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埋弧自动焊在管道预制中的应用

文章来源:《现代焊接》杂志 作者:【未知】 点击:次 时间:2015/9/14 8:41:56

摘 要:埋弧焊具有抗风能力强、熔深大、焊接效率高的特点,应用到石油化工装置管道预制焊接施工中,有很好的经济效益。埋弧焊工艺成熟,可焊接的材料多,焊材、焊剂生产厂家多,焊接质量稳定。埋弧焊可以在露天操作,不受场地限制,特别适合野外管道自动化预制。

关键词:管道自动焊;埋弧焊;操作要领

埋弧自动焊是应用最早的自动焊方法之一,最初用在大型管道的纵缝焊接。经改进后,配置管道驱动机可实现管道环缝自动焊。在管道预制采用埋弧焊时,存在焊渣清理困难的现象,经实践摸索发现,焊渣清理困难主要原因是坡口角度、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接位置调整不当,造成焊接参数不匹配,最终导致清渣困难和产生未熔合、夹渣等缺陷。本文通过大连逸盛PTA工程改造项目,宁波中金石化、嘉兴三江石化和鄂尔多斯中天合创煤化工项目管道预制中埋弧焊实际应用,阐述埋弧焊的冶金特点、焊接工艺参数对焊缝质量的影响和焊接要领,防止缺陷产生。

1 埋弧焊的优缺点分析

1.1 埋弧焊相对于其他焊接方法的优点:1)能够以高的焊接速度和熔敷效率完成大厚件的对接、角接和搭接焊缝。2)埋弧焊剂具有脱氧还原和向焊缝中渗合金作用,可以得到力学性能优良、致密性高的优质焊缝金属。3)埋弧焊过程中没有飞溅,熔敷效率高,焊缝表面光滑整洁。4)焊接过程中没有弧光,焊工劳动条件好。5)焊接过程中产生很少的烟尘。6)埋弧焊可以采用大的焊接电流、电压和焊接速度,容易实现自动化焊接,焊接参数调整范围广,生产效率高。7)埋弧焊对风不敏感,因此最适合野外管道预制。

1.2 埋弧焊的缺点:1)埋弧焊只适合平焊和横焊位置焊接。2)设备占地面积大,一次性投入高。3)由于看不到焊丝和熔池,焊工不容易判断焊道位置和宽度,最后一道焊道不容易焊出理想焊道。4)对需要严格控制热输入的材料的焊接,要采取必要的降温措施。

2 埋弧焊的适用范围和焊丝、焊剂的选配

目前埋弧焊可以完成所有牌号的低合金钢、部分中碳钢,各种低合金高强钢、耐热钢、低温钢和不锈钢以及高合金耐热钢焊接,基本覆盖现在石油化工装置中管道材质。

埋弧焊时,必须根据母材的成分和性能正确地选配焊剂和焊丝,不同制造商的焊剂是没有互换性的,在未经实验验证的前提下,不不得将所使用的焊剂改为其他制造商的焊剂。

一般根据熔敷金属所需的力学性能来选择焊剂,焊丝与焊剂相匹配,以保证所需的焊缝力学性能。焊剂制造商会给出适用于各种钢材的焊剂和焊丝组合,焊接时应根据母材类型、焊道数量等选择焊剂制造商推荐的焊丝-焊剂组合。对于关键或重要的焊缝,应进行必要的工艺试验来验证所用的工艺是否能满足设计工艺要求。

按照冶金反应,焊剂分中性焊剂、活性焊剂和合金焊剂三种。焊剂通过一定方式向焊缝中过渡合金元素,有时焊丝也会向焊缝中过渡合金元素或脱氧元素。

中性焊剂不会明显改变焊缝金属的化学成分, 通常用于多道焊;活性焊剂中含有少量的氧化锰或氧化硅,通过冶金反应向焊缝中少量过渡锰和硅,有利于避免气孔和裂纹。这类焊剂通常用于单道焊;合金焊剂是在中性焊剂和活性焊剂中添加合金元素制成,可与普通碳钢焊丝配合使用焊接合金钢焊缝,也可以焊接特定母材的焊缝。

3 埋弧焊工艺参数

影响焊缝尺寸的主要因素是热输入。影响热输入的主要因素是焊接电流、电弧电压和焊接速度。焊接电流的影响最大,焊接电流直接影响熔深。

埋弧焊的参数分主要参数和次要参数。

主要参数是指对那些直接影响焊接质量和效率的参数,包括焊接电流、电压、速度、电流种类、极性和预热温度;

次要参数是指对焊缝质量产生有限影响的参数,包括焊丝干伸长度、焊丝倾角、焊接位置、焊剂粒度等。

对于特殊材质,焊丝和焊剂的选型匹配需要通过焊材生产厂家和焊接实验室完成焊接工艺评定,确定焊丝和焊剂组合能达到工艺要求。

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