天然气管道焊接作业指导书Word文档格式.docx

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焊接工艺参数（焊接规范）是指焊接时，为保证焊接质

量而选定的诸物理量。

A、焊接位置的种类：

1、平焊：

平焊是在水平面上任何方向进行焊接的一种

操作方法。

由于焊缝处在水平位置，溶滴主要靠自重过度，操作技术比较容易掌握，可以选用较大直径焊条和较大焊接电流，生产效率高，因此在生产中应用较为普遍。

如果焊接工艺参数选择和操作不当，打底时容易造成根部焊瘤或未焊透，也容易出现熔渣或熔化金属混杂不清或溶渣超前而引起的夹渣。

常用平焊有对接平焊、T形接头平焊和搭接接头平焊。

2、立焊：

是在垂直方向进行焊接的一种操作方法，由于受重力作用，焊条溶化所形成的溶滴及溶池中的金属要下淌，造成焊缝成形困难，质量受影响。

因此，立焊时选用的焊条直径和焊接电流均应小于平焊，并采用短弧焊接。

3、横焊：

是在垂直面上焊接水平焊缝的一种操作方法。

由于溶化金属受重力作用，容易下淌而产生各种缺陷，因此要采用短弧焊接，并选用较小直径焊条和较小焊接电流以及适当的运条方法。

4、仰焊：

焊缝位于燃烧电弧的上方，焊工在仰视位置进行焊接。

仰焊劳动强度大，是最难焊的一种焊接位置。

由于仰焊时，熔化金属在重力作用下较易下淌，溶池形状和大小不易控制，容易出现夹渣。

未焊透，凹陷现象，运条困难，表面不易焊得平整。

焊接时，必须正确选用焊条直径和焊接电流，以便减少溶池的面积，尽量使用厚药皮焊条和维持最短的电弧，有利于溶滴在很短时间内过渡到溶池中，促使焊缝成形。

B、焊条种类和牌号的选择

主要根据母材的性能、接头的刚性和工作条件选择焊条，焊接一般碳钢和低合金钢主要是按等强原则选择焊条的强度级别，对一般结构选择酸性焊条，重要结构选用碱性焊条。

（见表1—1—1）

C、焊电源种类和极性的选择

手弧焊时采用的电源有交流和直流两大类，根据焊条的性质进行选择。

通常，酸性焊条可同时采用交、直流两种电源，一般优先选用交流弧焊机。

碱性焊条常采用反接、酸性焊条如使用直流电源时通常采用正接。

采用低压高流电源，一般电焊机容量多在5～45仟伏安之间。

D、焊条直径

可根据焊件厚度进行选择，厚度越大，选用的焊条直径应越粗，见表1—1。

但厚板对接接头坡口打底焊要选用较细焊条，另外接头形式不同，焊缝空间位置不同，焊条直径也有所不同。

如：

T形接头应比对接接头使用的焊条粗些，立焊、横焊等空间益比平焊时所选用的应细一些。

立焊最大直径不超过5mm，横焊和仰焊直径不超过4mm。

表1—1焊条直径与焊件厚度的关系（mm）

焊件厚度

2

3

4—5

6—12

>

13

焊条直径

3.2

3.2—4

4—6

表1—1—1普低钢焊接材料选用

钢材级别

焊条

焊丝

焊剂

30kg

结422结423

结426结427

H08A

H08MnA

HJ431

35kg

结502结503

结506结507

不开坡口H08A

中板开坡口H08MnA

H10Mn2

厚板开坡口H10Mn2

HJ350

40kg

结553结556

结557

不开坡口H08MnA

H10Mnsi

中板开坡口H10Mn2

厚板开坡口H08MnMOA

45kg

结556结557

结606结607

H08MnMOA

50kg

结707

H08Mn2MOA

H08Mn2MOVA

HJ250

55kg

E、焊接电流的选择：

焊接电流是手弧焊最重要的工艺参数，也是焊工在操作过程中唯一需要调节的参数，而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。

选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等。

但主要由焊条直径、焊接位置和焊道层次来决定。

（1）、焊条直径：

焊条直径越粗，焊接电流越大，每种直径的焊条都有一个最合适的电流范围。

表1—2各种直径焊条使用电流的参考值

焊条直径（mm）

1.6

2.0

2.5

4.0

5.0

6

焊接电流（A）

25—40

40—65

50—80

100—130

160—210

260—270

260—300

（2）、焊接位置：

在平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流。

横、立、仰焊位置焊接时，焊接电流应比平焊位置小10%—20%。

角焊电流比平焊电流稍大些。

（3）、焊道层次：

通常焊接打底焊道时，特别是焊接单面焊双面成形的焊道时，使用的焊接电流要小，这样才便于操作和保证背面焊道的质量；

焊填充焊道时，为提高效率，通常使用较大的焊接电流；

而焊盖面焊道时，为防止咬边和获得较美观的焊缝，使用的电流稍小些。

另外，碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。

不绣钢焊条比碳钢焊条选用的电流小20%左右等。

总之，电流过大过小都易产生焊接缺陷。

电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且易造成咬边、瓢坑等缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大。

F、焊接速度：

在保证焊缝所要求的尺寸和质量的前提下，由焊工根据情况灵活掌握。

速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大；

速度过快，易造成未焊透，焊缝成形不良等缺陷。

G、焊接层数的选择：

在厚板焊接时，必须采用多层焊或各层多道焊。

多层焊的前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用（退火成缓冷），有利于提高焊缝金属的塑性和韧性。

每层焊道厚度不大于4mm—5mm。

H、碳素钢的焊接工艺要点：

（一）低碳钢：

焊接性能很好，一般不需要采取特殊工

艺措施，只要操作正确就不易产生缺陷，只有焊接环境温度较低，才考虑予热，其具体情况见下表：

板厚（mm）

环境温度（℃）

予热温度（℃）

30以下

低于-30

100～150

30～50

低于-10

51～70

低于0

低碳钢手工电弧焊多用结422焊条，重要结构选用结427焊条，母材的硫、磷含量偏高或钢板的厚度大，可选用结502或结507焊条为好。

（二）中碳钢：

予热是保证中碳钢焊接质量的重要措施，含碳量较低的中碳钢（35#、40#），予热至150～200℃即可；

含碳量较高的（50#、55#）则要预热至250～300℃，同时注意钢板的厚度大或接头的钢度大时，预热温度应适当提高。

焊接时要尽量减少母材金属向焊缝过渡以减少焊缝金属碳的含量，一般要用小电流。

特别是第一层焊缝，最易产生贯穿性裂纹，一般要选用抗裂性好的低氢焊条，如结506、结507，这两种焊条用前必须烘干，用奥302或奥307焊接，可不预热，但成本太高。

焊接后要使焊缝区慢慢冷却。

（三）高碳钢：

一般要预热至250～350℃，并注意均匀缓慢加热，焊接过程中焊缝附近始终保持这一温度。

手工电弧焊要采用强度较高的结607或结707低氢焊条，使用前要经350～400℃至少2h，否则将会产生氢裂纹。

也可采用不绣钢焊条焊接时不必预热，但必须用小电流，防止热影响区将脆化。

焊接中为防止母材金属向焊缝过渡，一般都要先在坡口面上堆焊一层，然后再焊满坡口。

焊接后焊件必须缓冷，将焊件放入炉中进行650℃高温回火，会消除焊接残余应力和改善接头的性能。

在中、低碳钢长大件焊接时（尤其是两轴断面系数不对称的断面如角钢、槽钢及大焊件等）应先定位焊，然后再跳跃地分段、分层焊接，并一边焊一边泼水或焊后一边加热一边泼水，必要加锤击（要视其焊件性能而定），不使局部温度过高以免弯曲跷起和扭曲。

I、焊接缺陷与外观检查：

常见焊接缺陷按其在焊缝中位置不同，可分为内部缺陷和外部缺陷两类：

外部缺陷位于焊缝表面，用肉眼或低倍放大镜就可看到如焊缝外形尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、内凹、弧坑、表面气孔、表面裂纹及表面夹渣等。

内部缺陷位于焊缝内部，必须通过无损探伤等方法才能发现，如焊缝内部的夹渣、未焊透、未溶合、气孔、裂纹等。

三、气焊焊接工艺

1、碳素钢的气焊

⑴、低碳钢的焊接。

含碳量低于0.25%的钢称为低碳钢。

1）、焊接性：

因含碳量低，焊接性好，通常不需采用特殊工艺措施，便可获得优质焊接接头。

其主要特点如下：

1、塑性好，淬硬倾向小，焊缝及近缝区不易产生冷裂。

2、一般焊前不需预热，但对于大厚度结构或在寒冷地

区焊时，需要预热150℃左右。

3、在焊接沸腾钢时，由于钢中硫、磷等杂质含量较多，

有轻微产生裂纹倾向。

4、若火焰能率过大或焊接速度过慢等，就会产生热影

响区晶粒长大现象。

2）、气焊工艺：

低碳钢的薄板常用气焊来焊接，其中以

1mm—3mm应用最多。

对于一般结构，可采用H08、H08A焊丝；

对于重要结构可采用H08MnA、H15Mn。

焊丝直径可按板厚进行选择，一般情况下不用溶剂。

焊接时采用中性焰，乙炔消耗量可根据焊件厚度δ，按公式Q=（120—120）δ（L/h）进行计算。

⑵、中碳钢的焊接。

中碳钢的含碳量在0.25%—0.6%之间。

由于中碳钢的含碳量比低碳钢高。

含碳量越高，板厚越大，淬火敏感性也越大。

如果焊件刚度较大，焊接工艺参数和焊接材料选择不当，就易产生冷裂纹。

由于溶池中有较高的含碳量，则在焊接过程中产生的CO2就较多，因此焊缝容易产生气孔。

预热是中碳钢的主要工艺措施。

尤其在焊接厚度、刚度较大的焊件时，更需预热，以防产生冷、热裂纹，改善接头的塑性。

通常厚度大于3mm的焊件，预热温度为250℃—350℃。

焊接时，可直接用气焊火焰进行预热，焊后逐渐抬高焊距使其缓冷。

气焊中碳素钢用的焊丝，其含碳量不得超过0.2%—0.25%，如果焊缝要求强度较高，可采用全金钢焊丝，如H08Mn、H08MnA、H15Mn、H10MnNi、H12CrMoA、H18CrMoA等。

由于中碳钢的溶点较低碳钢低，所以火焰能率要比低碳钢小10%—5%，且火焰焰芯末端与溶池的距离以3mm—5mm为宜，以免过热。

施焊时采用左焊法，焊后可锤击焊缝，以提高焊缝力学性能，降低接头应力。

⑶、高碳钢的焊接：

高碳钢的含碳量大于0.60%。

由于高碳钢的含碳量比中碳钢还高，所以

其焊接性更差。

主要是：

焊缝区容易产生热裂纹。

高碳钢的导热性能也比低碳钢差，故在溶池及热影响区急剧冷却时，将产生脆性组织，在结构中引起很大的应力集中，结果导致形成冷裂纹。

2）、气焊工艺

1、当焊接要求不高的焊件时，可采用低碳钢焊丝；

当

焊接要求较高的焊件时，则选用与母材成分相同或相似的焊丝，甚至选用合金结构钢焊丝。

2、可采用轻微碳化焰。

3、焊前进行预热，即将焊件坡口及其两边各25mm—

30mm范围内的金属，连同引出板一起加热到800℃—900℃，最好将焊接区域底垫铺的耐火砖表面也预热到红色，以利保温。

4、采用反面中间分段焊，以消除焊缝中裂纹。

这种焊

法就是焊好正面后，在焊反面时选从焊件的中间向一则施