手工TIG焊单面焊双面成形技术在管道对接焊接中的应用

杨佐云

摘要：在高温或者高压的条件下将两个或者两个以上分开的材料连接在一起的整体操作方法就是焊接技术。在对管道焊接的过程中，由于受到管道管径、壁厚以及管道椭圆度的影响，往往使得焊缝的外观质量以及拍片的一次成功率很低。手工TIG焊作为焊接技术的一种，这种单面焊双面成形的焊接技术对于管道的焊接最具有独特的优越性。本文分析了手工TIG焊存在的焊接難点以及改进的措施。

关键词：焊接技术；手工TIG焊；单面焊双面成形技术；管道

手工TIG 焊有焊缝成形美观、焊接穿透性好、焊接烟尘小等特点。焊接高要求的精密仪器、压力管道等焊接工程，手工TIG焊单面焊双面成形技术为首选的焊接方法被广泛应用。

一、手工TIG对接焊存在的焊接难点

（一）焊接材料的难点

当管道焊接要求很高时，国内生产的很多TIG焊接填充材料无法满足高焊接要求，就需要从国外进口焊接材料。由于进口需要一定的周期，因此在焊接的过程中就一定要尽可能的减少对材料的浪费，否则的话就会影响到工期。另外，对于用惯国产焊材的焊工来说，初步使用进口的TIG焊焊材，都会觉得规格偏小，送丝动作生涩，要克服这送丝问题，需要大量焊接材料和焊接工件来练习才能见成效，加大了培训难度焊工。

（二）坡口组装难点

TIG焊对于两个管道的对接焊缝也有比较高的组装要求。一般组装要求坡口间隙应预留3～4mm，對于管壁厚度小于5mm的，对接错边量要控制在1mm 以内。而对于管壁厚度大于5mm 的，其对接错边量也要控制在1.5mm以内。间隙与错边对于管道的对接焊缝质量有很大影响，间隙与错边量过大直接能导致焊缝射线探伤不合格 [1]。

（三）焊工的难点

由于手工TIG 焊是最近几年才发展起来的，在焊工的人才储备上远远不足。其中存在着相当一大部分的手工TIG 焊工是由二氧化碳焊或者手工电弧焊转型过去的。他们由于对手工TIG 焊的焊接工艺了解不透彻，对于焊接站位、方法以及防止缺陷产生的注意事项都欠缺一定的理论知识，增加了其焊接的难度。

（四）人为因素的难点

手工TIG 焊由于是纯手工来完成的，在焊接的过程焊工的工作状态对焊接质量存在着一定程度上的影响。一旦焊工在操作的过程中粗心大意，很有可能焊接就产生缺陷。比如说在焊接的过程中，由于操作不当使得焊缝的熔池过大，一旦熔池过大管道的表面张力减小，使得填充的金属很容就会下塌，进而使得焊接处的背面出现焊瘤。进行第一层的打底焊时，如果对仰焊的位置不加注意，填充丝的时候没有及时的到位，就会使得管道焊缝的内部出现内凹或者咬边[2]。

二、手工TIG焊单面焊双面成形技术的改进措施

为了克服手工TIG焊单面焊双面成形技术在焊接过程中的难点，除了控制好焊接电流和电压以及保护气体的输入量以外，技术人员在实践的基础上探索出了一些可以避免手工TIG单面焊双面成形缺陷的经验，大大提高了管道焊缝射线探伤的通过率。

（1）利用手工TIG焊对管道进行焊接时，无论管壁是厚还是薄，第一步打底焊的好坏直接影响到焊接的质量。毫不夸张的说，只要把第一步打底焊完美的完成，那么对整个焊接过程来说已经成功了一半。

在打底焊之前，焊工一定要对焊接工艺（管道对接口的间隙、坡口角度和留根要求）了如指掌。然后再根据焊接工艺的具体规范要求进行施工。在对焊材的型号以及焊条的规格进行选择时要依据管道的直径、管壁的厚度以及材质进行选择。焊接之前一定要对焊接处30mm范围进行清洁打磨干净。因为一旦清洁不干净，管道坡口处的杂物或铁锈进入熔池便会产生气孔或夹渣等焊接缺陷。当即将完成焊缝打底封口时，应预留50mm左右的观察孔，通过观察孔观察打底焊缝背面成形是否良好，如背面某处表面有缺陷，及时定位及时挖凿处理提高打底焊接的质量。

（2）手工TIG焊是单面焊双面成形的，要想保证焊缝的背面成形，在焊接之前以及焊接的过程中要不停的冲入氩气，在管道内形成一个流动的气腔。对于保护气体氩气的选择，一定要选择纯度极高的，只有这样才能保证管道内部的氧气能被完全的排除。在不锈钢的管道中，由于存在Cr元素，会使得在焊接过程中极易发生氧化反应。尤其是对于手工TIG焊，当焊缝的背面缺少有效惰性气体保护的时候，会使得背面的合金元素Cr与管道内空气中的O2发生氧化反应生产Cr2O[3]3，使得焊缝背面难以成形，严重的影响焊接的质量。

（3）在起弧的阶段，焊枪钨棒的伸长长度要适中，并且与焊缝的相对位置要保持垂直或略偏一点。电流电压，氩气流量按焊接工艺评定规定的焊接参数起弧焊接。

（4）焊接过程中的加丝步骤也是相当关键的，对于焊缝的成形是至关重要的。在送丝过程中一定要控制好送丝的稳定性以及均匀性。

（5）填充层的主要是让管道和焊缝、焊缝与焊缝之间能够充分的熔合在一起。在此过程中，为了使焊缝和管道、焊缝与焊缝之间能够完全的熔合，一定要等到管道边缘的材料或前一层焊缝完全融化以后再在熔池中添加焊丝，每当遇到焊缝与焊缝的接头处需停顿下来，焊缝接头的地方往往是焊缝最容易出现焊接缺陷的地方。在此处需要用机械方法打磨至见金属光泽，还要在焊接前进方向后退5mm到7mm处引弧焊接，焊接时停顿2秒，让焊缝首尾良好地熔合在一起，减少缺陷出现几率，保证焊接的质量。

（6）最后一步就是对焊缝盖面，使焊缝的外形整齐美观。由于各种原因在实际的焊接过程中，焊缝往往参差不齐，有的地方过高而有的地方过低，这些都会对焊缝的成形带来或多或少的影响。在进行盖面的时候，为了保持焊缝成形整齐美观，应该在坡口间隙最大的地方下手进行盖面，沿着坡口边缘线然后依次按照前面焊接痕迹的进行盖面，可保证焊缝外观的美观。

三、结语

手工TIG焊单面焊双面成形技术的发展，为我国的管道铺设提供了强有力的支持。为了保证手工TIG焊的焊接质量，一方面要加大对操作工人的专业知识培养，使他们熟练地掌握各个焊接步骤，另一方面要优化焊接工艺，尽量的降低因工艺原因带来的焊接缺陷。

参考文献：

[1]蔺生文.手工TIG焊单面焊双面成形操作技术──6mmV形坡口板状对接平焊[J].环境监测管理与技术，1994，04：4445.

[2]赵波.管道焊接中的手工TIG焊的单面焊双面成形技术[J].科技情报开发与经济，2005，04：295296.

[3]李文荣，詹清蓉.低温不锈钢管子手工 TIG 单面焊双面成型经验[J].沪东中华技术情报，2010（2）：4041.