向磨光机和电动钢丝刷将焊缝表 面的熔渣、飞溅及表面缺陷清理干净，将焊道打磨成两边稍高，中心略低的“U形,可有效防 止夹渣等缺陷的产生。8) 考虑到焊缝两侧立焊位置熔敷金属因重力作用下流造成两侧焊缝焊层较薄， 因此在进行盖面层的焊接前，可在两侧3点和9点立焊位置各补焊 5070mm ,以使盖面焊缝成 形饱满。9) 焊缝外观成形要求 : 焊缝余高 0 1. 6mm ， 仰焊位置个别部位不得超过 3mm ， 且长 度不大于 50mm ， 焊缝宽度以坡口每边熔化 1. 52mm 为宜。10) 施焊环境要求：环境温度不低于 % - 5 C ,大气相对湿度不超过 90 %°STT气保护半 自动根焊时必须采取防风措施。 当不具备上述施焊条件时 ， 如未采取有效防护措施应停止焊 接作业。3 结 语