谷媛媛+楊雷

摘 要：鋼管廠水壓試驗(yàn)機(jī)張力梁的焊接采用了全新的焊接專項(xiàng)技術(shù)，采用電加熱帶纏繞、全自動(dòng)加熱器控制溫度的電加熱法，這種方法精確的控制了張力梁的加熱及保溫的溫度，省去了以往施工中采用許多工人長(zhǎng)時(shí)間的火焰加熱的繁瑣步驟，保證了一次焊接成功的可靠性，在實(shí)際應(yīng)用中取得了非常理想的效果，這項(xiàng)技術(shù)在其他類似的焊接作業(yè)中都非常值得推廣。

關(guān)鍵詞：張力梁焊接；預(yù)熱；保溫；熱處理；優(yōu)點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TH871 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0092-02

1 水壓試驗(yàn)機(jī)張力梁設(shè)備簡(jiǎn)述

山東煙寶鋼管廠管加工線水壓試驗(yàn)機(jī)的用途是對(duì)管材進(jìn)行水壓試驗(yàn)，通過采用水乳膠（類似乳化液）對(duì)產(chǎn)品內(nèi)壁進(jìn)行施壓來測(cè)試管材。該生產(chǎn)線設(shè)置水壓試驗(yàn)機(jī)一套，主機(jī)部分由美國(guó)布朗克斯公司（Bromx/Taylor-Wilson）設(shè)計(jì)供貨，水壓試驗(yàn)機(jī)共有兩根張力梁，長(zhǎng)20.6m，端面尺寸為400×190，總重30噸，每根張力梁分兩段供貨，兩道接口現(xiàn)場(chǎng)焊接，接口要求精度高，焊接難度大。在美國(guó)布朗克斯公司所制造水壓試驗(yàn)機(jī)的安裝過程中，張力梁焊接是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此外方對(duì)我們提出了極為苛刻的要求，必須一次焊接成型并檢驗(yàn)合格。

2 焊接難點(diǎn)及解決辦法

其中安裝的難點(diǎn)在于，根據(jù)外方提供的技術(shù)資料中，由于張力梁的材質(zhì)是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的一種優(yōu)質(zhì)中碳鋼（與我國(guó)的45#鋼相近），在兩根梁的對(duì)接時(shí)就只能用對(duì)焊件加熱到一定高溫后進(jìn)行保溫焊接的方法，外方以往的張力梁焊接均采用火焰加熱保溫焊接工藝，這種工藝效率低，人力物力投入大，焊接保溫溫度難以控制所以焊接質(zhì)量無法得到保障，一次焊接成功的幾率不高，為此我們?cè)趯?duì)煙寶鋼管廠的水壓試驗(yàn)機(jī)張力梁焊接時(shí)采用了我們?cè)O(shè)計(jì)的全新的焊接專項(xiàng)技術(shù)，采用電加熱帶纏繞，全自動(dòng)加熱器控制溫度的電加熱法，這種方法精確的控制了張力梁的加熱及保溫的溫度，省去了采用許多工人長(zhǎng)時(shí)間的火焰加熱的繁瑣步驟，保證了一次焊接成功的可靠性，在實(shí)際應(yīng)用中取得了非常理想的效果。

3 電焊條存儲(chǔ)

（1）電焊條選用型號(hào)J506。（2）電焊條使用前在干燥微波爐以177℃（350華氏）干燥3小時(shí)。（3）對(duì)于從干燥爐拿出并暴露在空氣中30分中的焊條需重新送入干燥爐進(jìn)行再次干燥。（4）再次干燥焊條僅能1次。

4 焊前預(yù)熱

（1）我們采用在焊接區(qū)域采用電感應(yīng)設(shè)施進(jìn)行加熱（圖1所示），對(duì)張力梁纏繞加熱瓷環(huán)，并在纏繞部位使用保溫棉、石棉布、耐火磚進(jìn)行包裹，這樣既容易升溫又不容易使焊接件冷卻，更有利于加熱、預(yù)熱和保溫，和對(duì)焊接人員進(jìn)行保護(hù)，減少烘烤程度。電加熱還有一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是控溫精確，可以始終保持在焊接所需溫度。加熱磁環(huán)可準(zhǔn)備兩套，一用一備。（2）在梁上焊接區(qū)域每個(gè)方向3組螺栓中稍微松開第1組螺栓。（3）在加熱和焊接過程中每次拿掉焊縫附近 2個(gè)螺栓以允許膨脹。（4）加熱梁到245℃（473華氏）～260℃.加熱速度絕對(duì)不能超過10℃/小時(shí)。（5）在預(yù)熱和焊接時(shí)全過程采用測(cè)溫儀檢測(cè)溫度。（6）在焊接前245℃～260℃保持溫度約2小時(shí)，即可拆去焊口部位的保溫材料，準(zhǔn)備焊接。

5 焊接順序

（1）預(yù)熱在達(dá)到預(yù)熱溫度后，我們?cè)趯?shí)際操作時(shí)一個(gè)電焊先從底部在引弧鋼板上焊接.在引弧板焊接，使焊工在焊接敏感區(qū)域外打斷焊弧.引弧板還可剔除焊接頭末端焊渣。（2）在張力梁接頭底側(cè)區(qū)域縱向焊接幾道.焊接底部首先使得對(duì)刃部區(qū)域容易進(jìn)行修磨.在每道焊接后，用尖錘去除焊縫脊棱和尖角.用鋼絲刷清掃焊珠表面以剔除殘?zhí)己蛫A雜物.檢測(cè)2道之間焊接區(qū)域溫度.焊接過程層間溫度不允許降到245℃（473華氏）以下或超過260℃（500華氏）。（3）底部焊接五道左右，再打磨掉張力梁接口處的刀刃部位。（4）在上部縱向焊接幾道，然后在底部焊接幾道，來回交替進(jìn)行至完成整個(gè)接頭焊接，此時(shí)就需要兩個(gè)焊工同時(shí)進(jìn)行焊接作業(yè).對(duì)每道焊縫而言遵循上述的清掃和溫度檢測(cè)工序。（5）使用儀器檢測(cè)溫度.在焊接張力梁時(shí)焊口的溫度會(huì)很高，如果焊接部位溫度超過260℃，允許自然冷卻焊接區(qū)域.在焊接部位溫度冷卻到245℃和250℃之間后在焊接。經(jīng)過張力梁的焊接時(shí)間我們得出兩個(gè)焊工一上一下不間斷焊接，約13個(gè)小時(shí)焊接完成一根張力梁焊口。

6 焊后熱處理

（1）在焊后熱處理之前，燒化焊接引弧板，然后修磨梁邊沿，留一點(diǎn)用于最終修磨、找平。（2）焊接完成后，根據(jù)外方提出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是“保持焊接區(qū)域溫度在260°C±4°C.約8小時(shí)”，但在實(shí)際操作過程中我們總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)保持260℃±4°要求極為苛刻，我們采用電加熱工藝已非常先進(jìn)，在不考慮停電、加熱帶損壞等外在因素，都較難保證此溫度范圍，那外方提出的火焰加熱保溫就更不可能完成了，因此在實(shí)際操作時(shí)，我們與外方專家講明道理，說服外方專家將標(biāo)準(zhǔn)改為245℃～260℃之間保溫約8小時(shí)，這樣就減小了施工難度。（3）當(dāng)8小時(shí)熱處理后，用隔熱材料包裹焊接區(qū)域并自然冷卻到室溫，即可完成整個(gè)焊接過程。（4）最終修磨焊口，采用磨光機(jī)將焊口四周打磨光亮。（5）在焊接結(jié)束后，根據(jù)布朗克斯公司的要求，檢查程序采用超聲波國(guó)標(biāo)二級(jí)檢查，兩根張力梁焊接探傷一次合格。

7 電加熱焊接技術(shù)與傳統(tǒng)的火焰加保溫焊接相比的優(yōu)勢(shì)

（1）減少了人力物力的投入、提高效率：電加熱保溫焊接只需一次性購(gòu)買專用的配件及設(shè)備即可連續(xù)不間斷的進(jìn)行加熱，無需在焊接時(shí)安排專人進(jìn)行火焰的烘烤加熱，也省去了焊接保溫過程中更換可燃?xì)怏w的繁瑣步驟，加熱設(shè)備也可在其他特殊鋼焊接作業(yè)中使用。根據(jù)以往類似工程焊接技術(shù)資料，火焰加熱張力梁的時(shí)間一般在20小時(shí)左右達(dá)到焊接溫度，而電加熱只需10小時(shí)，這也大大縮短了作業(yè)時(shí)間。（2）焊接質(zhì)量得到保證：在張力梁的焊接過程中最重要環(huán)節(jié)就是加熱保溫溫度的控制，如焊接時(shí)溫度過高或過低都會(huì)對(duì)張力梁的金屬結(jié)構(gòu)造成影響，溫度控制的不好就會(huì)造成焊接作業(yè)的失敗、損壞材料。我們采用了電加熱器控制溫度，有效的解決了控溫的難題，它的升溫和降溫可精確控制1°C的范圍內(nèi)，并且加熱器連接磁環(huán)電加熱帶，將加熱帶纏繞在加熱件上比火焰加熱溫度更為均勻，從而更好的保證了焊接的質(zhì)量。（3）使用安全、靈活方便：因?yàn)閺埩α洪L(zhǎng)度原因，所以只能運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行組對(duì)焊接，因現(xiàn)場(chǎng)的施工條件受限，一般不具備制造廠的專用大型加熱設(shè)備。而采用電加熱張力梁焊接技術(shù)使用靈活安全方便，與火焰加熱方法相比，無需搬運(yùn)、更換大量的可燃?xì)怏w，只需一套加熱設(shè)備即可完成全過程的加熱焊接工作，如果采用火焰加熱焊件進(jìn)行保溫，及易烘烤、燙傷焊接工人，但電加熱焊件時(shí)由于沒有明火就可在加熱部位包裹耐高溫的保溫材料，焊工在焊接作業(yè)時(shí)就能明顯降低烘烤的程度，避免燙傷。