向下立焊
向下立焊
向下立焊是指在立焊过程中,电弧自上向下进行的一种焊接方式。常见的向下立焊包括纤维素焊条向下立焊和二氧化碳向下立焊。
技艺
焊接位置是焊接工艺评定的一个重要因素。立焊可分为向上立焊和向下立焊。向上立焊虽然电流减少,但焊接速度也会相应降低,导致线能量大幅增加,可能会影响焊接接头的冲击韧性,因此需要重新评定。然而,如果没有冲击试验的要求,则改变焊接位置不需要重新评定。焊接工艺评定试件的位置通常是平板焊,而在接头类别中,取消面焊时的钢垫板被视为次要因素。有些人认为,焊接位置的变化、取消面焊时的钢垫板或焊接衬垫会增加焊接难度,因此需要重新评定。但实际上,这些问题的本质是混淆了焊接工艺评定与焊工技能评定的概念。焊接工艺评定旨在评估出合格的焊接工艺,确保焊接接头的使用性能符合要求;而焊工考试则是为了考核出合格的焊工,他们能够焊出没有超标缺陷的焊缝。这些问题是属于焊工技能范畴,不应通过焊接工艺评定来解决,而是应该通过焊工培训和提高操作技能来解决。
工艺特点
向下立焊的特点包括:
1. 焊条自上而下运条,由于焊缝多处于立仰焊位置,熔池金属的流动速度明显加快,因此需要提高焊接速度,并且要求熔滴向熔池的过渡速度也随之加快。为此,需要选用较大的焊接电流,以增强电弧吹力和电磁收缩力,减少熔滴表面的张力,促进熔滴过渡,增大熔深,提升填充金属的覆盖性能。
2. 为了避免熔渣过快向前流动造成的夹渣,或者因为熔渣保护不当影响焊缝质量和成型,向下立焊需要使用短渣焊条。因此,向下立焊需要使用专门设计的立向下焊条。
3. 由于向下立焊时焊接速度快,因此焊接热输入较少,焊接接头具有良好的力学性能,变形也显著减少。
操作方法
打底焊
打底焊是整个管接头焊接质量的关键步骤。操作时,焊工必须正确掌握运条角度和运条方法,并保持均匀的运条速度。施焊时,一名焊工先从管接头的12点往前10mm处引弧,采用短瓠焊作直线运条,也可有较小摆动,但动作要小,速度要快,要求均匀平稳,做到“听、看、送”的统一,即既要“听”到电弧击穿钢管的“扑扑”声,又要“看”到熔孔的大小,观察判断出熔池的温度,还要准确地将铁水“送”至坡口根部。熄弧时,应在熔池下方做一个熔孔,应比正常焊接时的熔孔大些,然后还娶迅速用角磨机将收弧处打磨成15-20mm的缓坡,以利于再次引弧。当在根焊焊接超过50%后撤掉外对口器,但对口支座或吊架应至少在根焊完成后撤离。
热焊
热焊与根焊时间间隔应小于5分钟,目的是使焊缝保持较高的温度,以提高焊缝力学性能,防止裂纹产生。热焊的速度较快,运条角度也不宜过大,以避免根部焊缝烧穿。
填充焊
第三、四遍焊接为填充焊,具体施焊时,可根据填充高度的不同,适当加大焊接电流,稍做横向或反月牙摆动。同热焊一样,焊前须用角磨机对上一层焊缝进行打磨,避免因清渣不干净造成夹渣等缺陷。另外,合理掌握焊条角度也是防止缺陷产生的主要手段。
盖面焊
盖面焊前的清渣及打磨处理应有利于盖面层的焊接,通过焊条的适当摆动,可将坡口两侧覆盖,克服坡口末填满及咬边等缺陷,通常覆盖宽度按相关规范及工艺执行。两名焊工收弧时应相互配合,一人须焊过6点位置5-10mm后熄弧。
操作注意事项
1. 底道焊焊接分两个半圈完成,先焊右半圈,后焊左半圈。右半圈从12点前5~10mm处起焊,在坡口表面上引燃电弧,然后将电弧引到起焊位置,待钝边熔透后即沿焊缝向下施焊。在焊接过程中要注意观察熔池的大小及击穿情况,采用短弧焊接,及时调整焊条角度,焊后应彻底清除熔渣,特别是焊缝与坡口的接合线上更要严格清理。
2. 填充层焊道可根据具体情况采用单道焊或多道焊,其操作与底道基本相同。如果采用多道焊则要注意相邻焊道间的重叠量(重叠1/3~2/3),以避免焊道间产生沟槽,而引起夹渣。同时,填充层不能破坏坡口线,当焊至距管表面1~1.5mm时即中止填充层焊接。
3. 盖面焊道盖面层焊接时,焊接电流应比中间层少5~10A,为了便于控制焊缝宽度,焊条可以稍做摆动。
焊前准备
焊前准备工作对于降低焊缝中氢的含量至关重要。焊前必须对焊接区域的铁锈、油污、水分等杂质进行严格的清理,以避免引起焊缝气孔。清理方法包括机械清理法、化学清理法及机械化学综合清理法。清理要求焊接接头露出金属光泽(焊缝两侧各20mm范围)。如果是化学清理,还需要注意用清水冲洗,并经过干燥处理。
焊接缺陷
焊接缺陷的产生与定位焊后与根焊间隔时间过长、以及过早撤除外对口器密切相关。如果定位焊后与打底焊间隔时间过长,或打底焊时过早撤除对口器(不满足打底焊焊接超过50%的要求),会导致钢管本身的重量对定位焊缝和部分打底焊焊缝造成损害和影响,尤其是在大管径管道施工中表现得更为明显。在实际施工中也发现,定位焊后与打底焊施工间隔时间较长,定位焊缝部位会出现裂纹。因此,严格执行焊接工艺、注意打底焊与定位焊的时间间隔,以及注意掌握撤除对口器的时间,是避免焊接大管径钢管产生裂纹的重要措施。内凹现象主要是由于打底焊时电弧吹力不足,加上铁水受到重力作用所致,这与焊工的技能水平有关。大多数的未焊透和未熔合与钢管组对时的错边、焊接时工艺参数的波动、操作者的技术水平、运条方法的选择等因素有关。
参考资料
目录
概述
技艺
工艺特点
操作方法
打底焊
热焊
填充焊
盖面焊
操作注意事项
焊前准备
焊接缺陷
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