浅谈固定管斜45°对接氩电联焊单面焊双面成形技术

摘 要：斜45°固定管管对接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之间的一种焊接操作方法。该文是采用氩弧焊方法进行打底层焊缝的焊接，而后再用焊条电弧焊进行填充层、盖面层焊缝的焊接，这是两种焊接方法的组合，简称氩电联焊。氩电联焊既可以保证焊缝质量，又可提高生产率，也能达到节约材料的目的。氩电联电的方法多用于重要或质量要求较高的管道焊接。

关键词：焊接 斜45°固定管 氩电联焊 单面焊双面成形 质量

中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（a）-0059-02

斜45°固定管管接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之间的一种焊接操作方法，在焊接过程中如果操作不当就可能会出现咬边、熔合不良、焊瘤、下坠、夹渣等缺陷，所以，焊缝成形较为困难，其操作与水平固定管对接焊操作基本相似。所不同的是在仰焊位置焊接时，焊条应作斜拉摆动，在坡口上侧多做停留；在平焊位置时，焊条斜拉方向与仰焊位置相反，无论管子怎样倾斜，尽可能地保持熔池为水平状态，避免出现坡口上侧咬边，坡口下侧液态金属下坠而堆积的缺陷。焊接过程中由于设备、材料、工艺及操作等原因，使得形成的焊缝达不到质量要求，从而对结构的工作质量和使用寿命产生严重影响。下面结合笔者教学工作经验，以Φ108 mm×8 mm固定管斜45°对接氩电联焊为例说明其操作过程。

1 焊前准备

焊前准备主要是进行设备性能的调试确认，母材材质、坡口形式确认，焊材规格材质、烘干情况确认，劳保用品穿戴好，调整好心态，装配定位等。

1.1 焊件

20钢无缝钢管，Φ108 mm×8 mm×100 mm，在管的一端开30°坡口，两件。

1.2 焊接材料

焊丝：采用H08A。

焊条：采用E5015型，直径3.2 mm。要求焊条不得变质，药皮不得开裂或脱落，用前烘至300 ℃～350 ℃，恒温2 h，随用随取。

钨极：铈钨Φ2.5 mm。

氩气：纯度为99.9%。

1.3 焊接电源

焊接电源采用逆变直流氩弧/手工两用焊机WSME―315，直流正接。

1.4 辅助工具及量具

辅助工具及量具有角磨机、焊条保温筒、清渣锤、钢丝刷、钢筋尺等。

2 焊前装配定位

2.1 焊前清理

在坡口及坡口两侧边缘各10～15 mm范围内用角磨砂轮打磨，使之呈现出金属光泽，清除油、污、锈、垢，修锉钝边0.5～1.0 mm，焊丝也要进行同样的处理。

2.2 焊前装配定位

装配间隙为3.0～3.5 mm，最小间隙应位于坡口的仰焊位置，错边量尽可能小，一般不大于0.5 mm，如图1所示。定位焊两处，位于10点和2点处，定位焊缝长度约10～15 mm，要求焊透，并不得有焊接缺陷，若出现缺陷应铲除重焊，焊点两侧进行修磨，使斜度尽可能小，保证接头处打底圆滑过渡。

3 焊接操作工艺

3.1 确定焊接工艺参数

固定管斜45°对接氩电联焊的焊接参数的选择如表1所示。

3.2 焊接操作

3.2.1 打底层焊接

打底焊接是难度最大的一个环节，在斜45°固定管对接焊接过程中，从两侧立向上焊接，分两半部分完成打底焊接，如图2所示。

在焊接时，为保证坡口上侧和坡口下侧的受热量均匀，应通过焊嘴的摆动，左右平行运动，从而促使熔池始终保持在水平位置上，在保证焊透的情况下，焊接速度应快些。在起焊时，焊工侧面蹲好，右手拿氩弧焊枪，左手拿焊丝，引弧点应超过6点位置10～20 mm，待电弧稳定燃烧后，将电弧压低在坡口钝边同时熔化的情况下，从坡口钝边处采用间断送丝法进行送丝，焊丝尽量送至坡口间隙内部，焊枪做稍有横向小摆动的向上运动。

3.2.2 填充层焊接

填充层焊缝的焊接起焊点与打底层焊接的起焊点要错开10～15 mm。填充层的焊接，相对比较容易，使用3.2 mm的焊条，采用斜椭圆形运条，电弧在上坡口处停顿时间要比在下坡口处稍长，焊条与管子切线方向的夹角比根部焊道焊接时大5°左右。由于工件的温度整体已经较高，焊接热输入比打底要小一些，一般是将焊接速度略微提高一下。考虑在仰焊位置铁水的流动性、受力情况，焊层要薄，厚度一般控制在2 mm左右，并且控制焊波呈水平或接近水平方向，有利于熔渣的浮出，防止内部焊接缺陷的产生，必须保证填充焊接后，加工坡口边缘清晰可见，一般焊缝低于母材外表面0.5～1 mm，为保证盖面焊接的焊缝宽度、直线度等打下基础。

斜45°固定管对接盖面焊接，与水平固定、垂直固定等有独特之处，主要表现在起头、运条、收弧3个方面。如图3所示，具体操作如下所述。

（1）起头。

打底层焊接完毕后，焊道较宽，引弧后按照图3（a）1～4所示顺序进行焊接，焊接厚度仍然要薄，要求不大于焊条直径。起头时以上坡口过中心线10～15 mm开始，向右斜拉，以斜椭圆形运条，使起头呈下坡口处高而上坡口处低的尖角形斜坡状。后半部分在立向上焊接时，形成“入”字形接头，保证圆滑过渡。

（2）运条。

焊接起弧后，转入正常的运条焊接。为保证良好的成形，处理好铁水的受力问题，运条须控制焊波呈水平状态。焊接时，摆动幅度1～2mm，在两端停留时间一般为0.5～1 s，使熔化金属覆盖量增加。

（3）收弧。

收尾时，斜椭圆形运条由大到小，也呈尖角形斜坡，下半周焊接时以尖角处开始，用从小到大的斜椭圆形运条，直至平焊上接头，斜拉椭圆形由大到小与前半周焊缝收尾的尖角形斜坡吻合。收弧时，尽量使焊波的中间略低一些，防止产生焊接缺陷的同时，也为盖面层焊接打下良好的基础。

3.2.3 盖面层焊接

为确保盖面成形质量，盖面焊接仍使用3.2 mm的焊条。盖面焊接主要是为了获得良好的外观焊接成型，焊接热输入要相对降低，焊接速度也相应提高。

4 焊缝清理

试件焊完后，用清渣锤、钢丝刷将焊渣、焊接飞溅物等清理干净，严禁动用机械工具进行清理，使焊缝处于原始状态，交付专职检验前不得对各种焊接缺陷进行修补。

5 结语

（1）根据上述焊接工艺，焊后焊缝表面成形美观，未发现超标缺陷，焊口合格。依据标准JB/T 4730―2005，焊缝射线探伤一次送检合格率达99%以上。

（2）综上所述，固定管斜45°对接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之间的一种焊接操作方法，其综合性非常强。

参考文献

[1] 贺志范，王振.单面焊双面成形质量差的原因及防止措施[J].商丘职业技术学院学报，2005，4（5）：53-54.

[2] 吕瑛波.单面焊双面成形技术在集装箱生产中的应用[J].电焊机，2005，35（1）：62-64.