湖北省電力建設第一工程公司  雷 勇  

 

電力工業的迅速發展對焊接工作者提出了更高的要求。由于火電站鍋爐安裝的特殊性，特別是鍋爐密集性管排在安裝過程受到空間位置的限制，以往的焊接方法已不能滿足大容量的高溫高壓機組的焊接質量要求。為此，通過一段時間的探索和實際培訓工作，提出了新的氬弧焊焊接工藝方法。這種新的焊接方法與以往的常規焊接方法比較，在不改變原有焊接設備及焊接工具的情況下，采用常規氬弧焊的工具及設備，在焊接方向和操作手法上做了改變， 終使得焊接質量得到了提高。

1   “下向上焊”手工鎢極氬弧焊工藝特點

（1） “上向下焊”就是在“時鐘3點”立焊位置起頭過仰焊位收弧，然后再在“時鐘9點”立焊處起頭焊至仰焊位收弧處接頭，在這一接頭處往往要求焊工有過硬的操作技能，稍有疏忽就很容易在接頭處形成內凹，甚至產生未熔合、未焊透等缺陷。

         （2） “下向上焊”是在“時鐘3點”立焊位置起弧過仰焊位置收弧，然后在“時鐘7點”仰焊位接頭從下向上斷續送絲焊至立焊處，從而有效的克服了仰焊位內凹、未焊透、未熔合等缺陷的產生。

         （3）“下向上焊”填充層金屬較厚，在次層手工電弧焊焊接過程中不容易造成燒穿缺陷。

（4）“上向下焊”由于鐵水的重力焊層較薄，在次層焊接過程中如規范選擇不當、運條不熟練等，就很容易燒穿打底焊層。先焊的一段“上向下焊”由于焊絲可以穿過焊縫間隙進行內加絲，有一個向上頂的力，所焊的焊層較后一段厚，所以我們采用了先從上焊下來再從下焊上去的方法。

（5） “下向上焊”雖有以上優點，但焊接時仍存在一定局限性。當焊接至“時鐘9點”立焊處時由于相鄰的管阻礙，使焊工視線較差，送絲也有一定困難。如要獲得好的焊縫質量需經一段時間反復練習，使焊絲和焊槍擺動協調一致。

 

2   焊前準備

（1）清理油、污物，將坡口面及周圍15mm內打磨出金屬光澤。

（2）檢查電、氣路是否暢通，設備及附件應狀態良好。

（3）間隙一般控制在3~4mm，定位焊可直接在坡口內定位，一般在平焊位11點處點焊一點，焊點長度保持在10mm范圍內。

（4）管子裝配定位圖見圖1。

（5）焊接坡口尺寸示意見圖2。

  
      圖1  管子定位示意圖1                 圖2  焊接坡口尺寸圖

3   “下向上焊”手工鎢極氬弧焊工藝

3.1  焊接參數

采用直徑2.5mm的鈰鎢極，鎢極伸出長度4~6mm，噴嘴直徑12mm，噴嘴至工件距離≤10mm，其它參數見表1。

表1  tig焊工藝參數

焊絲

焊絲直徑

焊接電流

電弧電壓

氣體流量

氬氣純度

極性

tig—j50

2.5mm

90~110a

12~14v

9~10l/min

99.99%

直流正接

3.2  操作方法

（1）管排水平固定焊縫由于位置的特殊性，管于管之間只有十幾毫米間隙，因此管子下半部焊接操作難度較大。為了保證根部焊縫熔合良好,在以往焊接方法上經過改進，打底層我們采用從立焊（時鐘三點位置）部位內填絲焊至過仰焊位（仰焊位時鐘六點位置）收弧，然后在收弧處接頭，從接頭處焊至立焊（時鐘9點位置）。焊接方向示意圖見圖3。

   

圖3  焊接方向示意圖

（2）在管道橫截面上相當于“時鐘3點”位置，利用高頻引弧裝置引燃電弧，引弧后不加絲，使電弧移至坡口一側，待根部鈍邊熔化形成熔池后，這時焊絲從下方坡口間隙伸進管內到達熔池邊送進焊絲形成第一滴鐵水，然后連續送絲使熔池面積增大后，焊絲拖動熔池和電弧同時擺動到另一側坡口形成熔池座，這時焊絲對準熔池座中心向上頂，使鐵水不至于受重力向下墜，這樣也便于管排上面立焊位的接頭。

（3）焊接過程中鎢極和熔池、焊絲不得相碰，避免造成夾鎢和破壞電弧穩定性；焊絲端部不要輕易脫離熔池，應連續均勻的向熔池送絲，不能時快時慢，這樣才能保證焊縫成型美觀；在焊接同時焊工可通過對口間隙觀察管內面焊縫熔合情況，可以做到隨時調整焊槍角度；鎢極盡量垂直于管子軸心，以便控制熔池大小。

（4）焊至仰焊位時，應有意識地將焊絲往根部“推”，使管壁內部的熔池飽滿，以避免根部凹陷。焊至過“時鐘6點”位置應利用電流衰減功能，適當降低熔池溫度，以避免仰焊位置出現凹坑或其他位置出現凸出。收弧時，應向熔池送入2~3滴填充金屬使熔池飽滿，同時將熔池逐步過渡到坡口側，然后切斷控制開關，電流衰減熔池溫度逐漸降低，熔池由大變小，形成橢圓形。電弧熄滅后，應延長對收弧處氬氣保護，以避免氧化，出現弧坑裂紋及縮孔。

（5）接頭前，應先將收弧處打磨成斜坡狀，在斜坡后10mm處重新引燃電弧，電弧移至斜坡內時稍加焊絲，當焊至斜坡端部出現熔孔后，應立即送絲并保持和焊縫內部高低平齊，同時焊槍做小幅度擺動，使接頭部位熔合良好。

（6）過接頭后，焊槍于管子切線方向成70~80°夾角，焊絲端部在左側斜靠在坡口一則，焊槍小幅做橫向擺動熔化坡口鈍邊，并向左均勻移動，焊絲在坡口側上下往復運動方式間斷地送入電弧內的前方，在熔池前呈滴狀加入。焊絲送進速度要均勻，不能時快時慢，這樣才能保證焊縫成形美觀。焊槍左右小幅擺動時要注意坡口兩側鈍邊熔化情況，防止根部產生未焊透缺陷。當快焊至“時鐘9點”位置，利用電流衰減使熔池溫度降低，防止填充金屬由于溫度過高產生下墜和氧化，收弧時在保證質量的情況下，應盡量向上方焊接，以便于上方立焊位接頭。

         

4   焊縫質量

4.1  焊縫外觀

焊管的單面焊縫外觀成形良好，焊縫與母材之間過度平滑，焊縫高度和寬度符合雙面焊質量要求，焊接缺陷少于以往常規焊打底相同管徑的焊口。

4.2  焊縫內部   

焊縫內部質量經x射線探傷檢驗，一級片合格率較高。“下向上焊”單面焊雙面成形焊接質量可靠，背面成形優良；焊接質量好、速度快、焊縫內部質量容易達到探傷的質量要求。

 

5  結論

       通過近兩年的研究及應用，手工鎢極氬弧焊打底層“下向上焊”焊接工藝在培訓和工程中取得了比較好的效果。就電力安裝特點而言，不失為一種較好的操作技法。

 

 

（來源：（焊接技術能手絕技絕活》1-3）

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