氬電聯(lián)焊在燃氣管道施工中的應(yīng)用

王新玲

（天津市聯(lián)益燃氣配套工程有限責任公司，天津 300100）

1 前言

燃氣管道作為一種為城鎮(zhèn)工業(yè)、居民輸送燃料的特種設(shè)備，在改善人民的生活質(zhì)量及社會主義現(xiàn)代化建設(shè)方面起到非常重要的作用。焊接是燃氣管道安裝的主要工序，焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到燃氣管道是否能夠安全運行。因此確保燃氣管道的焊接質(zhì)量就顯得尤為重要。

燃氣管網(wǎng)采用的管材一般為10、20低碳鋼，可焊性好，通常在管道施工中采用的焊接方法為手工電弧焊，對焊工的操作技術(shù)要求高，其焊接質(zhì)量在一定程度上決定于焊工的操作技術(shù)水平。在施工檢驗過程中發(fā)現(xiàn)手弧焊焊縫的質(zhì)量合格率，特別是X射線探傷的一次合格率偏低，即使是技術(shù)水平較高焊工一次合格率也僅為80%左右，且Ⅰ、Ⅱ級片的比例極少。造成焊縫探傷不合格的重要因素是焊縫的內(nèi)部存在超標缺陷，而且主要產(chǎn)生在焊縫的打底焊道部分。超標缺陷多為夾雜、氣孔及未熔合，其中最常見的缺陷為夾雜。經(jīng)分析，造成超標缺陷的原因是多方面的，但主要原因是：由于手弧焊采用的焊接材料為電焊條，焊接過程中對熔池進行氣渣聯(lián)合保護，打底焊時，為了確保獲得良好的背面成型效果，一般采用滅弧焊。滅弧焊單位時間內(nèi)輸入的焊接線能量較連弧焊要少，冷卻速度快，熔池冷卻時部分熔渣來不及溢出造成夾雜；此外，因管件焊縫較彎曲，各部位焊縫焊接手法不一，易引起打底焊道表面高低差較大，形成焊渣死角造成清渣困難，當焊第二道焊縫時造成層間夾渣或夾渣性未熔合。

由此得知，如何確保燃氣管道焊縫的焊接質(zhì)量，提高焊縫的X射線探傷依次合格率，關(guān)鍵在與如何確保打底層焊道的焊接質(zhì)量。因此，有必要采用新的焊接工藝。

2 氬弧焊打底技術(shù)的應(yīng)用

為了提高燃氣管網(wǎng)的施工質(zhì)量，我們采用了一種新的氬電聯(lián)焊焊接工藝--氬弧焊打底，手弧焊蓋面。既打底焊道采用氬弧焊工藝，其他焊道采用手弧焊進行蓋面。下面對此工藝進行介紹。

2.1 氬弧焊概述

氬弧焊是氣體保護焊的一種，分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊。我們工藝中所講的氬弧焊是指鎢極氬弧焊（又稱TIG焊），屬于非熔化極氬弧焊，它是利用難熔金屬鎢和鎢的合金棒作為電極，通過使鎢極與工作之間產(chǎn)生電弧，并利用氬氣嚴密的保護鎢極、焊絲和熔池進行焊接的一種方法。TIG焊具有以下優(yōu)點：

(1)電弧為明弧，在焊接過程中便于控制調(diào)整，可進行全位置焊接；

(2)打底焊時可采用連弧焊，焊接速度快，質(zhì)量高，熔渣幾乎沒有；

(3)電極不熔化，易維持恒定的電弧長度，焊接過程穩(wěn)定；

(4)氬氣是最穩(wěn)定的惰性氣體之一，比空氣重，焊接時在電弧周圍形成一圈穩(wěn)定的氣體保護層，不會出現(xiàn)氣孔和合金元素燒損，焊縫質(zhì)量高。

2.2 焊接技術(shù)

2.2.1 接頭準備

焊接接頭準備的質(zhì)量（包括接頭形式的選擇）對焊接質(zhì)量的影響極大。根據(jù)管道壁厚及形狀特點，為了保證管道對接時的焊接質(zhì)量，采用V型坡口對接形式

2.2.2 焊接清理

TIG焊對于工件和填充金屬表面的污染比較敏感，焊前必須除去表面的油污、氧化膜等。施工中常用的清理方法為機械清理，即用砂輪、紗布打磨或刮刀刮削，將坡口區(qū)域和焊絲金屬表面的氧化膜、銹蝕污染以及生產(chǎn)中造成的氧化皮去除。機械清理要在臨焊之前進行。

2.2.3 電源種類與極性

對于氬弧焊打底，為了減少鎢極的燒損，選用直流正接法；對于手焊弧，為了提高焊接速度，采用直流反接法

2.2.4 焊接工藝參數(shù)

根據(jù)管道的壁厚范圍，管道的對接焊采用單道三層焊。氬弧焊打底焊絲選用φ2.0mm的JM-56鍍銅焊絲，保護氣體為純度99.9%以上的氬氣，電極采用φ2.4mm的鈰鎢極。填充及蓋面層采用手弧焊，焊條選用φ2.5mm、φ3.2mm的E4303的E4303鈦鈣型低碳鋼焊條。各層的焊接方法、焊材種類及相關(guān)工藝參數(shù)

2.2.5 焊接操作

氬弧焊打底操作的關(guān)鍵點如下：

(1)要注意保持適宜的電弧長度。因為氬弧的挺度稍差，弧長控制不好會降低保護效果影響接頭質(zhì)量。

(2)要根據(jù)焊接的位置掌握好焊槍角度。

(3)要處理好填絲角度和填充位置。同時要注意焊接過程中填絲的端頭不要退出氣體保護區(qū)，以免高溫焊絲被空氣氧化。填絲時不要觸及鎢絲，以免污染電極。填絲要均勻穩(wěn)定地送入熔池，不可亂動，以免破壞保護氣流

(4)要注意掌握引弧、收弧操作。

(5)野外施工中要注意做好防風(fēng)措施，保證氬氣保護氣流不被破壞。

3 結(jié)論與建議

實踐證明，燃氣管道施工中采用氬弧焊打底技術(shù)，較手弧焊打底顯示出極大的優(yōu)越性：焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，焊接速度快，減輕勞動強度，提高勞動效率，效果顯著，特別是大大提高了一次焊接合格率。例如管道工程施工中全部采用了氬弧焊打底、手弧焊蓋面焊接工藝。在近3個月的施工中，共完成56Km5432道219管道焊口的焊接安裝工作，按比例進行X射線抽拍焊縫646道，總片數(shù)2587張，X射線探傷Ⅲ級片以上一次合格率達99.9%，Ⅱ級片以上一次合格率達95.1%，保證了燃氣管道接口的焊接質(zhì)量。

因為氬弧焊的焊接材料比手弧焊的焊接材料成本要高，表面上看采用氬弧焊打底會造成工程成本的提高，但實際上并不是這樣，采用氬弧焊打底、手弧焊蓋面工藝比采用手弧焊工藝焊接材料成本增加約3萬元，但因為氬弧焊打底的焊接質(zhì)量較高，焊接質(zhì)量可靠，較大的提高施工效率，焊縫檢驗一次合格率高，減少了焊縫返修及拍片次數(shù)，按工期縮短所節(jié)省的人工費及因焊接質(zhì)量提高所節(jié)省的返修及拍片費計，共計節(jié)省費用為15萬元。采用了氬弧焊打底工藝后，工程總成本比手弧焊降低了12萬元。所以氬弧焊打底應(yīng)用于燃氣管道施工上，不但提高了施工焊接質(zhì)量，而且還會帶來較大的經(jīng)濟效益。氬弧焊打底留在管道中的焊渣量幾乎沒有，有效防止焊接過程中污染管道內(nèi)部，保證以后管道輸氣的潔凈度。故氬弧焊打底、手弧焊蓋面在燃氣管道施工中不失為一種先進、實用的焊接工藝。

綜上所述，在城鎮(zhèn)燃氣管道施工中，對于重要的管線，如：中壓支、干管，過路管線等，可采用氬弧焊打底、手弧焊蓋面焊接工藝；而對于庭院管道及戶內(nèi)立管等壓力較低管線，考慮到施工的簡便，可采用手弧焊焊接工藝。

[1]汪文.燃氣管道的安全管理[J].勞動保護，2005-08-01.