管道焊接常用的方法

　　目前，管道焊接常用的方法有焊條電弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、鎢極氣體保護(hù)焊( GTAW)、熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)、藥芯焊絲電弧焊(FCAW)和下向焊等幾種。

　　(1)焊條電弧焊的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便、操作靈活，可以適用于維修及裝配中的短縫的焊接，特別是可以適用干難以達(dá)到的部位的焊接。缺點(diǎn)就是對(duì)焊工操作技術(shù)要求高，焊工培訓(xùn)費(fèi)用大，勞動(dòng)條件差，生產(chǎn)效率低，不適于特殊金屬及薄板的焊接。焊條電弧焊配用相應(yīng)的焊條可適用于大多數(shù)工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金的焊接。

　　(2)埋弧焊可以采用較大的電流，在電弧熱的作用下，一部分焊劑熔化成熔渣并與液態(tài)金屬發(fā)生液態(tài)冶金反應(yīng)。另一部分熔渣浮在金屬熔池的表面，一方面可以保護(hù)焊縫金屬，防止空氣的污染，并與熔化金屬產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，改善焊縫金屬的成分及性能;另一方面還可以使焊縫金屬緩慢冷卻，防止裂紋、氣孔等缺陷的產(chǎn)生。與焊條電弧焊相比，其大的優(yōu)點(diǎn)就是焊縫質(zhì)量高，焊接速度快，勞動(dòng)條件好。因此，它特別適用于大型工件的直縫及環(huán)縫的焊接，而且多采用機(jī)械化焊接。缺點(diǎn)是一般只適用于平縫和角縫的焊接，其他位置的焊接則需要用特殊裝置以焊劑對(duì)焊縫區(qū)的覆蓋和防止熔池金屬的漏消;焊接時(shí)不能直接觀察電弧與坡口的相對(duì)佗置，需要采用焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)來(lái)焊炬對(duì)準(zhǔn)焊縫不焊偏;使用電流較大，電弧的電場(chǎng)強(qiáng)度較高，電流小于100A時(shí)，電弧穩(wěn)定性較差，不適宜焊接厚度小于1mm的薄件。埋弧焊已廣泛用于碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼的焊接。由于熔渣可以降低焊接接頭的冷卻速度，故某些高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和高碳鋼也可以采用埋弧焊進(jìn)行焊接。

　　(3)鎢極氣體保護(hù)焊由于能很好的控制熱輸入，所以它足連接薄板金屬和打底焊的一種方法。這種方法幾乎可以用于所有金屬的焊接，尤其適用干焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦、锫這些活潑金屬：這種焊接方法的焊接質(zhì)量高，但與其他電弧焊相比，其焊接速度較慢、生產(chǎn)成本高、受周圍氣流的影響較大，不適于室外操作。

　　(4)熔化極氣體保護(hù)焊通常使用的氣體有氬氣、氦氣、二氧化碳或這些氣體的混合氣。以氬氣、氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣時(shí)稱為熔化極惰性氣體保護(hù)焊(在國(guó)際上簡(jiǎn)稱為MIG焊);以惰性氣體與氧化性氣體(O2、CO2)的混合氣時(shí)，或以C02和C02 02的混合氣為保護(hù)氣時(shí)，統(tǒng)稱為熔化極活性氣體保護(hù)焊(在國(guó)際上簡(jiǎn)稱為MAG焊)。熔化極氣體保護(hù)焊主要優(yōu)點(diǎn)是可以方便地進(jìn)行各種位置的焊接，同時(shí)也具有焊接速度較快、熔敷率較高等優(yōu)點(diǎn)。熔化極活性氣體保護(hù)焊可以適用于大部分豐要金屬的焊接，包括碳鋼、合金鋼。熔化極惰性氣體保護(hù)焊適用于不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金。利用這種方法可以進(jìn)行電弧點(diǎn)焊。

　　(5)藥芯焊絲電弧焊可以認(rèn)為是熔化極氣體保護(hù)焊的一種類型。其所使用的焊絲是藥芯焊絲，焊絲的芯部裝有各種組成成分的藥粉。焊接時(shí)外加保護(hù)氣體，主要是CO2氣體，藥粉受熱分解或熔化，起著造氣和造渣保護(hù)熔池、滲合金及穩(wěn)弧等作用。藥芯焊絲電弧焊不另外加保護(hù)氣體時(shí)，叫做自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊。它是以藥粉分解產(chǎn)生的氣體作保護(hù)氣體，這種焊接方法的焊絲干伸長(zhǎng)度變化不會(huì)影響保護(hù)效果，其變化范圍可較大。藥芯焊絲電弧焊有以下優(yōu)點(diǎn)：焊接工藝性能好，焊道成型美觀;熔敷速度快、生產(chǎn)率高，可以進(jìn)行連續(xù)地自動(dòng)、半自動(dòng)焊接;合金系統(tǒng)調(diào)整方便，可以通過(guò)金屬外皮和藥芯兩種途徑調(diào)節(jié)熔敷金屬的化學(xué)成分;能耗低;綜合成本低。缺點(diǎn)是制造設(shè)備復(fù)雜、制造工藝技術(shù)要求高、藥芯焊絲保管要求高和焊絲很容易受潮。藥芯焊絲電弧焊可以應(yīng)用于大多數(shù)黑色金屬各種厚度、各種接頭的焊接。

　　(6)下向焊是從國(guó)外引進(jìn)的一種適用于管道環(huán)縫焊接的工藝方法。它是指在管道焊縫的引弧，向下焊接的一種工藝方法。下向焊具有生產(chǎn)、焊接質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。

　　手工纖維素4.0mm焊條下向焊打底(全手工焊和手工焊)/STT半自動(dòng)根焊打底 半自動(dòng)自保護(hù)焊填充、蓋面焊。其特點(diǎn)是纖維素焊條下向焊打底具有良好的穿透力，能夠大限度的根焊背面成形，使用方便;STT半自動(dòng)根焊具有焊接，質(zhì)量穩(wěn)定可靠;半自動(dòng)自保護(hù)填充、蓋面焊，可以充分焊接質(zhì)量和焊接效率。

　　焊接管道受力及質(zhì)量因素

　　管道作為物料輸送的一種特種設(shè)備，在石油化工生產(chǎn)裝置中管道的安裝工作量約占整個(gè)工作量的1/2，占據(jù)著很重要的位置；管道在遠(yuǎn)距離輸送和電站、鍋爐、船舶等動(dòng)力裝置方面也是至關(guān)重要的。以來(lái)，隨著鋼結(jié)構(gòu)工程的迅速發(fā)展，管道普遍用于建筑工程中，作為梁、柱、桁架、網(wǎng)架、塔架等承重構(gòu)件，管道還作為支架，滿足管道承重、限位、防振。管道幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各行各業(yè)。

　　影響管道焊接的質(zhì)量因素

　　由國(guó)內(nèi)外發(fā)生的管道破壞事故的分析結(jié)果可知，其破壞形式為脆性破裂（即破裂般沒(méi)有明顯的塑性變形），破裂通常由低周疲勞、應(yīng)力腐蝕和蠕變等原因所引起。這些破壞事故與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接質(zhì)量、探傷技術(shù)和操作有很大關(guān)系。

　　一般來(lái)說(shuō)，多數(shù)結(jié)構(gòu)的破斷，往往集中于應(yīng)力、局部應(yīng)力和拉伸殘余應(yīng)力較高的焊接接頭區(qū)的缺陷外，其原因如下。

　　① 焊接缺陷，特別是未焊透。例如某圓柱形管道鋼梁，現(xiàn)場(chǎng)裝焊時(shí)人無(wú)法進(jìn)去雙面焊，只得在管子內(nèi)襯墊板單面焊。以下三種情況均無(wú)法全焊透：不開坡口，手工電弧焊縫無(wú)法達(dá)到要求；雖然開了坡口，但不到位，角度太小、太淺，無(wú)法熔透；坡口符合要求，但根部間隙太小，無(wú)法熔透。表面質(zhì)量很好，實(shí)際上50%深度是虛焊。

　　② 責(zé)任性不強(qiáng)，素質(zhì)不高。工廠內(nèi)有這么一條規(guī)章制度，也是一條工藝紀(jì)律。即施工前對(duì)上道工序?qū)嵭袡z驗(yàn)，若不合格，返修且合格后才能進(jìn)行下道工序。如果發(fā)現(xiàn)坡口間隙不合格，不能擅自焊接。若這樣做，可以避免事故。

　　③ 雖然終焊接接頭質(zhì)量可以用射線探傷，把住質(zhì)量關(guān)，探傷儀是科學(xué)的、不會(huì)作假，可是探傷的部位是人選的，值得指出的是，往往因疏忽大意，探傷時(shí)的誤探和漏探是十分有害的，誤探導(dǎo)致不必要的返修，影響焊接接頭的性能；漏檢則意味著可能使超標(biāo)缺陷留存于焊接接頭中，成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的潛在危險(xiǎn)因素。產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)隊(duì)伍中，有一大批忠于職守、認(rèn)真負(fù)責(zé)、大公無(wú)私的人員，在焊縫的重要部位劃出要探測(cè)檢查的標(biāo)記，嚴(yán)格把關(guān)。但也有個(gè)別的人事先摸透了檢測(cè)人員的意圖，知道某部位要探測(cè)，該部位焊接特別好，一次拍片合格率很高。可是，其他未探測(cè)部位是否有隱患呢？所以，除了對(duì)探傷設(shè)備及靈敏度和可靠性重視外，還加強(qiáng)對(duì)檢驗(yàn)探傷人員培訓(xùn)，以便從探傷把關(guān)，控制和確保壓力管道的制造質(zhì)量。

　?、?把握住主體和附件的質(zhì)量關(guān)系。壓力容器（含壓力管道）的焊縫固然重要，可是附件的焊縫也不能疏忽，有時(shí)往往從附件引發(fā)到主體的損壞。有批液氮鋼瓶，主焊縫焊得很好，全部達(dá)到要求。業(yè)主提出為了平時(shí)滾動(dòng)方便，要在筒體上焊兩道扁鋼，以便套上橡膠圈。扁鋼是附件，可是由于扁鐵箍的接頭沒(méi)有焊牢，僅焊了一些點(diǎn)焊。在日常滾動(dòng)運(yùn)行時(shí)（由于充氣時(shí)筒體膨脹，無(wú)負(fù)載時(shí)筒體收縮），該扁鋼的裂縫引發(fā)到筒體上出現(xiàn)裂縫。聯(lián)想到有些內(nèi)部襯墊板的筒體，墊板接頭沒(méi)焊牢，也出現(xiàn)類似問(wèn)題。可見附件的縫缺陷會(huì)引發(fā)到主體上去，這是引起注意的。缺陷的存在、性能的下降、應(yīng)力水平的提高是焊接接頭區(qū)成為結(jié)構(gòu)中薄弱環(huán)節(jié)的三大要素。因此從一條焊縫接頭的質(zhì)量反映了壓力容器、壓力管道的制造質(zhì)量，并直接影響到結(jié)構(gòu)的使用安全性。