陳學武

國家管網集團西部管道新疆輸油氣分公司

 

摘  要：小直徑薄壁管對接6G位置手工鎢極氬弧焊操作難度大，容易產生焊接缺陷。分析了焊接缺陷產生原因，詳細介紹了焊接操作方法，提出了注意事項。

關鍵詞：小直徑；薄壁管； 6G位置；鎢極氬弧焊；焊接

 

 

6G位置是管對接斜45°固定焊接位置，是各種焊接操作中最難焊的空間位置。小直徑薄壁管對接6G位置手工鎢極氬弧焊包括立、仰、平三個位置，且熔池處于上下、左右不對稱，操作難度大，如操作不當容易造成背面凹陷、未熔合、正面產生焊瘤或余高低差過大、咬邊等缺陷。故一般情況下要求操作者要熟練掌握小管水平固定及垂直固定位置焊接后，才能逐漸向該項目過渡，此外由于試件所處位置不便觀察等原因，焊工在進行右半周時鐘施焊時最好采用左手持槍，這無疑對許多焊工來說是個挑戰。該焊接技術是高級工、技師晉級以及各類比賽的常規項目，建議焊工根據實際工作及比賽要求進行實質性訓練，對于焊工操控電弧及對熔池的控制有很大幫助。筆者主要介紹小直徑薄壁管對接6G位置焊接的操作方法，并提出了注意事項。

1 焊接要點

焊接過程中，熔池及焊絲端部易氧化，在操作中要特別注意保護。由于管壁薄，而且6G位置焊接介于水平固定與垂直固定之間，有相同之處，也有不同之處。 45°管體焊接分為兩個半圈進行，每半圈都包含斜仰、斜立、斜平三種焊接位置。斜立位置容易出現焊瘤，斜仰位置容易出現未焊透和內凹，操作難度較大。

2 焊接工藝指導書

小直徑薄壁管對接6G位置手工鎢極氬弧焊焊接工藝指導書見表 1。

3 焊接缺陷產生原因

（1）背面焊瘤 。焊接電流、根部間隙和熔孔過大；焊接電弧在上坡口位置局部停留時間過長,均易產生焊瘤。

（2）氣孔。①氣路有泄漏，氬氣流量過大或過小，不符合工藝規范所要求的流量；②鎢極伸出長度過長，噴嘴直徑過小；③施焊處周圍有強空氣氣流流動，影響了電弧穩定燃燒和氬氣的保護作用；④施焊過程中，焊槍運作不規范，電弧忽長忽短或焊槍角度不正確等。

（3）夾鎢。鎢極長度伸出量過大，焊槍操作不 穩定，鎢極與焊絲或鎢極與熔池相碰后，焊工又未能立即終止焊接，不及時清理鎢粒，從而造成夾鎢。

（4）咬邊。焊接時，焊槍移動不平穩，電弧過長；焊槍作鋸齒形擺動時，坡口面上側停留時間短而且未能保證供給一定的送絲量。

（5） 弧坑裂紋。收弧時，熔池體積較大、溫度高，冷卻速度快，保護差。

（6）內凹。裝配間隙較小，施焊過程中焊槍擺動幅度過大，致使電弧熱量不能集中于根部，產生了背面焊縫低于試件內表面的凹陷。

（7）未熔合。蓋面時，焊槍橫向擺動到坡口邊緣時，未作必要的停留，以及節點的間距過大等。

4 焊接操作方法

4.1 裝配

定位焊縫一處，分布在管圓周11點鐘或1點鐘方向，長度＜15 mm，間隙3.0～3.5 mm。必須按工藝要求焊接定位焊縫， 6點鐘、 12點鐘方向不允許有定位焊，保證質量、兩端修磨（圖 1）。

氣體用99.99％純氬。試件在裝配與定位焊時，所使用的焊絲應和正式焊接所用的焊絲相同，焊絲表面應干凈無銹蝕。因該試件要求單面焊雙面成形，故定位焊縫必須焊透；焊縫不能太厚，以免焊接到焊縫接頭處時,根部熔合不好而產生焊接缺陷。如果碰到這種情況，應將定位焊縫磨低一點，兩端磨成斜坡狀，以便焊接至定位焊縫處接頭時，使其良好過渡,保證焊透。

定位焊縫是正式焊縫的一部分，必須焊牢，不允許有缺陷，如果定位焊縫上發現裂紋、氣孔等焊接缺陷，應該將該段定位焊縫打磨掉，在此處重新焊接定位焊縫，不允許用重熔的方法修補。

焊接過程中，不能破壞坡口棱邊，裝配定位焊后，檢查管體坡口對接邊緣是否對齊，錯邊量應不大于0.5 mm。

試件固定于斜45°位置。若將試件橫截面看成時鐘表面，則1點鐘方向為定位焊縫位置。

4.2 打底焊

（1）引弧在5點鐘位置處。鎢極端部離開坡口面約1～2 mm，利用高頻高壓裝置引燃電弧。

（2）采用連續送絲法。焊絲送進的位置位于熔池前方端部，送絲均勻，量適中，動作連貫。在整個施焊過程中，焊絲端部不得抽離保護區，以避免氧化，影響質量。

（3）焊槍、焊絲與試管的相對位置。鎢極與管體兩側分別成85°～90°；焊絲與管體切線方向成15°～20°，與鎢極成85°～90°，如圖 2所示。

（4）操作要點。打底焊電流90～125 A，連續送絲，從5點鐘位置到定位焊縫1點鐘位置一氣呵成，使反面成型飽滿、美觀；焊接時速度應稍快，可使工件升溫速度慢、熱影響區小，熔池及周圍的氧化程度明顯比小電流慢速焊低。引弧后，控制弧長2～3 mm，焊槍暫留在引弧處不動，待鈍邊處熔化并形成明亮清晰的熔池后，開始填絲。仰焊段送絲時，伴有輕微往根部“推”的動作，使內成形飽滿。施焊中，焊槍勻速向上移動，同時作坡口根部窄幅鋸齒形橫向擺動。為防止斜立焊及斜平焊位置焊縫背面下塌，操作時應在坡口內逐漸抬高焊絲端部的距離，電弧也適當提高，一般控制在3～4 mm電弧長度。焊至定位焊縫5～10 mm處收弧，然后轉至另一側，以相同的方法完成后半圈打底焊縫，在12點鐘位置填滿弧坑收弧。需要強調的是，斜仰焊及斜仰爬坡位置焊接時，只要利于觀察熔池，應盡量壓低電弧、保證根部熔透及背面飽滿，打底層應較薄，厚度1.5～2.0 mm。

（5）接頭方法。①若施焊過程中斷，應先將接頭處修磨成斜坡狀，重新引弧的位置在斜坡后3～6 mm處，電弧移至斜坡內，待焊至斜坡頭部出現熔孔后，即轉入正常焊接，從而保證接頭部位熔合良好；②當焊至斜平焊位置（12點鐘方向）時，應特別注意控制熔池溫度，避免背面出現焊瘤。焊至定位焊縫斜坡處接頭時，電弧在接頭處應稍作停留，使熔池與定位焊縫頭部完全熔合直至通過斜坡。

（6）收弧。為避免出現弧坑裂紋及縮孔，收弧時，利用電流衰減功能，熔池溫度逐漸降低，熔深逐漸減小，電弧熄滅后，延遲對弧坑的氬氣保護，避免氧化。左半圈焊妥后，將仰焊處的焊縫頭部修磨成斜坡狀，右半圈施焊時的引弧位置在左半圈焊道起點的斜坡后3～5 mm，焊接電弧移至斜坡內時稍作停留，待焊至斜坡出現熔孔后，再進行正常的焊接，焊接方式同左半圈，按逆時針方向焊至12點鐘位置收弧，與左半圈重復4～5 mm。

4.3 填充層的焊接

填充前應仔細清理（利用鋸條、鋼絲刷等工具）焊縫及其周圍的非金屬雜質，操作步驟相同于 打底焊，操作時焊槍稍做橫向擺動，可采用鋸齒型運條法，焊槍擺動幅度稍大，保證坡口兩側完全熔合。采用連續送絲，送進時要有規律，不能時快、時慢，盡量靠近上坡口位置送絲，保證焊縫成型平坦、美觀。填充金屬應低于母材1 mm左右，且不能熔化坡口棱邊，以免蓋面施焊時失去基準。

4.4 蓋面層的焊接

（1）清理填充層表面，控制層間溫度。

（2）蓋面層接頭與打底層錯開。左半圈先焊，起點在5點半鐘位置。

（3）焊絲、鎢極與試件的相對位置與打底層基本相同。

（4）操作要點：采用連續送絲，焊槍作橫向鋸齒形擺動，保證棱邊熔化0.5～1.0 mm，焊縫余高控制在0.5～1.0 mm為宜。

（5）接頭方法。出現接頭時應在弧坑后約5 mm處引弧，焊槍橫向擺動并移至弧坑處，開始時稍加焊絲，使接頭處平整，之后轉入正常焊接。

5 焊后檢驗及注意事項

采用外觀檢驗和力學性能試驗檢驗焊后效果。為得到質量優良的焊接接頭，還應注意以下事項。

（1）正確使用焊接參數。

（2）注意觀察，控制好熔池的大小、溫度和形狀。

（3）適當調整焊槍角度、電弧長度。

（4）掌握好運槍步法，擺動幅度和坡口兩邊的停留時間。手、眼協調配合。

 

作者簡介：陳學武，助理工程師， 1985年生，西部管道新疆輸油氣分公司鄯善維搶修中心焊工，主要從事輸油氣管道維搶修工作。聯系方式： 18209656864， 584888447@qq.com。