燃气管道焊接氩弧焊打底技术分析

燃气管道焊接氩弧焊打底技术分析
作者：于克涛等
来源：《价值工程》2015年第28期
摘要：燃气管道是城市输送燃气的一种特殊设备，为城市工业生产、居民生活提供必需要的物质基础。

燃气管道的焊接质量是确保其能否安全运行的前提，所以提高燃气管道的焊接质量是提高燃气管道运行安全的保障，是提高城市居民生活质量以及加快社会主义现代化建设的必要前提。

鉴于燃气管道焊接质量的重要性本文重点分析了氩电联焊施工方法和工艺参数，以及氩电联焊施工方法在实际施工中应用。

为降低工程成本，确保焊接质量，提高经济效益作出贡献。

Abstract： Gas pipeline is a kind of special gas transport equipment in the city， it provides the material basis for urban industrial production， living. The quality of gas pipeline welding is the premise of its safe operation. So， the improvement of the quality of gas pipeline welding is the guarantee of improving the safe operation of the gas pipeline， promoting the lives quality of urban residents， and it is also the necessary precondition of accelerating socialist modernization. Based on the importance of the quality of gas pipeline welding， this paper mainly analyzes the construction methods and process parameters of argon welding union， and the application of argon welding union in the actual construction. It makes contribution to reduce the engineering cost， ensure the welding quality and improve the economic benefit.
关键词：燃气管道；焊接技术；氩电联焊；手工电弧焊
Key words： gas pipeline；welding technology；argon welding union；SMAW
中图分类号：U175.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）28-0135-02
0 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 手工电弧焊在焊接燃气管道中的弊端
通常燃气管网采用的管材是10、20低碳钢，可焊性好，手工电弧焊是其比较常用的一种焊接方法，但这种焊接方法对焊工的操作技术要求很高，在实际的焊接过程中发现，即使是技术水平较高的焊工其一次合格率也仅为80%左右，造成焊接质量不高的一个重要原因是焊缝的内部存在超标缺陷，特别是焊缝的打底焊道部分。

因此只有确保打底焊道的焊接质量，才能真正确保燃气管道焊缝的焊接质量，面对这种形势，必须创新传统的焊接工艺。

2 采用氩电联焊工艺的优点
氩弧焊打底具有以下优势：一是背面成型好看；二是一定厚度的材料如果不打底直接进行焊接，很容易造成未焊透的情况，如此一来，被焊接的设备使用较长时间后就会出现焊缝开裂或应力集中问题，反之，如果打底了出现上述情况的概率是很小的。

氩弧焊打底比较适用于那些对焊接质量要求比较高，且无法进行背部清根的焊缝，具体的操作是手工电弧焊盖面即可。

氩弧焊打底比较适用于那些对焊接工艺要求比较高的地方，这是因为氩弧焊与电弧焊相比具有很多优势，比如焊接质量高、焊接强度高等，但是氩弧焊与电弧焊相比成本更高。

需要注意的是两者并不是对立的关系，有时也会两种方法结合使用，取长补短。

氩弧焊打底的优点总结有如下几点：
①质量好。

氩气作为一种惰性气体，其不会和金属发生化学反应，并且它也不溶于金属，因此整个焊接过程几乎就是金属熔化和结晶的过程。

所以，采用氩弧焊打底可以获得较为纯净及高质量的焊缝。

②效率高。

采用氩弧焊打底后进行电弧焊，焊接速度将大大提高。

③易掌握。

该方法对技能的要求不高，从事相关工作的人员只需稍稍练习，就可以掌握这项技能。

④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。

⑤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。

3 氩弧焊打底技术的应用
在燃气管网施工中为了提高焊接质量采用了一种新式的焊接方式——氩电联焊工艺。

也就是焊接时采用氩弧焊打底手工焊盖面的焊接方式，取得了不错的效果，现总结如下：
3.1 氩弧焊概述
氩弧焊技术是在普通电弧焊原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，在不锈钢、铁类五金金属焊接中应用广泛。

3.2 焊接技术
3.2.1 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，本工程采用V型坡口对接形式（如图1所示）。

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。

3.2.2 电源种类与极性
为了减少钨极的烧损，在进行氩弧焊打底时选用直流正接法；为了提高焊接速度，在进行手焊弧时选用直流反接法。

3.2.3 焊接工艺参数
根据管道的壁厚范围，管道的对接焊采用单道三层焊。

各层的焊接方法、焊材种类及相关工艺参数如表1。

3.2.4 焊接操作
氩弧焊打底操作应注意以下细节：
①野外施工中要注意做好防风措施，保证氩气保护气流不被破坏。

②要处理好填丝角度和填充位置。

③要注意保持适宜的电弧长度。

④要根据焊接的位置掌握好焊枪角度。

⑤要注意掌握引弧、收弧操作。

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。

例如温州市管道工程施工中全部采用了氩弧焊打底、手弧焊盖面焊接工艺。

在近3个月的施工中，共完成56km管道焊口的焊接安装工作，按比例进行X射线抽拍焊缝646道，总片数2587张，X射线探伤Ⅲ级片以上一次合格率达99.9%，Ⅱ级片以上一次合格率达95.1%，保证了燃气管道接口的焊接质量。

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，反而减少了，以温州某管道工程为例，经核算：采用氩弧焊打底、手弧焊盖面工艺比采用手弧焊工艺焊接材料成本增加约3万元，但由于改进传统焊接方法后，不仅施工效率和一次检验合格率提高了，也减少了焊缝返修及拍片次数，综合下来为整个项目节约了15万元。

因此管道工程采用了氩弧焊打底工艺后，工程总成本比手弧焊降低了12万元，故氩弧焊打底、手弧焊盖面在燃气管道施工中不失为一种先进、实用的焊接工艺。

5 结论
综上所述，在城镇燃气管道施工中，对于重要的管线，如：中压支、干管，过路管线等，可采用氩弧焊打底、手弧焊盖面焊接工艺；而对于庭院管道及户内立管等压力较低管线，考虑到施工的简便，可采用手弧焊焊接工艺。

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