管道对接焊中手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的焊接的应用探讨

管道对接焊中手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的焊接的应
用探讨
摘要：本文基于传统对管焊接方法质量较难控制及难以避免焊后有缺陷的基本
状况，提出了手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面焊接缺陷产生的原因及防治措施，因此可提高焊缝质量。

关键词：管道对接焊；手工氩弧焊；手工电弧焊
管道对接焊中由于在电能转变成热能和机械能的焊接过程中，受到高温的影响，会吸收空气中的氢，氢以原子的形式被液态金属所吸收。

当温度降低时，过
饱和的氢将从液态金属中析出，当焊缝凝固至室温时，过于饱和的氢原子压力逐
渐增大，使得焊缝当中出现许多焊后缺陷，不仅给日常生产安全造成严重威胁，
而且还会带来各种经济损失。

本文基于传统焊接工艺出现的焊接缺陷，提出了手
工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面焊接工艺，现对此论述如下。

1.焊接所需机具及材料分析
1.1焊接机具
由于管道对接通常选用全氩弧或氩电联焊的焊接工艺，因而可选逆变交直流
两用焊机。

1.2材料
（1）氩气。

其纯度需要＞99.95%。

（2）钨棒。

对于手工钨极氩弧焊来讲，
通常情况下，会选用钍钨棒或者铈钨棒当作钨棒。

（3）焊材。

选择与母材相匹
配的焊丝及焊条。

2.评定焊接前工艺
其内容主要有：（1）各个层的参数规范及焊接方法，如氩气流量、电流大小、钨极直径等；（2）电流极性及设备型号；（3）焊接前预热，以及焊接后热处理
规范；（4）母材与焊材的规格、对接尺寸及坡口形式。

3.焊接工艺分析
（1）焊前的清理工作。

在焊接时，受氩气作用，焊件周围会有一层密闭气体保护罩形成。

如果未能将其清理掉，那么会保护有害气体，而难以外排，易引发
各种缺陷。

（2）打底焊缝及点固焊。

可以采用重新融化的方法将缺陷消除掉。

针对点固焊来讲，其技术规范为：如果外径小于60mm，其点数为2个，长度为
15mm，高度为2mm；如果≥60mm，那么点数为3个，长度为15~20mm，高度
为2~2mm。

（3）明确工艺规范。

①钨棒及焊丝直径。

通常情况下，焊丝选择
2.5mm为佳。

②喷嘴的内径。

针对喷嘴内径来讲，其大小直接决定着气体保
护的效果。

依据公式D=2d+4（其中，D所表示的喷嘴直径，d所表示的是钨棒的
直径），来对喷嘴内径的大小进行选定。

因所选择的是直径为 2.5mm的焊丝，
可得出D=2×2.5+4=9mm。

③氩气流量。

基于公式Q=KD。

在此公式当中，Q所表
示的是流量（L/min），D所表示的是喷嘴直径（mm），K所表示的是系数
（0.8~1.2）。

如果喷嘴的内径＞10mm，那么k的取值即上限值；如果喷嘴的直
径＜10mm，那么K的值取下限值。

④钨棒的渗出长度。

钨棒的端头与喷嘴端面
之间的距离，以6~7mm为佳。

⑤坡口型式。

单面V型坡口，间隙为3mm，角度为70°，钝边为1.5mm。

⑥焊接电流。

根据焊丝及焊条直径的大小来明确。

⑦添焊丝法。

针对手工氩弧焊来讲，其主要有两种打底操作方法，其一为添焊丝法，
其二是不添焊丝法，对于前者而言，其又可划分为两种，第一类为内填焊丝法送丝，第二类为外添焊丝法送丝。

而对于后者而言，即为利用电弧将母材钝边熔化，
形成底层焊缝。

其要求管道对口没有间隙，留钝边1.5~2mm。

在焊接工艺气管道
过程中，用此方法添加焊丝。

内添焊丝法：对于空间位置比较难的位置焊接比较
适用，焊丝从对口间隙伸入到管内添加。

4. 焊接缺陷产生的原因及防治措施
（1）咬边：焊接时的电弧将焊缝边缘熔出的凹陷或沟槽没有得到熔化金属的
补充而留下缺口。

主要是由于焊接电流过大、电弧拉长或运条不稳引起的。

咬边
最大的危害是损伤了母材，使母材有效截面减小，也会引起应力集中。

预防措施
是焊接时调整好电流，电流不宜过大，且控制弧长，尽量用短弧焊接，运条时手
要稳，焊接速度不宜太快，应使熔化的焊缝金属填满坡口边缘。

（2）焊瘤：由
于操作不慎使焊条或焊把与焊件接触，或地线与工件接触不良短时地引起电弧，
而在工件表面留下弧疤。

主要是由于焊接电流过大或焊接速度过慢引起。

它的危
害是焊瘤处易应力集中且影响整个焊缝的外观质量。

预防措施是适当调小焊接电流，焊接时注意熔池大小，以便调整焊接电流或焊接速度。

（3）弧坑：是焊缝
收尾处产生下滑现象，不但减弱焊缝强度，还会在冷却过程产生裂纹。

主要是由
于断弧或熄弧引起。

弧坑的存在减小了焊缝截面，降低了接头的有效强度，并且
弧坑处常伴有弧坑裂纹，危害较大。

预防措施是尽量减少断弧次数，每次熄弧前
应稍微停留或做几次摆动运条，使有较多的焊条熔化填满弧坑处。

（4）气孔：
在焊接过程熔化的焊缝金属中所吸收的气体在冷却前来不及从熔池中排出，而残
留在焊缝内部形成孔穴。

产生气孔的因素较多，如焊条未按规定烘干；母材除锈
不彻底；焊接电压不稳；弧长过长产生气孔等。

气孔的存在使焊缝截面减小，金
属内部组织疏松，应力易集中，也易诱发裂纹等更严重的缺陷。

预防措施是在焊
接前应按要求烘干焊条，清理坡口及母材表面的油污、锈迹；注意天气的变化，
刮风、下雨要有遮挡措施；焊接时选择适当的电流及焊接速度。

（5）夹渣：夹
渣一般是由于熔池冷却过程中非金属物质如焊条药皮中某些高熔点组分、金属氧
化物等来不及浮出熔池表面而残留在焊缝金属中引起的。

其危害是影响了焊缝金
属的致密性及连贯性，易引起应力集中。

预防措施是焊接前应严格清理母材坡口
及附近的油污、氧化皮等，多层焊时彻底清理前一道焊缝留下的熔渣。

焊接时选
择适当的焊接参数，运条稳定，注意观察熔池，防止焊缝金属冷却过快。

（6）
根部未焊透：焊接中焊缝根部没有完全和母材熔合或母材和母材之间局部未焊透。

主要原因是接头对接间隙过小；焊接电流过小，焊接速度过快。

其危害性是降低
接头的机械性能。

预防措施是控制接头坡口尺寸及对接间隙，选择合适的焊接电
流和焊接速度。

（7）未熔合：指焊缝金属与母材未能完全熔化结合，多层焊也
存在层间未熔合。

主要原因是焊接线能量过小，或焊接电弧偏离焊缝中心。

预防
措施是选择合适的焊接参数，焊接时不宜过快，运弧适当，注意焊条角度。

（8）裂纹：按裂纹产生的原因不同，有热裂纹、冷裂纹及再热裂纹之分。

热裂纹一般
是在焊缝金属结晶过程中形成的，是应力对焊缝金属结晶过程作用的结果。

预防
措施是控制钢材及焊条中有害元素如磷、硫等的含量，重要结构的焊接宜采用碱
性焊条（又称低氢焊条），以降低焊缝中的杂质含量，改善焊缝金属组织；焊接
接头的固定要正确，避免不必要的外力作用于接头部位。

冷裂纹是焊缝冷却过程
中出现的，它可在焊接后立即出现，也可在焊后较长时间后出现，它的产生与氢
有关，所以又称氢致延迟裂纹，由于其具有延迟特性，所以它的出现相当于埋下
了一颗定时炸弹，危害更大。

预防措施是焊接时采用碱性焊条，在使用前必须按
规定进行烘干、保温；对接头部位必须先清除油污、水分和锈蚀。

焊接时采用焊
前预热、焊后热处理等措施，以利于氢的逸出。

再热裂纹一般产生于热影响区，
大多发生在应力集中部位，一般在焊缝区域再次受热时形成。

预防措施是增加焊
前预热、焊后缓冷措施，以减小残余应力和应力集中。

5.结语
综上，伴随科学技术的日渐发展，许多新技术、新方法在焊接领域中得到广
泛应用，手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的焊接方法能够较好的预防焊接缺陷，减少不良情况的发生，提高焊接的质量与效率，有着较高的应用效能。

本文通过
分析此种焊接方法，望能为焊接行业提供些许借鉴。

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