【工程实例】油气管道的焊接,你懂吗

1. 焊前准备

（1）选管

对于口径较平时使用的钢管更大的钢管，其更加容易出现两个钢管的周长不同，在某些方向的曲率半径不相同，这样比较容易在施工产生较大的错边量，从而直接影响整个焊口的焊接质量，所以在钢管进入现场之前建议对每根钢管两端进行周长的测量，然后对钢管的分布有个大致的规划，尽量使进行焊接的两个钢管周长之差不要超过3mm，这样能够减少错边带来的缺陷的产生。

（2）坡口处理

坡口清理对于根焊相当重要，否则容易产生内咬、内凹、气孔等缺陷，坡口清理需要取出坡口内侧及坡口两侧25mm范围内的一切污物。

（3）坡口打磨

坡口打磨技术要求：打磨坡口内侧至出现金属光泽同时又不允许伤及坡口角度。

螺旋焊缝打磨技术要求：要求打磨坡口两侧10mm范围内螺旋焊缝与母材平齐，并呈30度仰角平缓过渡。关于螺旋焊道的打磨要求较高是因为未打磨的螺旋焊缝和管道焊缝构成交叉焊缝造成三维应力及缺口效应，易造成裂纹，而且未打磨的螺旋焊缝与母材夹角处往往有铁锈，盖面时候容易产生气孔。另外对于焊接借口的螺旋钢管的螺旋焊缝应该至少离开100mm，避免应力集中，产生缺陷。

（4）坡口制备

在坡口制备工程中，要特别注意坡口的角度和钝边，过大或过小都降影响焊口质量，过大的钝边一般会出现未焊透，过小的钝边容易产生烧穿，都会影响到根焊的质量。所以应该严格按照工艺要求，一般选择在1.5~2.0mm之间。

2. 根焊（打底焊）

对于长输管道采用下向焊的目的是采用大的焊接规范和相对少的焊接材料消耗从而达到提高工效、节约成本，而很多焊工依然采用的习惯的管道全位置向上焊的大间隙、小钝边的对口参数用作管道下向焊技术，既是不科学的，同时也是不经济的。这样的对口参数，不仅增加了焊材的无谓消耗，而且随焊材消耗的增加，同时也增加了焊接缺陷产生的概率。而且根部缺陷的返修较填充盖面中产生的缺陷要为困难，所以根焊的对口参数选择相当重要，一般间隙在1.2-1.6mm之间，钝边在1.5-2.0mm之间。

在进行根焊时，焊条要求和管道轴线成90度夹角，并指向轴心，正确的焊条姿势是保证根焊背面成形的关键，特别是在保证根焊焊道位于焊缝中心和消除内咬及单边未焊透上，当调整焊条纵向夹角可以改变焊条穿透能力，由于一般不能获得完全一致的坡口间隙和钝边，所以要求焊工必须通过焊条纵向夹角的调节以调整电弧的穿透力，以适应接头坡口和焊接位置。焊条应保持在接头的中心，除非发生电弧偏吹。焊工可以通过调整焊条与管道轴线夹角角度及保持短弧可以消除电弧偏吹，否则电弧吹向的单边坡口内侧将发生内咬，另一侧发生未焊透。

对于焊道熔池的控制，为获得一个内部成形良好的根焊焊道，在根焊过程中始终保持一个小的，可见的熔池是关键，如果熔池变得过大，马上会导致内咬或烧穿。通常，熔池的尺寸3.2mm长最为理想，一旦发现熔池的尺寸发生微小变化，则马上应通过调整焊条夹角，电流等措施，使合适的熔池尺寸得以保持。

根焊清根是保证根焊在整个焊缝中质量的关键，根焊清根的要点是清楚凸行焊道和车轨线，如果清根过度，会造成根焊太薄，热焊时容易发生烧穿，清的不够，则易产生夹渣和气孔。清根要用4.0mm厚的碟形砂轮片。我们的焊工通常喜欢用1.5或2.0mm返修切割片作为焊接清渣工具，但是1.5或2.0mm切割片往往易产生深槽，在随后的焊接过程中产生不完全熔合或夹渣，从而造成返修，同时1.5或2.0mm切割片的清渣损耗和清渣效率都不如4.0mm厚的碟形砂轮片。对于清除要求使车轨线清除，并使鱼背修成接近平或微凹。

3 . 热焊

在根焊清根保证质量的前提下，方能进行热焊，通常热焊与根焊之间的间隙时间不能长于5min。半自动保护焊通常采用后拖角为5度－15度，并且焊丝和管理轴线成90度夹角。热焊道原则是不作或作小副横向摆动，在保证电弧位于熔池前端条件下，带着熔池下行，在4点钟到6点钟；8点钟到6点钟位置应该进行适当的横向摆动以避免在仰焊部位产生过凸的焊道。

热焊过程中如果发生根焊烧穿，则不得采用半自动保护焊进行修补，否则会在修补焊道中出现密集气孔。正确的工艺是发现烧穿时立即停止进行半自动保护焊，对根焊烧穿处特别是烧穿处的两端进行修磨成缓坡过渡，按根焊工艺要求用手工纤维素焊条对烧穿处进行补焊，等补焊处焊缝温度降到100度～120度时再按正常热焊道半自动保护焊工艺继续进行焊接。

热焊道工艺参数的选用原则是以对根焊道不产生烧穿为原则，尽可能采用高的送丝速度和与送丝速度相匹配的焊接电压。

优点如下：

（1）高的送丝速度可以获得大的熔深，大的电弧电压可以获得宽的熔池，这样可以使根焊道清渣后的残渣浮到熔池的表面；

（2）可以获得凹型焊道，减轻热焊道清渣劳动强度。

4　填充焊

在保证热焊道焊接质量的前提下，才能进行填充焊道，填充焊的焊接要求基本上和热焊相同，送丝速度稍大于热焊，电压稍高于热焊。在填充焊道完成后，要求2点－4点，8点－10点填充焊基本和母材表面平齐，所留坡口余量最大不得超过1.5mm，以保证盖面焊时，立焊位置不会出现气孔或者低于母材，必要时要求填充焊增加一道立填焊。立填焊只在填充焊道在2－4点钟、10－8点钟之间当填充焊完成后，在上述位置其填充表面距坡口表面相差较多，如直接盖面，完成焊道后，在上述位置会出现焊缝表面低于母材表面时才增加一道立填焊。立填焊必须起弧后一次完成，不得在焊接过程中断弧，因为在这一位置的焊接接头很容易出现接头密集气孔。立填焊通常不作横向摆动，带着熔池下行，可以在立焊位置获得微凸或平的填充焊道表面，这样可以避免盖面焊缝表面出现凹形和焊道中心低于母材。立填焊的焊接工艺参数选用原则是相对高的焊接送丝速度，相对低的焊接电压，这样可以避免出现气孔。

5　盖面焊

在保证填充焊接质量的前提下，才能进行盖面焊接。由于半自动保护焊的高熔敷效率，盖面焊时要特别注意焊接工艺参数的选用。而工艺参数选用的关键是送丝速度、电压、后拖角、干伸长和焊接速度。为避免产生气孔，应选用较高的送丝速度，较低的电压（电压较正常的和送丝速度匹配的电压低一伏左右），较长的干伸长，对于焊接速度以保证焊接电弧始终位于焊接熔池的前方为原则。在5点－6点，7点－6点，可增大干伸长改焊为推焊，这样可以获得较薄的焊道层，以避免在焊道的仰焊部位余高超高。为消除盖面焊在仰爬坡部位和立焊部位产生接头气孔，在立焊部位通常必须一次焊完，在2点钟－4点半钟，10点钟－8点半钟严禁产生焊接接头，以免气孔的产生。为避免产生仰爬坡部位接头气孔，采用先焊4点半钟－－6点钟，8点半钟－6点钟之间焊缝，然后再焊12点钟－4点半钟，12点钟－8点半钟之间的焊缝，可以有效避免仰爬坡部位接头气孔的产生。盖面焊的焊接工艺参数基本上和热焊相同，只是需要送丝速度稍大一些。