论热风炉炉壳焊接方法对比

论热风炉炉壳焊接方法对比
作者：李艳艳王振王仿
来源：《山东工业技术》2015年第02期
摘要：本文通过三种焊接方法在实际施工中的对比，选择出先进焊接技术，先进的焊接方法应用在高炉热风炉炉壳的焊接过程中，其焊接质量好，极大的减轻了工人的劳动强度，降低了成本。

关键词：高炉热风炉；气电立焊；成本对比
0 前言
2014年随着安钢生产发展形势的需要，1号高炉新建一座新1号热风炉，最高为
37.836m，最大直径为Φ11.26m，这项工程是工程技术分公司乃至安钢集团公司重中之重的工程，工程技术分公司第六安装部有幸承担了这项工作，这项工程对制造质量要求非常严格，尤其是焊缝焊接质量要求非常高：100%超声波无损检测I级合格，我部对这项工程非常重视，并重点对焊接问题组织相关专业人员对焊接工艺进行了大量研究、并制定焊接工艺规程。

1 焊接方法的说明
（1）手工电弧焊：是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。

工艺特点：特点1）设备简单。

2）操作灵活方便。

3）能进行全位置焊接适合焊接多种材料。

4）不足之处是生产效率低劳动强度大。

5）对焊工的依赖性较高。

（2）CO2气体保护焊，它是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。

其工艺特点：1） CO2焊穿透能力强，焊接电流密度大（100-300A/m2），变形小，生产效率比焊条电弧焊高1-3倍。

2） CO2气体便宜，焊前对工件的清理可以从简，其焊接成本只有焊条电弧焊的40%-50%。

3）焊缝抗锈能力强，含氢量低，冷裂纹倾向小。

4）焊接过程中金属飞溅较多，特别是当工艺参数调节不匹配时，尤为严重。

5）不能焊接易氧化的金属材料，抗风能力差，野外作业时或漏天作业时，需要有防风措施，在野外当风速达到2M/S时，应停止作业。

6）焊接弧光强，注意弧光辐射。

热风炉的建设是在野外施工，其高度达30余米，时间在冬季，风速大，对焊接质量造成较大的影响。

（3）气电立焊的能量密度比电渣焊高且更加集中，焊接技术却基本相同。

它利用类似于电渣焊所采用的水冷滑块挡住熔融的金属，使之强迫成形，以实现立向位置的焊接。

通常采用外加单一气体（如CO2 ）或混合气体（如 Ar+O2 ）作保护气体。

它是一种全自动控制上升系统配用专门的药芯焊丝、以CO2气体保护进行立向对接焊，焊接垂直或接近垂直位置的焊接接头。

电弧轴线方向与焊缝熔深方向垂直，焊接时在焊缝的正面采用水冷铜滑块，焊缝的背面
采用水冷档排（或衬垫），药芯焊丝送入焊件和档块形成的凹槽中，熔池四面受到约束，实现单面焊双面一次成形，是一种先进高效的焊接技术。

2 3种焊接方法的对比
（1）新1号热风炉的板材较厚，一般为30mm左右，若立缝采用1和2的焊接方式，，坡口要求采用X型坡口型式，坡口面度数为30°左右，焊接工艺采用多层多道焊接一面，然后对背面清根、打磨后再对另一面进行多层多道焊，每层每道焊接完后要注意融合情况并清理熔渣，受操作技能和环境的影响较大，焊后无损检测合格率相对较低。

（2）若立缝采用3的焊接方式，坡口要求采用V型坡口型式，坡口面度数为20°左右，从开坡口工序上减少了一半工作量，并减少焊缝填充量，焊接可一次成型，减少了碳弧气刨和打磨的工作量。

（3）例如板厚为30mm，长度为2米的热风炉炉壳单条立缝焊接，三种焊接方法的对比：
1）采用手工电弧焊：2个焊工，16个小时完成，填充金属采用碱性焊条，碱性焊条的抗裂性较好，在焊缝清理不干净或焊条不烘干时极易产生气孔且起弧和收弧处易产生弧坑裂纹，焊接过程中焊接速度慢，焊接接头多焊接速度比CO2气体保护焊低2.5～3倍多，焊接过程的辅助时间相对较多。

2）采用CO2气体保护焊，需2个焊工，10个小时完成，人员劳动强度大，对焊接技能要求较高，且由于风速的影响，对焊接质量造成影响，超声波检测合格率相对较低，另需人员搭建防风帆布，焊后对焊接飞溅的清理及不合格焊缝的返修等，增加了辅助工作量。

3）采用气电立焊，焊缝可一次成型，不用碳弧气刨清根和打磨，2个人工只需3个小时就能完成，焊缝质量高且成型美观，气电立焊焊接坡口形式与传统的手工焊接有所不同，属于窄间隙。

经过实践，超声波检测合格率可达98%以上。

3 无损检测及力学性能对比
通过三种焊接方法的工艺评定报告作出对比：RT探伤内部无超标缺陷，II合格。

力学性能数值为：手工电弧焊抗拉强度545Mpa CO2气体保护焊抗拉强度：550Mpa气电立焊抗拉强度：525Mpa.弯曲试验无开裂现象，全部合格。

均符合高炉热风炉炉壳焊接工艺要求。

4 3种焊接方式成本对比
在实际工作中的焊接成本包括：人工费：15元/小时，辅助人工费：8元/小时材料费：焊条E5015 5.8元/kg，ER50-6 8.5元/kg、AT-YJEG50A 30元/kg。

（1）手工电弧焊：人工费2*16*15=480元材料费：2*5*5.8=58元返修费用：100元，辅材：20元。

共658元。

（2）CO2气体保护焊：人工费2*10*15=300元材料费：2*5*8.5=85元返修费用：80元，辅材：20元。

共450元。

（3）气电立焊：人工费2*3*15=90元材料费：2*7.5*20=300元辅材：10元。

共400元。

新1#号高炉热风炉炉壳立缝长度约为120余米。

通过工艺对比采用气电立焊焊接炉壳立缝炉壳，而且实践证明采用该工艺，提高了野外施工的抗风能力，保证了焊缝质量，降低人员的劳动强度，而且效率高，焊接速度更是相对人工焊接提高了30多倍，为工程的质量和工期提供了保障。

参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，第三版.
[2]劳动和社会保障部.焊工[S].中国劳动社会保障出版社，2003（05）.
[3]郭智.气电立焊技术在450m3高炉热风炉焊接上的应用[J].甘肃冶金，2008，30（02）.。