氩电联焊施工工法

薄壁不锈钢管道氩电联焊施工工法

河北省第四建筑工程公司

前言

薄壁不锈钢管道是一种新型节能、环保管材，耐腐蚀性好、寿命长，管件连接可靠，价格适中。氩电联焊应用于清洁度和工程质量要求较高的高压不锈钢管道Ⅰ、Ⅱ级焊缝连接，在工业、锅炉管道安装工程中广泛采用。随着国民经济发展，薄壁不锈钢管道氩电联焊将是工业、锅炉管道系统安装新趋势。

1. 特点

薄壁不锈钢管道连接采用氩电联焊比采用手工电弧焊及氩弧焊焊接工艺具有以下优点：

1.1焊接质量好：根据焊接工艺评定选择合适的焊丝、钨极、焊接工艺参数及纯度符合要求的保护气体，能使焊缝根部得到良好的融合，当进行射线探伤时，合格率明显高。

1.2效率高：同一焊工采用氩电联焊工艺和手工电弧焊工艺焊接同样的焊口，氩电联焊工艺的焊接效率是手工电弧焊的2～4倍，是氩弧焊的1～2倍，明显缩短工期。

2.3成本低：经综合测定，发现氩电联焊比手工电弧焊可以降低施工综合成本10～20％，比氩弧焊可以降低施工综合成本5～15％，而且焊口成型好,返修率低，降低了综合成本。

2．适用范围

本工法主要适用于焊接质量高的薄壁不锈钢工业、锅炉管道安装，焊接管径DN100mm~DN230mm，管壁厚3~6mm。

3. 工艺原理

氩电联焊氩是采用氩弧焊焊接焊缝底部，再用电弧焊盖面的焊接方法，焊接时首先对管材环向对接焊缝定出各焊接区角度及位置，再确定各区参数：如预热温度、焊接温度、电流、焊接脉冲、氩气流量等，它综合了两种焊接方式的优点，更能保证工程质量。

4. 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

施工准备→管道下料→坡口加工→坡口内外表面清理→焊条烘干→直流电焊机调整电流→焊接组对→定位点焊→底部焊接→盖面焊接→外观检查→探伤

4.2 操作要点

4.2.1施工准备：

1）严格控制材料采购，按规定进行材质化验、机械性能复验,做好焊接工艺评定和等级焊工培训、技术交底等。

2）焊条烘干：本工艺使用不锈钢碱性焊条，其烘干温度为350--380℃，烘干时间1--2小时，烘干后的焊条放置在110--150℃的保温箱内，现场使用的焊条存放于保温桶内。

3）工艺参数选择：

①预热温度的控制：一般预热温度控制在180-200℃，预热时间1 - 3分钟。

②焊接轨道倾角：当倾角太小时，较易出现桥接，而倾角过大，容易产生虚焊。轨道倾角应控

制在5°- ７°之间。

③焊接温度：焊接温度应控制在250±5℃。

④运用正交试验的方法找出最理想的参数值，工艺参数参考下表。

⑤焊接环境：管道焊接处搭设防风棚，棚内布置手提式灭火器。

4.2.2、管道下料：用专用管道切割机下料，确保端口质量符合标准。薄壁不锈钢管对口间隙必须控制在0.5mm之内。

4.2.3、坡口加工：由于薄壁管道的管径较大，管壁较薄，坡口的大小及平直度不易把握。选用LG－400－2型的等离子切割机，切割后坡口用V型坡口（如图1），对切割好的管口进行打磨，打磨出30°斜角。

4.2.4 坡口表面清理：将焊口处的焊熘、焊疤、焊碴打磨处理干净,用脱脂机对焊口进行脱脂处理，除去表面污垢。

4.2.5直流电焊机调整电流：选60～80A板厚选上限。

4.2.6管道组对、定位点焊：点焊焊缝长度不大于10~13mm，高度不应超过管厚的2/3，且在圆周上均分三点，定位点焊采用钨极氩气保护。

4.2.7底部焊接、盖面焊接

底部焊接：焊枪中，钨极直径为1.6mm（一般取1-2.5），手工焊接时采用短弧，焊枪与焊缝夹角为80—90º，钨极端部磨成圆锥形，离焊缝的距离在1.5—2.0mm，钨极通常选钨或钍钨也可采用进口钨极，以保证起弧的可靠性。为保证焊缝的内部质量，引弧前5—10S输送氩气，借以排除管件被焊处空气。焊接完毕切断电源后必须在3—5秒内继续送出保护气体，直至钨极及溶池区域冷却。

盖面焊接：施焊前应将表面溶渣及飞溅物清除干净，焊接电流选70—100A，焊速要快，焊接时采用短弧，快速直线焊接，焊接不做摆动，以得到整齐的焊缝表面，由于板壁薄，可将焊件一头垫起，呈15—20度角，进行下坡焊。

焊完的焊缝应进行抛光，使焊缝平整，得到与母材具有类似的光泽。

4.2.8 外观检查：检查表面有无裂纹、表面气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷。

4.2.9 探伤：高压管道需按要求做X 射线探伤检查，达Ⅱ级标准：无未焊透，未溶合等缺陷，气孔和 2mm 以下的氧化物夹渣，以10mm ×10mm 为评定视野，缺陷点数为1。

5. 材料和机械设备

5.1 管材和管件，应具备卫生检验部门的检验报告和认证文件，应具备产品质量技术监督部门的检测报告,应有产品质量说明书，并应有明显标志标明生产厂名和产品名称，包装上还应标有材料牌号、规格尺寸、生产日期和检验人员的印记。

5.2 主要施工机械设备

6. 质量控制 7

. 劳动组织及安全

7.1 为保证焊接有序地进行，确保焊接质量，提高工效，配备以下专业人员：

7.2 施工安全

7.2.1 各工种须经安全知识培训取得合格证后，持证上岗，严禁无证上岗；

7.2.2 严格执行各级安全规章制度，分工种进行交底；

7.2.4 施工机具做好临电安全防护，各级安全部门严格监督检查。

8. 环保措施

施工现场废弃物分类存放，及时清理；控制噪声源，管道加工、焊接应搭设防护棚，棚内布置消防设施。

9.经济效益分析：

以河北保定钞票纸厂锅炉管道安装为例，工程施工采用氩电联焊工艺，焊接速度快、焊接质量可靠，焊缝探伤一次合格提前工期2天；节约材料费1397元、人工费2090元，机械费930 元，累计节约4417元。

10. 工程实例

保定钞票纸厂锅炉管道安装、空压站管道安装、压缩空气管道等安装工程等均成功运用了氩电联焊工艺，这几项工程在回访中无一质量问题，受到了建设、监理单位的一致好评，取得了良好的经济效益和社会效益。

主要完成者：①李辉平②王丽霄③李久兴④张辉强

①②③：河北省第四建筑工程公司设备安装分公司

④：石家庄国祥制冷设备有限公司