浅析氩弧焊打底在管道焊接中的应用

丁自力 慕香奎 裴先锋 白玉

摘 要：随着我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，氩弧焊打底工艺因具有造价低、易操作、质量高、施工速度快等优势而被广泛应用于管道焊接施工中，本文主要分析了氩弧焊打底在管道焊接中的具体应用，以供参考。

关键词：氩弧焊打底；管道焊接；技术

引言

管道焊接是很多工程项目的重要内容，焊接质量是否合格决定了项目实施效果。因此，在工程施工中，应根据工程实际情况与规范要求，采取合理可行的管道焊接工艺方法，并制定有效的质量控制措施，保证管道焊接质量，使其充分发挥应有作用效果，为项目的顺利实施及发展奠定良好基础。

1 石油化工管道焊接工艺

目前，石油化工管道焊接，主要采用的工艺如下：①氩弧焊。在管道焊接作业中，利用氩弧焊，进行底层焊接，能够保证焊接的效果。依据电极的不同，氩弧焊可划分为熔化极氩弧焊以及非熔化极氩弧焊。②二氧化碳气体保护焊。在实际应用中，要明确焊接位置以及技术要求。焊接前，要进行坡口清理以及两侧表面的油污、漆层等的清理。除此之外，要进行设备和气路的检查。二氧化碳气体保护焊工艺，通常采用Si与Mn联合脱氧，焊接效果较好。③焊条电弧焊填充。一般来说，石油化工管道焊接作业中，完成打底施焊作业后，要及时做好焊接作业产生的杂质清理工作，比如熔渣等。若发现隐患点，要进行清除处理，再次进行焊接、磨平。使用焊条电弧焊填充，必须要保证底层焊缝接头位置和焊缝接头错开距离超过10mm，中层位置使用直径参数为3.2mm的焊条。若管壁厚度参数为9mm，则设置三层焊缝，中缝使用的焊条，其直径参数为3～5mm。

2 氩弧焊打底在管道焊接中的应用

2.1 工程概述

本文的研究对象为金强川灌区水源保障二期工程的一部分，该工程主要由取水枢纽、灌溉总干管、一干支管等部分组成，引水枢纽布置在金强河上游，采用有坝取水方式通过灌溉总干管输水至安门，全长7.552km。一干支管由上庙儿沟引至柏林沟，全长15.272km。灌溉一干支管在一干6#分水口分水，沿金强河左岸山前垄岗状低山丘陵区分别穿过庙儿沟、甘沙沟、黄草川、野雉沟至韭菜沟。起始设计流量0.37m3/s，末端设计流量0.23m3/s，管径分别为Φ1220×12、Φ820×9、Φ630×8与Φ529×7，沿线设各类阀井38座。在管道工程施工过程中，要求钢管外径误差控制在1.5%以内，管道安装焊接质量需符合水利工程建设施工及验收规范要求，管道焊缝25%X射线探伤达到三级片以上即为合格。对此，设计采用焊丝2.5mm进行氩弧焊打底，427型焊条盖面作业。

2.2 质量检查常态化

在管道焊接作业中，为强化质量的管控，由项目部负责，定期进行质量检查，比如周检查。通过管道焊接质量检查，及时发现问题，并且进行工程亮点评审，对发现的问题追究到人，要求相关部门进行整改。通过监督整改，解决实际存在的问题。对工程管道焊接质量管理亮点，加大宣传以及奖励力度，进而增强作业人员的焊接质量把控意识。除此之外，要注重焊接设备的检查。在石油化工管道焊接作业中，常用的设备包括TIG焊机以及交流焊机等，为保证焊接作业的质量，必须要做好设备检查，使其处于正常使用状态。操作人员在使用设备时，必须要严格按照规程操作，避免超负荷使用。

2.3 焊接前的准备工作

事预则立、不预则废，要想提高管道焊接质量和工程施工效率，在应用氩弧焊打底工艺进行焊接时需做好前期准备工作。一是金强川灌区水源保障二期工程对管材质量要求相对较高，加之工程管道安装施工规模相对较大，施工过程中应做好管材质量检查与验收、管材管理工作，避免管材自身质量影响焊接质量。同时要科学选择管材供应商，做好供应商资质、诚信调查和管材生产与运输质量控制工作，管材到达现场后需对其外观、质量进行检查，剔除不规范、不合格的管材。此外，还要做好管材与闸阀推翻管理工作，可利用塑料布、木板等进行隔离。二是在管道安装施工过程中，为提升管道安装效率需做好预处理工作，包括管材切割、坡口处理、管子组对与敷设等。如根据实际情况利用砂轮进行切割，切割口需与管材中心线保持垂直，切割完成后的管子管口需做30°坡口处理，并在管段内外1.0～2.0cm范围进行打磨，使其呈现出金属本色。管道直径不同其对口间隙也不同，通常情况下管道直径超过57mm时，对口间隙需控制在2～3.5mm；管道直径低于57mm时，对口间隙需控制在1～2mm。焊缝为直缝时管材组队过程中，焊缝与支架的距离应在50mm左右。三是通过构建避风设施，实现焊接过程中风速的有效控制，以降低生气孔的产生。

2.4 焊缝检测

1）外观检测（1）焊缝和母材之间的过渡必须保持圆滑，在焊缝的表面应没有缺陷，如气孔、裂纹与夹渣，当检查出缺陷时，应按照相关标准立即处理。（2）焊缝的余高不能超过3mm，且其宽度比坡口处的增宽不能超过4mm，即每侧增宽不能超过2mm。（3）焊缝的咬边深度应控制在0.5mm以内，其两侧咬边的总长应不可超过焊缝总长1/5，同时也不能小于40mm。（4）当焊缝的外观不合格时，应及时通过返修处理至合格，否则不允许进行后续施工操作。2）探伤检测将焊口焊接好后，根据相关标准开展射线检测，检测时的探伤级别应按照现行规范确定。对于现场检测人员，应对检测所得结果进行分析判断，确定是否合格，并对检测记录进行填写，以供后续随时查看。

2.5 焊接操作与管理

采用氩弧焊打底技术进行焊接的流程为：焊前准备与检查→氩气保护→氩弧焊焊接→焊后处理→焊接质量检验。依据氩弧焊打底技术应用要求，焊接过程中需控制好焊接参数（焊接电流、电弧电压、氩气流量、焊接速度等），以提升焊接质量。焊接电流过高易出现焊缝咬边缺陷，焊接电流过小易出现未焊透、未焊牢的问题。对此可采用现场实验法明确焊接参数，由工艺概述可知本文所研究的管道工程氩弧焊打底焊丝为2.5mm，氩气纯度超过99.9%，其焊接参数详见表1。实际操作过程中主要采用填丝法与自熔法进行处理，填丝法需留有一定对接缝隙，在坡口处进行填丝，通过断续或连续送进满足焊接需求。小直径管子焊接过程中采用自熔法进行处理，需保证钨极与熔池始终为垂直状态，并在氩气保护下控制好钝边熔化过程。值得注意的是氩弧焊打底焊接過程中应选用直流弧焊机进行操作，为降低焊接对钨极质量的影响应用正极性接法进行处理，焊接焊条应随取随用并给予一定温度的烘干处理，焊口焊接后需做好清洁工作，去除熔渣与焊缝飞溅物。

3 结语

氩弧焊打底工艺是管道焊接中应用较为广泛的焊接技术，其应用对提升焊接质量、控制焊接成本、提高管道焊接施工效率、降低劳动强度、提升一次焊接合格率具有显著效果。相关工作人员应掌握氩弧焊打底工艺，为提升管道施工质量奠定基础。

参考文献

[1]张晓东，王兴华.几种施焊手法对管道钨极氩弧焊焊接质量的影响[J].焊接，2017，（2）.

[2]高健.衬瓷氩弧焊打底+CO2气保焊盖面技术在大口径厚壁不锈钢工艺管道焊接中的应用[J].石油化工建设，2016，（3）.