水平固定密排管手工TIG打底层焊接操作技法

湖北省电力建设第一工程公司  雷 勇  

 

电力工业的迅速发展对焊接工作者提出了更高的要求。由于火电站锅炉安装的特殊性，特别是锅炉密集性管排在安装过程受到空间位置的限制，以往的焊接方法已不能满足大容量的高温高压机组的焊接质量要求。为此，通过一段时间的探索和实际培训工作，提出了新的氩弧焊焊接工艺方法。这种新的焊接方法与以往的常规焊接方法比较，在不改变原有焊接设备及焊接工具的情况下，采用常规氩弧焊的工具及设备，在焊接方向和操作手法上做了改变， 终使得焊接质量得到了提高。

1   “下向上焊”手工钨极氩弧焊工艺特点

（1） “上向下焊”就是在“时钟3点”立焊位置起头过仰焊位收弧，然后再在“时钟9点”立焊处起头焊至仰焊位收弧处接头，在这一接头处往往要求焊工有过硬的操作技能，稍有疏忽就很容易在接头处形成内凹，甚至产生未熔合、未焊透等缺陷。

         （2） “下向上焊”是在“时钟3点”立焊位置起弧过仰焊位置收弧，然后在“时钟7点”仰焊位接头从下向上断续送丝焊至立焊处，从而有效的克服了仰焊位内凹、未焊透、未熔合等缺陷的产生。

         （3）“下向上焊”填充层金属较厚，在次层手工电弧焊焊接过程中不容易造成烧穿缺陷。

（4）“上向下焊”由于铁水的重力焊层较薄，在次层焊接过程中如规范选择不当、运条不熟练等，就很容易烧穿打底焊层。先焊的一段“上向下焊”由于焊丝可以穿过焊缝间隙进行内加丝，有一个向上顶的力，所焊的焊层较后一段厚，所以我们采用了先从上焊下来再从下焊上去的方法。

（5） “下向上焊”虽有以上优点，但焊接时仍存在一定局限性。当焊接至“时钟9点”立焊处时由于相邻的管阻碍，使焊工视线较差，送丝也有一定困难。如要获得好的焊缝质量需经一段时间反复练习，使焊丝和焊枪摆动协调一致。

 

2   焊前准备

（1）清理油、污物，将坡口面及周围15mm内打磨出金属光泽。

（2）检查电、气路是否畅通，设备及附件应状态良好。

（3）间隙一般控制在3~4mm，定位焊可直接在坡口内定位，一般在平焊位11点处点焊一点，焊点长度保持在10mm范围内。

（4）管子装配定位图见图1。

（5）焊接坡口尺寸示意见图2。

  
      图1  管子定位示意图1                 图2  焊接坡口尺寸图

3   “下向上焊”手工钨极氩弧焊工艺

3.1  焊接参数

采用直径2.5mm的铈钨极，钨极伸出长度4~6mm，喷嘴直径12mm，喷嘴至工件距离≤10mm，其它参数见表1。

表1  tig焊工艺参数

焊丝

焊丝直径

焊接电流

电弧电压

气体流量

氩气纯度

极性

tig—j50

2.5mm

90~110a

12~14v

9~10l/min

99.99%

直流正接

3.2  操作方法

（1）管排水平固定焊缝由于位置的特殊性，管于管之间只有十几毫米间隙，因此管子下半部焊接操作难度较大。为了保证根部焊缝熔合良好,在以往焊接方法上经过改进，打底层我们采用从立焊（时钟三点位置）部位内填丝焊至过仰焊位（仰焊位时钟六点位置）收弧，然后在收弧处接头，从接头处焊至立焊（时钟9点位置）。焊接方向示意图见图3。

   

图3  焊接方向示意图

（2）在管道横截面上相当于“时钟3点”位置，利用高频引弧装置引燃电弧，引弧后不加丝，使电弧移至坡口一侧，待根部钝边熔化形成熔池后，这时焊丝从下方坡口间隙伸进管内到达熔池边送进焊丝形成第一滴铁水，然后连续送丝使熔池面积增大后，焊丝拖动熔池和电弧同时摆动到另一侧坡口形成熔池座，这时焊丝对准熔池座中心向上顶，使铁水不至于受重力向下坠，这样也便于管排上面立焊位的接头。

（3）焊接过程中钨极和熔池、焊丝不得相碰，避免造成夹钨和破坏电弧稳定性；焊丝端部不要轻易脱离熔池，应连续均匀的向熔池送丝，不能时快时慢，这样才能保证焊缝成型美观；在焊接同时焊工可通过对口间隙观察管内面焊缝熔合情况，可以做到随时调整焊枪角度；钨极尽量垂直于管子轴心，以便控制熔池大小。

（4）焊至仰焊位时，应有意识地将焊丝往根部“推”，使管壁内部的熔池饱满，以避免根部凹陷。焊至过“时钟6点”位置应利用电流衰减功能，适当降低熔池温度，以避免仰焊位置出现凹坑或其他位置出现凸出。收弧时，应向熔池送入2~3滴填充金属使熔池饱满，同时将熔池逐步过渡到坡口侧，然后切断控制开关，电流衰减熔池温度逐渐降低，熔池由大变小，形成椭圆形。电弧熄灭后，应延长对收弧处氩气保护，以避免氧化，出现弧坑裂纹及缩孔。

（5）接头前，应先将收弧处打磨成斜坡状，在斜坡后10mm处重新引燃电弧，电弧移至斜坡内时稍加焊丝，当焊至斜坡端部出现熔孔后，应立即送丝并保持和焊缝内部高低平齐，同时焊枪做小幅度摆动，使接头部位熔合良好。

（6）过接头后，焊枪于管子切线方向成70~80°夹角，焊丝端部在左侧斜靠在坡口一则，焊枪小幅做横向摆动熔化坡口钝边，并向左均匀移动，焊丝在坡口侧上下往复运动方式间断地送入电弧内的前方，在熔池前呈滴状加入。焊丝送进速度要均匀，不能时快时慢，这样才能保证焊缝成形美观。焊枪左右小幅摆动时要注意坡口两侧钝边熔化情况，防止根部产生未焊透缺陷。当快焊至“时钟9点”位置，利用电流衰减使熔池温度降低，防止填充金属由于温度过高产生下坠和氧化，收弧时在保证质量的情况下，应尽量向上方焊接，以便于上方立焊位接头。

         

4   焊缝质量

4.1  焊缝外观

焊管的单面焊缝外观成形良好，焊缝与母材之间过度平滑，焊缝高度和宽度符合双面焊质量要求，焊接缺陷少于以往常规焊打底相同管径的焊口。

4.2  焊缝内部   

焊缝内部质量经x射线探伤检验，一级片合格率较高。“下向上焊”单面焊双面成形焊接质量可靠，背面成形优良；焊接质量好、速度快、焊缝内部质量容易达到探伤的质量要求。

 

5  结论

       通过近两年的研究及应用，手工钨极氩弧焊打底层“下向上焊”焊接工艺在培训和工程中取得了比较好的效果。就电力安装特点而言，不失为一种较好的操作技法。

 

 

（来源：（焊接技术能手绝技绝活》1-3）

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