药芯焊丝自保护焊及其质量影响因素与控制

毕彩玉 曾九令 吴 勇 张俊岭 孙 静

中原油田建设集团公司 （河南 濮阳 457001）

药芯焊丝自保护焊及其质量影响因素与控制

毕彩玉 曾九令 吴 勇 张俊岭 孙 静

中原油田建设集团公司 （河南 濮阳 457001）

根据我国长输压力管道建设的发展历程及国家经济及石油石化工业的发展，介绍了自动化程度高，焊接质量好，焊材利用充分，设备综合成本低的药芯焊丝自保护下向焊技术，并指明该技术主要应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业，尤其是大口径长输压力管道的焊接。比较了药芯焊丝自保护焊、手工下向焊及CO2气保护下向焊的工程适应性，重点分析了自保护焊工艺规范及操作技能对工程焊接质量的影响。介绍了焊前准备、组对、设备计量及工序控制对焊接质量的影响。

药芯焊丝 自保护焊 长输压力管道 下向焊 工序控制

伴随着国家经济及石油石化工业的发展，以西气东输工程为标志，我国的长输压力管道建设高峰期已经到来。长输油气管道越来越向大口径、高压力输送方向发展。目前较为先进的长输管道手工下向焊打底加药芯焊丝自保护焊填充盖面及其配套技术经过不断的探索与实践，正随着西气东输及其支线工程的建设而在全国得到迅速推广。

1 药芯焊丝自保护焊应用范围及特点

药芯焊丝自保护焊自动化程度高，焊接质量好，焊材利用充分，焊接熔敷量大，比手工焊焊道少，熔化速度比纤维素手工下向焊提高15%～20%。焊渣薄，脱渣容易，减少了层间清渣时间。其焊接设备具有通用性且工程所需焊机和辅助工装数量少，可用于半自动焊，也可用于手弧焊或其它焊接方法的焊接，设备综合成本低。因而药芯焊丝自保护焊作为一项先进的施工技术，主要应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业，尤其是大口径长输压力管道的焊接。

2 药芯焊丝自保护焊在工程中的适应性

由于工装、设备、施工环境的影响，许多焊接方法对实际工程的适应能力较弱。CO2气保护下向焊自动化程度高，焊接质量好，生产效率高，但因其工程辅助设备多且笨重，又使用外加保护气体，因而不适合在有风、交通差的工程中运用。手工下向焊灵活性高，但对所用焊材性能、保管、使用要求严格且需大量高水平的焊工，成本较高。药芯焊丝自保护焊是依赖于药芯燃烧分解出的气体及熔渣保护熔池和焊缝金属的电弧焊方法，无须外加保护气体，抗风性好，适应于有风的环境中焊接，而且药芯焊丝对保管、使用要求较低，焊机和送丝机可合为一体且体积小和重量轻，辅助设备少，工程适应能力大大提高。目前，药芯焊丝自保护焊技术在工程应用中的优越性已为广大施工企业所认同，使该技术进行大规模推广成为可能。

3 掌握正确的操作技能

虽然药芯焊丝自保护焊技术适应能力较强，但若工程中工艺技术措施不当，将仍不能保证焊缝质量。药芯焊丝自保护焊工艺参数主要有：焊接电流、电弧电压、送丝速度、焊丝伸出长度（干伸长）等。药芯焊丝自保护焊每一个参数都对焊缝质量有影响。如在一定的电流下(送丝速度)，当电压过小时，将产生较大飞溅，熔合不良，铁水不易成型，出现劈啪声和顶丝现象；而电压过大，会出现表面气孔，烧穿，送丝不匀，成型不良等现象，而合适的电压，飞溅小，电弧稳而柔和，送丝均匀。干伸长也会影响焊缝质量，当焊丝伸出长度过大时，熔深变浅，常出现焊不透等现象，而当焊丝伸出长度过小且长时间焊接，飞溅物易于粘附在喷嘴上，损坏导电喷嘴，进而扰乱焊丝的正常送进，影响送丝速度，最终导致质量缺陷。对于大口径压力管道不同的焊接位置其合适干伸长上爬坡位应保持15～25mm长，立焊位应保持20～30mm长，下爬坡仰焊位应保持20～50mm长。由于工艺参数对焊缝质量影响大且每一参数之间又相互作用，因而参数选配非常重要，参数是否匹配会直接影响到电弧的稳定，熔池的形状、熔合的好坏、铁水的成型及飞溅的大小，最终影响焊缝质量。因此为了保证药芯焊丝自保护焊的焊接质量，一定要选用合理的焊接参数。

不仅药芯焊丝自保护焊工艺参数会影响焊缝质量，焊工的操作手法正确与否对焊缝质量的影响也很大。在药芯焊丝自保护焊操作手法中，起主要作用的是两侧停留时间、焊速、摆动频率及幅度等。如焊工进行填充焊操作时，当形成熔池后，必须保持一定的焊接速度，快速稳步均匀的左右小幅摆动，带动溶池有节奏的下拉行走，并且要按溶池的大小及铁水的高度来决定步伐的快慢，在焊接过程中，焊丝决不可脱离熔池先行，必须带动溶池一起行走，否则会出现顶丝、跳丝、熔合不良现象，焊到立焊位时，喷嘴角度稍有上倾，行走速度适当加快以防止铁水的超前。特别是焊到下爬坡位时，会感到熔池变小，熔深变大，因此焊丝左右摆动幅度要加大，中间过度要快且两边要有适当的停留时间以保证坡口两侧铁水与母材良好的熔合，否则两侧会出现较深的夹沟和中间铁水过高等不良现象。

4 制定质保措施，保证自保护焊焊接质量

焊前准备、组对、设备计量、工序控制等方面措施要求是否得当，也会影响自保护焊的焊接质量。

在组对时，若使用内对口器，则须在根焊完成后方可拆卸和移动对口器，移动对口器时，管子应保持平稳。 使用外对口器组对的，须在根焊完成50%后方可拆卸，所完成的根焊道应分为多段，且均匀分布。施焊时，管子应保持平稳，不得受到震动和冲击。施焊时，严禁在坡口以外的管材表面上引弧，层间必须仔细清除熔渣和飞溅物。另外，材料应有出厂质量证明书，质检人员应根据合格证对照实物进行验收，焊丝的焊接工艺性能应满足管道全位置下向焊接要求，对于不合要求的焊丝应作为不合格品处理，不得用于管道焊接。

做好计量及设备管理工作，提高焊接质量。若计量未做好，所用仪器就不准，工艺参数的准确率就得不到保障，就会影响焊接质量，同样，设备出现故障，将导致焊接工作的停止。因而，施工时应对参加工程施工的焊机、对口器、送丝机构、行走机构等焊接设备进行一次全面检查，性能、数量要满足工程施工要求，各种计量仪表必须读数准确且在检定有效期内.作到焊机运转正常、调节灵活、性能安全可靠，才能发挥药芯焊丝自保护焊技术的优势，提高工程施工质量。

工序控制不好，将会间接造成焊接质量问题。因而，自保护焊每个工序之间，也要注意配合，上一个工序没有完全结束或质量得不到保证，禁止下一道工序的施工。只有这样，才能最大限度地保证其焊接质量，从而保证工程质量。

According to the developing history of long-distance transmission pressure pipeline construction in China,and the development of national economy and petroleum and petro-chemistry industry,an introduction is given to the self-shielded downward welding technology of fluex-cored wire,which has characteristics like the high degree of automation,the good quality of welding,the full use of welding materials,and the low comprehensive cost of equipment.Then it is pointed out that this technology is mainly applied to the industries of heavy machinery,electric power equipment,petrochemical industry,transportation,architectural engineering, and aerospace and aviation,especially the welding of big-bore long-distance transmission pressure pipelines.The study compares the engineering adaptabilities of self-shielded welding of flux-cored wire,manual downward welding,and down-ward welding under the protection of gas CO2,then mainly analyzes the effect of technological norms and operation techniques of self-shielded welding on the quality of engineering welding,and finally introduces the influence of preparation before welding,fitting up,equipment measurement and working process control on the quality of welding

flux-cored wire;self-shielded welding;long-distance transmission pressure pipeline;downward welding;process control

张箫铃

2010-12-24