管 道 焊 接 工 艺.docx

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管道焊接工艺

管道焊接工艺

集安市仁源锅炉管道安装有限公司

焊接工艺

一、焊前准备

（一）、焊口的位置应避开应力集中区，及便于焊接和热处理，一般应符合下列要求：

1、受热面管子焊口，其中心线距离管子外壁以及支吊架边缘至少70mm，两个对接焊口间距离不得小于150mm。

2、管道对接焊口，其中心线距离管子弯曲起点不小于管子外径，且不小于100毫米，与支架边缘至少50mm。

3、管接头和仪表插座一般不可设置在焊缝或热影响区内。

4、管子的对接焊口，其中心线距离封头弯曲起点不小于壁厚加15mm，且不小于25mm和不大于50mm。

5、带有纵向焊缝的，相邻两纵间焊缝的距离应大于壁厚的3倍，且不小于100mm。

6、焊接管的管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔焊缝与相邻焊缝的热影响区相重合。

如不能避免时，需满足下列条件时方可在焊缝上或其附近开孔。

A、管孔两侧（从孔边算起）60mm（若管孔直径大于60mm，则取孔径值）的焊缝需经射线探伤合格；

B、孔边不在焊缝缺陷上；

C、管接头需经焊后热处理消除应力。

7、搭接焊缝的搭接尺寸应不小于5倍材母厚度，且不小于30mm。

（二）管子、低压容器和承重结构的坡口应按设计图纸规定加工，如无规定时，坡口的型式和尺寸应按能保证焊接质量，填充金属量少，便于操作，改善劳动条件，减少焊接应力和变形适应探伤要求等原则选用。

二、管子的对口焊接

1、对焊工的要求

按《锅炉压力容器焊工考试规则》的要求，根据所要焊的材质类别和焊接位置及管径，按质量技术监督局签发的焊工证所具有的施焊项目进行操作，绝不允许无证或项目不符的焊工施焊。

2、焊接方法选用

根据现场条件，焊接材料，管径大小，准确合理的选用焊接方法。

一般选用直流电弧焊。

3、焊条的型号及选用（GB/T5117-1995）

碳钢焊条的系列

焊条型号

药皮类型

焊接位置

电流种类

E4300

特殊型

平、立、仰横

交流或直流正、反接

E4301

钛铁矿型

E4303

钛钙型

直流反接

E4310

高纤维钠型

交流或直流反接

E4311

高纤维钾型

交流或直流正接

E4312

高钛钠型

交流或直流正、反接

E4313

高钛钾型

直流反接

E4315

低氢钠型

交流或直流反接

E4316

低氢钾型

E4320

氧化铁型

平

交流或直流正接

E4322

氧化铁型

平、平角焊

交流或直流正、反接

E4323

铁粉钛钙型

交流或直流反接

E4324

铁粉钛型

E4327

铁粉氧化铁型

交流或直流正接

E4328

铁粉低氢型

交流或直流反接

E5001

钛铁矿型

平、立、仰横

E5003

钛钙型

交流或直流正、反接

E5011

高纤维钾型

交流或直流反接

E5014

铁粉钛型

交流或直流正、反接

E5015

低氢钠型

直流反接

E5016

低氢钾型

交流或直流反接

E5018

铁粉低氢型

E5024

铁粉钛型

交流或直流正、反接

E5027

铁粉氧化铁型

交流或直流正接

E5028

铁粉低氢型

交流或直流反接

E5048

平、立、仰

4、对口要求

管子坡口一般为V型，单侧为30度-35度，对口时要有一定钝边和间隙。

坡口的作用是能使热源（电弧和火焰）伸入焊口根部，保证焊缝根部易于焊透，降低焊接热规范，减少热影响区和变形。

钝边和间隙的作用是能保证焊缝易于焊透，避免产生烧穿，焊瘤等缺陷坡口对口尺寸如下：

管子对口尺寸

管子对口应做到内壁齐平，如有错口不应超过管壁厚的10%，且不大于0.8mm。

对口时应用专用的对口卡具，并要固定牢固。

两管中心线应同心，其中心弯曲尺寸不大于1/200如图。

所有受热面管应避免强力对口，焊口距管子弯曲起点，支吊架边缘和集箱或汽包外壁的距离应符合“TJ231（六）”标准的规定。

三、管子对口焊接技术

（一）、水平固定管电弧焊接工艺

1、管子对接焊缝只能单面焊双面成型，必须从工艺上保证根层焊缝的焊透，但又不能产生内凹和焊瘤。

2、由于焊接位置的不断变化，运条角度和焊工站立的高度必须适应变化的要求。

3、焊接热分布的规律是，上面的温度比下面高，应设置近前电阻式电流调节电器，但在焊接电流不能调正的情况下，主要靠摆动焊条来控制热量，达到均匀熔化的目的。

4、应选用有操作经验，证、质相当的焊工施焊。

5、操作技术

点焊前应预先试好电流，然后检查对口是否符合要求，无误时方可点焊。

点焊使用的工艺应与正式焊接相同，一般点焊1-2点，点焊在水平或斜平焊位置上，长度为10-15mm，高度2-3mm，点焊后两端应修成缓坡形，以保持接头质量。

第一层的焊接：

第一层的焊缝是决定焊接质量的关键。

采用击穿焊接法，即将钝边熔化，以保证焊缝焊透。

当对口间隙过大时，也可采用渗透法焊接，但必须焊透。

根据水平固定管的焊接特点，第一层仰焊位置采用直线运条法，平立焊位置可稍做摆动或灭弧来控制熔池温度。

每一层焊缝分两个半圆，先焊的一半称前半部，后焊的一半称后半部。

先焊一半的起头和收尾，焊到起过中心线约10-15mm，如图。

后焊的一半起头和收尾都要盖过前半的起头和收尾。

焊接从仰焊位置开始，按仰、立、平的焊接顺序进行焊接，随着焊接位置的不断变化，焊条角度也必须相应的变化，如图。

焊接时在坡口内引弧，采用酸性焊条焊接，引弧后拉长电弧预热2-3秒钟，待坡口两侧接近熔化状态，立即在低电弧开始焊接，给第一滴铁水，当铁水在坡口内形成熔池，将焊条抬起断弧，当熔池温度下降，熔池变小，再焊接形成第二个熔池，如此循环一直向前焊接。

焊接关键是要控制熔池的温度，也就是要控制电弧在熔池内停留的时间。

即要保证焊透，熔合良好，又要使铁水不往下落。

当采用碱性低氢型焊条焊接时，要直流反接，短弧操作。

引弧后就要给铁水进行焊接。

后半部焊接与前半部相同，但下接头、上收头难度较大，后半部起焊前先将接头处修成缓坡形，或用电弧接头处熔掉一部分形成缓坡状，然后再击穿焊接。

平焊接头时，用电弧将原接头击穿，焊条迅速向前移动，然后立即返回，焊条在此稍停留做划圆摆动，使熔池填满。

第二层的焊接同第一层焊接顺序，焊条角度如图。

焊接时做横向摆动，摆动幅度，以坡口边缘为准，焊条摆动到坡口边缘稍停，以保证焊缝宽窄匀直和熔化良好，并使焊缝母材圆滑过渡，对于小管径薄壁第二层焊接时，因温升快，一般采用灭弧焊，使焊波呈鱼鳞状。

后半部由仰焊位置开始，先连弧焊一小段约10-15mm，然后进行灭弧焊至平焊收头。

收头时焊条应做划圈运动，然后抬起焊条，紧跟以灭弧方式给3-4滴铁水，使平头形成光滑的椭圆形。

第一层的焊接从工艺看仰焊部位易产生塌腰，又称内凹，平焊单位易产生焊瘤，因此运条动作十分重要，在仰焊位置电弧顶进去，将钝边烧穿，靠电弧强力把铁水顶进去，温度高要停弧，焊接平焊位置时，动作要准，靠停弧和稍摆动焊条配合来克服焊瘤缺陷。

盖面焊缝不单纯是个工艺美观，也反映出焊缝质量的好坏，盖面焊缝常产生咬边，焊肉过高或不足，边缘过渡陡急及管子表面弧坑等缺陷，焊缝咬边产生的原因是焊接电流大，电弧太长或焊条角度不正确。

（二）垂直固定管的焊接工艺

1、焊缝处于水平位置，下坡口能托住熔池，铁水不至于流失。

2、铁水因自重下滴，呈球状，要控制焊缝成型较困难。

3、焊道不重叠，易相起夹渣和层间未熔合。

4、焊接接头少，如果不点焊时只有一个接头。

操作技术：

点焊：

一般点焊一点，长10-15mm，高2-3mm，点焊位置约离起焊反向1/3周长处。

第一层的焊接：

选定起焊处后，在坡口内引弧，形成熔池，然后采用直线或斜锯齿形运条法向前移动，并以断弧方法焊接。

为了使熔渣和铁水很好地分离，保证根部透度良好，应保证运条角度。

运条有两个倾斜角度：

一个是前进方向的水平倾斜角，另一个是向下垂直的倾斜角，如图，用以控制熔渣和熔池，并尽量控制熔池形状为椭圆形如图，使之不易造成灭渣。

更换焊条动作要快，当焊缝还未冷时，再次引燃电弧，焊接一圈回到起焊处时，焊条要转到一个角度，焊条对准始焊处，听到有击穿声后，焊条略加摆动，填满熔坑后收弧。

第二层的焊接：

第二层的焊接（即盖面层的焊接）前，应进行清根方可施焊。

横焊口盖面焊与水平焊口不同，对于锅炉受热管一般盖面要焊三道。

下焊道从下坡口起焊，并以下坡口边缘为准。

在保证熔合良好的情况下，焊接速度略快。

中焊道应以下焊道为准，焊接速度要稍慢，使焊缝成为凸起状。

最后的上焊道焊接时焊接速度要稍快，而且焊条的垂直倾斜角要小，以免上坡口咬边。

焊接时电流要稍大一点，采用直线运条，连弧焊接法：

焊道之间要充分熔合良好，焊接速度要控制运条到凸起处要稍快，而凹处要稍慢。

在焊接过程中要保持熔池的清晰，当熔渣与铁水混合不清时，可采用电弧向后扫一下的办法，将熔渣与铁水分离。

横焊常产生的缺陷有：

焊缝内的条状夹渣，焊缝咬边（主要上坡口处）和表面形成纹口达不到要求。

产生夹渣的原因往往是由于第一层焊道上坡口处产生沟槽或死角，熔渣夹在沟槽内，盖面时未清除彻底，残存于焊缝内。

盖面焊时，虽然将第一层熔渣清理干净，由于沟槽仍然存在，熔渣被留在焊缝内形成夹渣。

克服焊缝夹渣的办法是，第一层焊接时，边条角度要正确，避免出现沟槽死角等，盖面前彻底清除熔渣，并将沟槽死角磨修成光滑缓坡形，运条的速度要熔渣有从熔池中浮出的时间，电弧不要压得太低。

焊缝咬边的原因与水平固定管相同，克服咬边的办法，一般是调整焊条角度和电弧长度来控制。

横焊口加强面的尺寸要求与水平固定管相同，但表面成型一般不易焊好。

其原因是焊道较多顾此失彼，焊道间温差太大，出现明显的沟槽。

中间部分凸不出来，最后一道焊缝又低不下去，针对这种缺陷，从工艺上采取以下措施：

第一层焊道，坡口两边要留出少许，中间部位稍凸起，为盖面焊做好工艺设备。

盖面焊应以下坡口边缘为准进行焊接，使焊道匀直美观。

盖面焊道间不清渣，可使焊缝缓冷却改善焊缝的成型，并保持焊缝整洁美观。

（三）斜固定管的焊接工艺

锅炉受热面管子与锅筒、集箱的对接焊口，大部分焊口处于倾斜位置上，称为斜焊口。

其焊接工艺与水平固定焊口，横焊口即有共同之处，又有特殊的地方，一般管子与水平夹角大于60°，按横焊工艺焊接，当夹角小于15°时按水平工艺管焊接，介于15-60度之间的焊口，工艺特点如下：

1、焊缝的几何尺寸不易控制，内壁上凸下凹，外表粗糙不平等较难克服。

2、焊缝的空间位置随倾角而变化，再加上其他管排的影响，焊工操作应随机应变，不能一个模式。

3、上侧焊缝表面易产生咬边。

操作技术

（1）点焊：

斜焊口的点焊工艺及要求与水平固定焊口相同。

（2）第一层的焊接：

其焊接顺序与水平焊口相同，即分前半部和后半部。

当采用酸性焊条施焊时，前半部引弧后用长弧对准坡口两侧预热，待坡口两侧接近熔化状态，立即压低电流，击穿钝边，给铁水，并向前进行焊接。

当温度过高时，采用灭弧法控制熔池温度防止铁水下流。

后半部的焊接时，接头方法与水平固定管相同，但要注意相背接头处，要焊得薄一些，使坡口两侧界线分明，便于盖面焊接，当采用碱性焊条焊接时，应直流反接，短弧操作。

（3）斜焊盖面层的焊接，有其独特的地方

1、起头：

焊接时由仰焊处，首先堆焊几道，然后才能在水平线上摆动，堆层要薄，并能平滑过渡，有利于后半部焊接，形成良好的“入”字型接头。

2、运条：

斜焊管的焊接，不管倾斜角大小，管径如何，工艺上一律要求焊波呈水平或接近水平方向。

因此要求运条总保持垂直位置，并在水平线上左右摆动，以获得得较平整表面焊缝，焊条摆动到两侧要稍停。

使铁水覆盖增加，以保证不出现咬边现象。

3、收尾：

盖面焊缝的收尾在水平位置，收尾时水平焊波形成宝塔状，以便使焊缝收尾产生缺陷的机会较少。