浅析氩弧焊打底在燃气管道焊接中的应用

菅良才

摘要：随着社会经济的不断发展和时代的进步，各行各业的技术也不断改革更新，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;焊接技术;质量控制

引言

城市燃气管网的安全运行对于城市公共安全有着至关重要的地位，更是燃气运营企业的首要工作重心，管网运行的安全状况会直接影响企业的社会效益和经济效益。我国的管道燃气事业经过几十年的发展现已形成一定的规模，并随着现代城市建设而进入高速发展的时期。如何增强燃气管道安全性这个课题，已越来越迫切地需要被破解。由于城市燃气管道项目施工的特殊性，它属于国家控制的特种设备，不仅关系着人们的生命财产安全、政府的形象和社会的安定，还直接关系着市容市貌和人们的出行，因此必须保证其质量符合相关规范标准，只有这样才能确保整个工程的成功。

1 氩弧焊概述

氩弧焊是气体保护焊的一种，分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊。我们工艺中所讲的氩弧焊是指钨极氩弧焊（又称TIG 焊），属于非熔化极氩弧焊，它是利用难熔金属钨或钨的合金棒作为电极，通过使钨极与工件之间产生电弧，并利用氩气严密地保护钨极、焊丝和熔池进行焊接的一种方法。TIG 焊具有以下优点：（1）电弧为明弧，在焊接过程中便于控制调整，可进行全位置焊接;（2）打底焊时可采用连弧焊，焊接速度快，质量高，熔渣几乎没有;（3）电极不熔化，易维持恒定的电弧长度，焊接过程稳定;（4）氩气是最稳定的惰性气体之一，比空气重，焊接时在电弧周围形成一圈稳定的气体保护层，不会出现气孔和合金元素烧损，焊缝质量高。

2 氩弧焊打底优点

（1）质量好。只要选择合适的焊丝、焊接工艺参数和良好的气体保护，就能使根部得到良好的熔透性，而且透度均匀，表面光滑、整齐。不存在焊条电弧焊时容易产生的焊瘤、未焊透和凹陷等缺陷，较焊条电弧焊更有把握保证根部质量。（2）效率高。在管道的第一层焊接中，手工氩弧焊为连弧焊。而焊条电弧焊为断弧焊，因此手工氩弧焊可提高效率2-4 倍。因不需清理熔渣和修理焊道，则速度提高更快。在第二层电弧焊盖面时，平滑整齐的氩弧焊打底层非常利于电弧焊盖面，能保证层间良好地熔合，尤其在小直径管的焊接中，效率更显著。（3）易掌握。手工电弧焊根部焊缝的焊接，必须由经验丰富且较高技术水平的焊工来担任。采用手工氩弧焊打底，一般从事焊接工作的工人经较短时间的练习，基本上均能掌握。（4）焊接范围广。基本上所有的金属材料都可以进行氩弧焊打底，尤其适宜焊接化学成份活泼的金属和合金。（5）变形小。采用氩弧焊打底，由于氩气流会将电弧进行压缩和冷却，致使氩弧的温度升高、电弧热量集中，在这种情况下进行焊接工作具有变形小的优势，尤其适用于薄件焊接和管道打底焊。

3 焊接技术应用

3.1 焊前准备和焊前清洗

燃气管道的焊接接口如何准备，准备的质量高低对整个管材焊接质量的影响非常大。焊接施工人员需要根据燃气管道的壁厚及形状特点采用不同的对接形式。为了保证燃气管道对接时的焊接质量，由于TIG 焊工件和填充金属表面的污染比较敏感，因此在焊前必须除去表面的油污、氧化膜等，其最常用的清理方法是机械清理。3.2 电源种类与极性对于氩弧焊打底，为了减少钨极的烧损，选用直流正接法;对于手弧焊，为了提高焊接速度，采用直流反接法。

3.3 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%。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过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。

3.4 效益分析

实践表明，在燃气管道施工中，采用氩弧焊打底技术比采用手动弧焊打底更具优势：质量好、效率高、易掌握、变形小、焊接范围广等，最重要的是采用氩弧焊打底技术还有效提高了一次焊接合格率。由于与手弧焊的焊接材料成本相比，氩弧焊的焊接材料成本要高，所以看起来好像采用氩弧焊打底会增加项目成本，但是实际上项目成本并没有增加。

4 有效的质量控制

4.1 加强压力管道焊接的检测和监管力度

为了确保压力管道焊接质量，加强检测和监管力度是一项常用的有效措施之一，主要有外观、压力试验、无损探伤等方面。外观检验重点针对焊缝外形、宽度、余高、咬边等常见问题，同时还需要检测焊缝与硬度确保达到预期焊接要求。在焊缝外观检查合格后需要进行无损探伤，检查焊缝内是否存在气孔、裂纹、未熔合、未焊透等问题，超声波和X 射线是常用的无损探伤方法。压力测试则是针对完成部分管道进行打压试验，检测管道是否达到要求压力，是否存在漏点。除了施工人员自查外，现场还应设置专职监理人员，不仅要检查施工方案的合理性，还要客观地评定焊接工艺，合理地分析焊接技术、方法、焊接位置、填充金属型号等。

4.2 优选并严格控制材料质量

焊接材料是保障压力管道安装焊接质量的基础，关系到工程质量、进度和成本，加强焊接材料采购、驗收、使用等各个环节的管理，施工单位要不断完善材料管理体系，实现科学、合理、系统的管理模式。在选择、验收和使用焊接材料是应严格按照国家相关规定进行，在进行焊接操作前应全面查验所需材料，当焊接材料质量、规格、型号等出现问题时应及时调整或者更换，避免选择和领用时发生错误，当材料表面存在油污或者锈蚀等杂质时，要采取必要的处理措施或者替换成符合要求的材料。压力管道的主要组成材料有管子、阀门、管件、法兰、螺栓、支撑件等。通常在管道焊接前会先铺设管道和配件，因此，在选择焊接材料时需要考虑压力管道材质、管道承载载体的性质，例如：当管道输送易燃易爆或者化学品时，施工人员应清理干净压力管道，选择与载体无反应的焊接材料。

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。

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（作者身份证号码：130127198201051818）