手工钨极氩弧焊在水套炉内置小盘管焊接中的应用

摘要：目前在采油站油井安装的加热装置——水套炉的修复过程中，经常会遇到一些小管径管道的焊接工作，如果采用手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面的工艺方法，可以得到优质的焊接质量，能够提高焊口的合格率。

Abstract： At present in the repair process of water jacket furnace in the well installation of oil production station， it often encounters some small diameter pipe welding work. If using TIG primer and manual arc welding filler cap surface process， you can get qualified welding weld and improve the pass rate of welded junction.

关键词： 水套炉内置小盘管；焊接工艺；手工钨极氩弧焊

Key words： water jacket furnace enclosed small coil；welding process；TIG

中图分类号：TE3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）04-0033-02

0 引言

在水套炉焊接中，内置小盘管主要作用是给原油循环加热，它是采用Φ73x6mm、材质20#钢管焊接而成（见图1）。在焊接时，如果小盘管焊道质量不合格，发生渗漏，会给水套炉的维修带来很大困难和危险，因此为了保证根部焊道的焊接质量，可采用手工钨极氩弧焊打底，这是因为手工钨极氩弧焊电弧热量集中，电弧电压低，燃烧稳定，同时由于氩气的保护作用，根部焊道无渣，无飞溅，免去清渣清飞溅的工序，使管路系统的清扫工作减轻。

1 手工钨极氩弧焊的特点及应用

手工钨极氩弧焊（TIG）是气体保护焊的一种，焊接时电极采用难熔金属钨或钨的合金棒，电弧燃烧过程中，电极是不熔化的，故电弧的长度几乎是恒定的，电极和电弧区及熔化金属都处在氩气保护之中，使之与空气隔离从而达到保护熔池金属的作用，也是一种高质量的焊接方法。

手工钨极氩弧焊具有较高而集中的电弧热能和良好的保护效果，操作方便灵活，已被广泛地应用于航天、原子能、石油化工、纺织等工业生产中。由于钨极的载流能力有限，电弧功率受到限制，致使焊缝熔深浅，焊接速度低，所以，氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm的焊件或管道的打底焊接。

2 管道手工钨极氩弧焊打底焊焊接工艺

2.1 焊接设备 采用奥太ZX7-400型逆变手工直流氩弧焊机，采用直流正接法，小盘管采用Φ73×6mm材质20#钢管。

2.2 工艺参数（见表1、图1）

2.3 焊前准备 ①坡口内外壁20mm范围内及所用焊丝上的污物清理干净，除去油、漆、垢、锈等，并露出金属光泽。②氩弧焊场所必须有可靠的挡风措施， 并防止管内有穿堂风。③定位焊，因为氩弧焊打底焊缝较薄，如选择工艺不当，易产生裂纹，所以，定位焊后应仔细检查定位焊缝，如发现裂纹、气孔等缺陷，应将定位焊缝清除干净，重新进行定位焊，定位焊缝两端应加工成斜坡形，以便于接头，管道定位焊为2处。④打底层焊缝检验合格后，及时进行填充盖面焊，焊接第二层焊时，一般选用Φ2.5mm或Φ3.2mm的焊条，注意不得将打底层焊缝烧穿。

3 手工钨极氩弧焊的操作特点

手工钨极氩弧焊的操作和气焊的比较相似，但是与电弧焊与区别。通常是右手握焊枪，左手捏焊丝，钨极应伸出喷嘴端面约6～9mm，电弧长度应保持2～4mm，以保证电弧稳定燃烧，喷嘴与焊件应尽量垂直或保持较大的夹角，一般在不影响视线的前提下，保持70°～85°之间，而焊丝与焊件的夹角较小，一般为10°～15°。

3.1 引弧 利用引弧器产生高频或高压脉冲，击穿电极与焊件之间的间隙来引燃电弧。焊接开始时，先用电弧将母材加热，待形成熔池后立即填加焊丝。为防止起弧裂纹，始焊速度应慢些，并应使焊缝稍厚。

3.2 接头 焊接接头的地方往往是质量最难以保障的地方，在焊接的时候应该少停弧，并降低冷接头的次数。在换焊丝的时候使用“热接头”的方法，不停弧。即在需要变更握丝位置时，先将焊丝末端与熔池相接触，同时电弧向后移，或引向坡口一边。等熔池凝固到与焊丝末端粘在一起的一刹那间，迅速变更握丝位置。

3.3 送丝动作 常用的有连续送丝法、断续点滴送丝法和紧贴法。①连续送丝法，即焊丝连续熔化进入熔池的一种方法。②断续点滴送丝法，是在保护区范围内，焊丝向熔池边缘一拉一送一滴滴地往复加入熔池，焊枪可作轻摆动。③紧贴送丝法，将焊丝弯成弧形，贴紧在对口间隙处，焊接电弧同时熔化坡口钝边和焊丝，这时要求对口间隙小于焊丝直径。不论哪种送丝方法，都应注意填充焊丝与焊件表面夹角应尽可能地小些，一般为10℃左右。且焊接时送丝动作要轻，不得搅动氩气保护层，以免使氩气保护受到破坏。

3.4 收弧 收弧时应将焊枪迅速恢复成垂直于焊件的状态，然后将焊枪在与焊接相反的方向往回移动3～5mm，再按停止按钮。电弧熄灭后慢慢把焊枪抬起，使焊缝尾部在保护气流下凝固冷却，最后结束焊接，这时收弧时焊接速度应适当减慢，将熔池填满，避免产生弧坑和裂纹。

4 结论

通过安装使用的实践证明，对水套炉内置小盘管的焊接采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面后，焊道质量明显提高了，而且焊口因缺陷造成的泄漏明显减少了，因此减少了水套炉内置小盘管焊道泄漏造成的停机停炉事故，挽回了因泄漏造成的一些损失，为原油上产作出了贡献。

参考文献：

[1]中国焊接协会培训工作委员会.焊工取证上岗培训教材[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2006.

[2]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：北京机械工业出版社，2006.

[3]国家经贸委组织.金属焊接与切割作业[M].北京：气象出版社，2005.