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关键词:高压注水管道钨极氩弧焊打底焊接生产应用
中图分类号: U23 文献标识码: A
高压注水管道和注水泵房工艺配管施工中,由于高压管道由于压力较大,因此管道的壁厚较大,在设计中要求采用的法兰均为对焊法兰,如何确保管线与法兰的对接焊缝和高压注水管道的焊接质量,是一个关键问题,管道焊口的打底焊缝就成为工程的重中之重。而在目前的生产条件下,一般采用焊条电弧焊、根部衬垫圈焊条电弧焊及钨极氩弧焊进行焊接,这三种方法各有优缺点,其中氩弧焊优越性最大,焊接质量最好,但成本较高。
1、高压注水管道的焊接
通常注水管道对接普遍采用焊条电弧焊,由于手工电弧焊不仅对环境要求低,效率高,而且焊接质量好,它有着其他焊接方法无法相比的优点,在中高压注水管道的施工中得到了广泛的推广,但该种方法人为因素影响大,同时因小直径注水管道壁厚较大,焊接时存在不易穿透的缺点,易产生夹渣和未焊透等缺陷,射线探伤检测后,焊口合格率较低。
采用钨极氩弧焊焊接注水管线,与焊条电弧焊相比,具有许多突出的优点。
钨极氩弧焊电弧受气流的压缩和冷却作用,电弧集中,可保证焊缝底部焊透,接头热影响区小,变形也小。
氩是最稳定的惰性气体之一,比空气重,焊接时能在电弧周围形成稳定的气流保护层,防止空气进入焊接区域,保护效果良好。
氩不溶于金属,不与金属发生反应,故一般不会出现合金元素的烧损。钨极氩弧焊焊缝特别纯净,所焊管子接头管内无焊渣。焊接质量比焊条电弧焊要好。
氩是单元子气体,热容量小,导热效率低,热量消耗少,对电弧稳定燃烧十分有利,即使在小电流和长弧的条件下,电弧十分稳定,操作方便,焊缝质量容易控制,适用于小直径管道难焊位置的全位置焊接。
由于手工钨极氩弧焊焊接质量好,操作容易,自二十世纪60年代已成为世界各国在制造、安装及检修压力容器及承压管道的常用方法。在注水管道施工过程中,受焊接位置及空间限制,普遍采用的焊接工艺方法是手工钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊盖面或打底和盖面均采用手工钨极氩弧焊。
2、高压注水管道的手工钨极氩弧焊打底技术
(1)焊接设备及器具
手工钨极氩弧焊设备系统包括:焊接电源、焊抢、供气系统、水冷系统及焊接控制系统等部分。
(2)电源
手工钨极氩弧焊电源有交流、直流和脉冲电流,交流电源用于焊接铝镁及其合金。焊接碳钢、合金钢、钛及其合金、铜及其合金均采用直流电源。脉冲电流尤适用于薄板(可达0.1mm)。
(3)焊枪
手工钨极氩弧焊焊枪由喷嘴、钨极夹、导线、气管、水管、控制钮等组成,它起着夹持电极、传导电流、输送氩气及控制整机工作系统的作用,焊枪有自冷式和水冷式两种。
(4)供气系统
通过电磁气阀按给定时间控制气体通断,它与控制系统中的时间继电器相配合达到始焊时提前送气,停焊时滞后断气,以保护钨极及引弧、熄弧处的的焊缝。
(5)冷却水系统
冷却水系统的作用是通过焊枪供给一定压力的冷却水。该系统中,通常装有与电源连锁的水压开关,当水量不足时,焊机不能启动。若采用自冷式焊枪,则该系统可以省去。
(6)控制系统
手工钨极氩弧焊控制系统的动作是由焊枪上的低压按钮指令的,它可以在焊接过程中实现下述程序控制:
①、始焊时提前送气,停焊时滞后断气;
②、自动控制引弧器和稳弧器的动作和切除
③、自动接通和切断电源;
④、停焊时焊接电源自动衰减。若不考虑自动控制,该系统可以省去。
3、焊接材料
钨极氩弧焊所用材料包括钨极、氩气及填充材料。
(1)钨极
常用钨极有铈钨极和钍钨极。由于铈钨极引弧性好,损耗小,放射性剂量低,是目前普遍使用的电极。
(2)Ar
Ar中或多或少地含有氧气、氮气、二氧化碳等杂质,对Ar保护的效果有一定的影响。所焊金属材料化学性质越活泼,影响越大。焊接不同的金属,对Ar纯度的要求是不同的。
(3)填充材料
氩弧焊焊丝小直径管道焊口打底焊推荐采用直径3.2mm焊丝。
4、焊接工艺
要获得优良的打底焊缝,除应保持焊接设备处于正常状态及选用合适的焊接材料外,还需要采取合理的工艺,并由技术水平较高的合格焊工操作。
(1)挡风与清洁要求
氩弧焊接场所必须要有可靠的挡风措施,并防止管内穿堂风,以免影响保护效果。填充材料及管口内外侧10mm范围内的油、污、铁锈等杂物应清除干净,对有氧化膜的可用机械或化学清洗方法去除,直至露出金属光泽。
(2)坡口形式和尺寸
坡口形式尺寸及管端装配间隙对焊缝的质量及根部裂纹倾向影响很大。常用的坡口形式有v形,钝边0-1 mm,装配间隙量2.5~3.2mm。
(3)钨极端部形状
钨极端部形状对电弧稳定和焊缝成型都有很大影响,较为理想的形状是钨极末端磨成钝角或带有平角的锥形。这样可以使电弧燃烧稳定,弧柱扩散减少,对焊件的加热集中。钨极端部不应磨得太尖,以免碰断造成焊缝夹钨缺陷。
(4)焊口装配点焊
管子焊口组对后需点焊固定。对水平焊口,直径小于等于60mm的管子可只在平焊位置点焊一处,长度约10-20mm,直径大于159mm的管子一般在平焊和立焊位置点焊3处,焊点长约30-50mm。垂直焊口的定位焊点数与水平焊相同。点焊位置根据具体情况确定。点焊时所用焊材和所执行的工艺都与正式焊接相同。
(5)焊前预热
氩弧焊焊缝比较纯净,并且低氢,一般可以不预热,但是在冬季施工或厚壁管件焊接时若不预热,可能在打底焊缝上产生裂纹。可以根据直径和壁厚不同具体确定。
(6)始焊和停焊
始焊时需提前送氩,停焊时需滞后断氩,以保护焊缝免受空气侵害。引弧要在坡口内进行。采取接触法引弧时,操作要稳、轻、快,防止钨极端部烧损碰断而产生夹钨现象。停焊收弧时要多加些焊丝,填满弧坑。停焊时应将电弧引至坡口边缘再熄弧。焊接时避免停弧,尽量减少接头数量。
(7)填丝操作方法
内填丝操作法:就是焊丝从对口间隙深入管内,电弧在管外坡口上燃烧,焊丝在管内熔化,整个焊接过程分段进行。该操作方法有两个优点:打底缝背面均匀地略为突起,仰焊部分不会内凹,尤适用于管道焊接困难位置(如仰焊部分)和较狭小空间焊接位置,但操作时,要求对口间隙大,采用直径2.5焊丝时,间隙3mm以上,填丝量较大,焊接速度慢,影响生产效率。
外填丝焊接时,对口间隙较小,操作要求稳且快,间隙等于或稍小于焊丝直径,操作时焊枪基本上不做横向摆动。
(8)焊接操作
采用接触引弧法,应在石磨或紫铜板上引燃后再过渡到焊缝上,以防止焊缝夹钨,一般都应使用高频引弧或高压脉冲引弧,钨极氩弧焊常采用短弧左向焊接,保持焊枪、焊丝和工件之间的相对位置十分重要,焊枪喷嘴端部与工件的距离在8~14mm之间,焊枪与工件间的倾角在50~85度之间,薄板倾角应小一些,填充丝应与工件成10~15度倾角送到熔池前沿,通过仔细观察熔池金属的下沉和旋转情况来判断是否焊透及焊漏,即当填充丝上的一颗熔滴落入熔池后,融池表面位置由升高变为下沉表明焊透了,如果下沉过多且熔池液体金属停止旋转表明焊缝背面焊漏过多,如熔池不下沉,则表明没有焊透。
(9)在氩弧焊施工中的焊接缺陷及防止对策
用氩弧焊点固组对焊缝时,易产生气孔和缩孔缺陷,防治措施是:
随时检查氩弧焊枪气路胶管中是否有水分,并排除之。氩气瓶与焊机不宜与施焊操作点距离过远。实践证明,打底焊缝中的长条气孔是胶管中是否存有水分引起的。
点固焊缝由上往下施焊,熔化金属成倒流,使熔池饱满,并降低熔池的冷却速度。
(10) 氩弧焊打底焊缝焊接缺陷防止措施:
氩弧焊打底时避免强力组对。
封底焊后要及时进行盖面焊。
施工中应采取防风、防雨、防寒等措施。
(11) 其它注意事项:
焊接过程中一切受力的对口器具不许拆除,以免外力使打底焊缝开裂
打底焊缝即将结束时,应仔细观察焊缝背面成形情况,发现问题及时处理。整圈打底焊结束后,应进行外观检查,必要时进行磁粉探伤或着色检查。检查合格后及时进行焊条电弧焊盖面,防止产生裂纹。
氩弧焊打底焊缝比较薄,因此,后续的第一层焊条电弧焊采用小直径电焊条。
5、生产应用:
我公司目前施工的高压注水管道,均采用氩弧焊打底焊接工艺,无损检测一次合格率达95%以上,不仅在焊接质量上取得了满意的效果,而且保证了工程按期交工。
6、结束语
关键词:大口径管道;工艺;应用;焊接
一、前言
管道输送广泛的应用于天然气运输,近年来我国已经确立了天然气合作开发的发展战略。因此在这样的环境之下,大口径而且具备承压能力的输气管道的建设成为发展的必须[1]。对此,本文研究了不同的大口径的焊接工艺和研究范围,并且对焊接检查进行探讨,希望为我国的大口径焊接技术提供参考,以此确定合适的焊接工艺、
二、大口径管道焊接工艺
(一)手工焊接工艺
手工焊接工艺的发展时间较长,主要采用电弧焊的方式进行焊接,能够对大口径管道进行焊接。因为手工焊接具有施工方便、适应性良好的特点,因此对于大口径焊接是一种很好的补充。手工焊接中采用纤维素型以及低氢型的焊条,焊接的力学性能较强,能满足大口径焊接的要求。在德国的第一条x80级的大口金管道的加工中,成功试用手工电弧焊完成了焊接工程。在现代焊接工艺中,手工焊接依然具备不可替代的作用。
(二)闪光对焊
闪光对焊是采用闪光焊机、移动式发电站等设备构成的焊接。在焊接的过程中通过大电流的作用,瞬间加压对管道进行焊接。闪光对焊最早是从前苏联发展起来的焊接工艺方法,焊接效率高,对于d820-1420 mm的口径的管道,闪光对焊可以以6-8焊口的速率进行焊接。在闪光对焊的工艺中不用填充金属进行焊接,可以节约焊接成本。
(三)自动焊
自动焊接技术是自动焊机进行大口径焊接的技术。自动焊接技术自从70年代开始使用,现在已经形成了较为成熟的工艺,而且返修率低。以德国witz公司生产的自动焊机为例,这种自动焊接机包括外焊机、内焊机以及内对口器。采用自动焊机进行焊接,可以对不同口径的管道进行焊接,同时采用co2 和ar2进行焊接保护[2]。这种焊接技术在国外广泛使用,在我国的应用也逐渐增多。自动焊接技术效率快,返修率低,经济型良好。
(四)半自动焊
半自动焊是用于管道焊接中一种常用的方法,在进行焊接的过程中采用co2保护焊,并且可以根据焊接电源对焊丝的形态进行有效的控制,具备自动焊的效率以及手工焊的自适应的特点,在大口径管道建设中具有广泛的应用前景。在半自动焊接中采用药芯自保护焊,因为药芯的熔化效果好,便于成型,而且半自动焊接的方法简便,便于推广使用。
三、大口径管道焊接工艺实例研究
(一)工程概况
本文对某工程的管道焊接进行实例研究,该工程采用x70钢,管道的直径为1,016 mm,管道压力10 mpa。为了保证管道的焊接效果,该工程主要采用自动焊、半自动焊对管道进行焊接,并且采用手工电弧焊进行辅助施工。应用多种焊接技术的方法,既保证焊接的质量,也能对焊接的效率进行保障,通过对该管道工程的研究,使大口径工程的焊接方法能够适用于施工建设,并且使焊接的劳动成本降低,增强焊接的效率和质量。
(二)焊接技术
1.焊接技术指标
在进行该工程的管道焊接中,管道的管径为1,016 mm,管壁厚度为14.6 mm,要求焊接的速度达到1个焊口/50 分钟。在焊接完成后,要求焊接的反焊率低于2%。对焊接质量的检测主要采用外观质量检测以及x射线无损检测。
2.焊接工艺的选择
在进行焊接的过程中,主要采取自动焊接技术进行焊接,从而保证焊接的速率。同时采用半自动焊接以及手工焊接进行辅助焊接。该管道工程是首次大范围的采用自动焊接技术,对于未来的天然气管道焊接施工技术具有指导性作用。在自动焊接的过程中,需要对焊接的工艺参数、焊接的操作技术以及坡口进行研究。(1)自动焊接机。在焊接中自动焊接机将管口进行12等分,利用感应器来对管口的焊接参数进行管控,从而对焊接机进行实时控制。在自动焊接的过程中,对于焊接工艺的参数设置,是焊接过程中的重要过程。因为国内生产的焊材与国外生产的焊材并不相同,因此在焊接的过程中要对焊材进行实际分析,从而设定恰当的焊接参数。在进行焊接参数的设定中,需要解决以下的问题:(1)对主要的焊接参数进行分别设定,其中自动焊接机中的摆动速
、电弧电压、行走速度等六种焊接参数,需要在分别调试的基础上逐一确定;(2)参数设定的过程中,必须要对自动焊接中质量进行有效的保障,其中对于根焊的厚度偏小、焊道凸起等问题要进行合理的解决,保障焊接速率的基础上具有较好的焊接质量;(3)对于焊接中的焊接程度进行合理的设置,防止出现烧穿或是未焊透的问题。采用在同一个管道中进行焊接的技术,通过多次试验后发现,电弧电压的参数设定与该类问题的影响较为明显。因此必须设定合适的电弧电压。(2)自动焊接的技术研究。在自动焊接中,因为自动焊接机的主要工艺参数已经确定,所以在焊接的过程中不能进行修改。在焊接的过程中,焊工根据实际情况对相应的参数进行微调,以保障焊接的速率以及焊接的质量。在进行焊接施工的过程中,焊工要根据经验对熔池来进行判断,以确保焊接的质量。同时焊接前的坡口检查情况时非常重要,如果坡口的情况出错,会导致焊接的质量下降,影响焊接的质量。(3)自动焊接坡口。在该工程的管道焊接中,坡口的尺寸以及坡口的形状十分重要。因为该自动焊接机采用的无缝隙焊接技术,焊工不能够对参数进行调节,所以在坡口的要求很高。因此在进行焊接试验时,如果出现焊接缺陷时,必须对坡口进行反复的设定确保坡口能够满足焊接的具体要求。坡口对于自动焊接而言非常重要,因此在焊接的过程中一定要对坡口进行有效的设定。
3.应用情况
在该管道的施工过程中采用自动焊接技术,以反复的试验作为研究的基础,确保了焊接工艺成熟有效。在对大口径管道的焊接中,应用自动焊接技术焊缝光滑饱满,合金元素合理,而且焊接的硬度以及相关的金相实验都确保该技术的可行性。最终采用该技术进行管道施工研究,焊接了32.58 km的输气管道,而且检验的合格率达到99%。焊接的速率日均可达60道焊口,满足工艺参数的设定。
4.缺陷检验
大口径管道的缺陷检测是焊接工艺中非常重要的一环,在该管道建设施工中,采用外观检测与无损检测相结合,经过检测,焊接的质量达到标准[3]。
四、结束语
针对大口径管道焊接,具有多种焊接技术。在实际应用中,应该根据工程的实际情况,选择合适的焊接技术。在选用合适的焊接技术的基础上,设定焊接工艺参数,以确保焊接的质量。
参考文献:
关键词:焊接;油气管道;施工;应用
【分类号】:TE988.2
随着能源产业的发展,我国在调整产业结构,尤其是能源产业的过程中,对于管道工程进行了大力改革和优化。但在相比广阔的国土和严重的资源分布不均衡而言,还需要继续加强油气管道建设。其中需要强调的则是油气管道的焊接技术,焊接技术的好坏直接影响油气管道的建设质量和建设效率,并且间接影响能源产业的发展。因此,需要加强对油气管道焊接技术的研究,为进一步的扩大油气管道建设范围和建设里程作好技术准备。本人参建的南疆天然气利民管道喀什-泽普二标段、和田河气田产品气外输管道工程都采用纤维素型焊条手工根焊+自保护药芯焊丝半自动热焊、填充焊、盖面焊,使用焊材均为:E6010高纤维素钠型药皮立向下焊条及E71T8-Ni1J自保护药芯焊丝。以上两个工程一次焊接合格率均达到了95%以上,和田河气田产品气外输管道工程还获得了2014年度全国优质焊接工程奖。通过实践的学习与理论上的深造,本人针对焊接技术在输油管道中的应用作了相关的探索。
油气管道的焊接材料
油气管道的焊接和一般的焊接技术有所相同,但也存在差异。不仅是因为油气管道的焊接口径更大,要求更高,也是因为油气管道的用途特殊,其对焊接的质量要求更高。在焊接材料方面,具体而言主要是包括了焊条、焊丝和保护气体等三种。
(一)焊条
在油气管道中,因油气管道一般是长距离输送,因此焊条多采用全位置下向焊焊条或者是传统型的低氢型焊条。而全位置下向焊焊条又可以分成两大类:一是高纤维素型的,其特点是性能好、熔渣量少,并且能有效的防止了熔渣和铁水的下流。其适用范围是根焊和热焊,并且具有单面焊而双面成型的效果;二是铁粉低氢型下向焊条,其特点是凝固速度快,铁水的流动性和浸润性都较好,并且焊后韧性好,具有良好的抗裂性。其使用范围是下向焊接。
(二)焊丝
在油气管道中,焊接常用焊丝主要是实心焊丝和药芯焊丝。而实心焊丝又可以分为两类:一是用于埋弧焊的焊丝,一是用于熔化极活性气体的保护焊丝。在埋弧焊中所用实心焊丝又继续进行区分,如低锰焊丝、中锰焊丝、高锰焊丝等。这几种焊丝的使用范围和搭配的材料都是不一样的,其最终的效果也是不同的,如低锰焊丝和高锰型熔炼焊剂的搭配就可以实现低碳钢的焊接。药芯焊丝则是具有熔敷速度快,焊接效率高,成型美观,综合成本低等特点。其与其他焊丝相比,其电弧更软、并且飞溅较小。因此,其被广泛的应用在长输管道焊接之中。而药芯焊丝同样可以分成两种,一是气保护型药芯焊丝,一是自保护型药芯焊丝。两者的使用范围不尽相同,在油气管道建设中,使用更普遍的是自保护型药芯焊丝。
(三)保护气体
油气管道焊接中多是采用二氧化碳气体或氧化性混合气体等气体来保护焊,其中包含了Ar等惰性气体。惰性气体的作用在于在焊接过程中将电弧与熔化金属周围的空气分开来,避免空气中的有害气体影响电弧的稳定,以及防止液态金属的污染。而其中的二氧化碳等非惰性气体的作用则是通过高温产生化学反应,从而保护焊和液态金属。当然,需要注意的是,惰性气体在使用过程中同样会对焊接接口产生危害,如二氧化碳作为保护气体时,在电弧和高温作用下分解的氧气和二氧化碳会使铁氧化并出现气孔。但是这一危害也是可以解决的。因此,在焊接中,保护气体的成分和量的多少都会对焊接产生影响,不同的成分和流量会有不同的结果,应注意保护好细微的数据差别,这对提高焊接质量具有十分重要的意义。
油气管道的焊接技术
油气管道的焊接所使用的焊接技术是比较多的,由于油气管道铺设的环境和条件各不相同,因此需要针对已有条件和相关的地理背景进行方法选择,并能熟知方法的优缺点,以及时做好相应的备选方案。在油气管道建设中,具体有以下几种焊接技术:
(一)手工焊条电弧焊接技术
油气管道焊接中的手工焊条电弧焊接技术具有灵活方便、适应性较强的特点。随着科学技术的发展,这一技术在熔敷效率和相关性能上都有着很大的改进,能较好的满足当前的油气管道建设需求。在实际焊接中,一般采用纤维素焊条或者是低氢焊条,这两种焊条的优点在于他们良好的结合性。并且,纤维素焊条所具有的根焊适应性,依旧不是其他焊接技术所能媲美的。
(二)手工钨极氩弧焊接技术
油气管道建设中的手工钨极氩弧焊接技术一般使用于压缩机等设备的焊接,或者是管道较小、管壁较厚的管道的焊接。其优点在于焊接质量较高,且背部无焊渣。需要特别说明的是这种焊接技术要求在焊接前对坡口进行严格清理,确保无异物,并且做好焊接中的防风准备。
(三)自保护型药芯焊丝半自动焊接技术
这种焊接技术兴起时间并不长,其初次使用在1996年。但其优点十分明显,即操作灵活简单,效率较高,且具有良好的环境适应性和焊接合格率。此外,其高焊接质量和高焊接效率使其成为了我国油气管道焊接中常用的、重要的焊接方法。
(四)气体保护焊接技术
气体保护焊接技术主要是指二氧化碳气体保护焊接技术,其是随着焊接电源等技术的改进而逐步兴起。在解决了电源问题和熔滴和电弧形态的控制等问题后,二氧化碳气体保护焊技术的飞溅问题已基本解决。这种焊接技术主要特点在于操作灵活,易于掌握,并且具有良好的坡口适应性,其焊接质量和焊接效率也是比较高。需要注意的是其受风的影响较大,因此,需要加强防风措施。此外,还需要注意对口间隙的均匀一致,否则在后继工序中会出现多种缺陷。
(五)自动焊接技术
自动焊接技术主要是指利用焊机进行工作,其主要的优点在于效率较高,减少了人工操作。自动焊接主要使用于根焊、填充焊以及盖面焊等方面。在自动焊接技术中又主要分为两种,一是自动根焊技术,一是自动单面焊双面成型根焊方法。两种方法的使用范围是不一样的,并且形成的效果也有差异,因此需要在使用前对这两种方法进行区分和了解。
油气管道的焊接工艺和具体事项
焊接技术在油气管道施工中的应用不仅需要对焊接材料和焊接方法有一个清晰的了解,此外还需要结合理论与实际,深入探讨焊接技术在油气管道建设中的具体应用,从而分析其应用的技巧和需要注意的事项。
(一)焊接接头的坡口
在实际施工中,油气管道的焊接常采用30°V型的坡口,其优点在于适合手工焊接。当然,具体的坡口选择是根据施工环境而来的,当出现大口径的厚壁钢管而言,其焊接量较大,需要填充的金属较多,因而不采用手工焊接,也就不适合30°V型的坡口,大可以采用23°V型的坡口。
(二)预热与层间温度
在油气管道焊接中,预热的目的主要是借助温度缓解钢材的受力状况,和降低焊道的冷却速度来防止根部出现冷裂纹等缺陷。而预热的温度控制则是需要根据焊接材料的具体型号和不同材质,管道的大小和厚度,以及材料中的含氧量等因素来确定。如果是多层焊接还需要考虑邻近区域的冷却速度。多层焊接中的层间温度应与预热温度相同或相近。
(三)焊接线能量和后热处理
在油气管道焊接中,焊接线能量的确定是一个比较复杂的过程,其需要考虑的因素较多,如管道的性质和相关属性,如预热和层间温度的控制,如焊接技术的具体选择和可能造成效果,等等。而对于后热处理而言,其仅存在于高寒地区。当预热和层间温度作用较小时,则需要进行热处理和后热处理。
总结
综上所述,焊接技术在油气管道施工中应用较为普遍,技术较为成熟,针对不同的环境和焊接要求都有着一系列不同的焊接方法和注意事项。但需要注意的是,针对环境变化的多样和地理背景的复杂,还需要进一步加强相关研究。
参考文献:
[1]郝保强,刘宝东.焊接技术在输油气管道施工中的应用[J].内蒙古石油化工,2013,21(23):112-114.
【关键词】中职学生 焊接实训
一、焊接知识和原理简介
汽修专业的学生进校第二学期,在教学进程中安排了焊接实训和考证培训的学习。焊接实训时首先要将焊接方面的知识与原理给同学们讲解清楚,如金属材料的焊接原理:是通过焊接材料的融化将两个零件连接在一起,在焊接中还有焊条、坡口、焊缝等概念的介绍,同时还要将怎样使用焊接工具、劳保用品及安全操作技术、焊机电源连接等操作技能作一定的讲解,让大家对焊接知识和焊接技术有一定了解。焊接技术是目前制造业中的重要加工工艺,它具有节省金属、生产率高、产品质量好、改善劳动条件等优点,在制造加工业中得到广泛应用,现在还没有其他方法可以代替焊接,这也是汽修专业的同学需要学习和了解的主要原因之一,通过培训让大家知道焊接技术的重要性。
二、焊接实训操作的方法与技巧
中职学校汽修专业学生学习焊接技术:是为了让大家了解焊接的原理、掌握基本操作方法,以便在今后从事汽车制造、汽车加工或汽车维修时遇到焊接方面的问题能及时处理和解决。目前汽修专业学生经过传统的理论授课后集中实训的教学模式已不能满足企业的要求,作为中职学校培养大批适应现代焊接生产发展和焊接技能要求的人员是摆在我们面前的一个重要任务,也是我们焊接实训指导教师要引起重视的问题。
在焊接实训过程中,实训教师除进行焊接技能指导外,还要专门抽时间给同学们介绍我校的焊接设备和焊接工艺安排;我校的焊接实训车间配备的焊接设备有交流焊机和直流焊机,采用的焊接方法有:氩弧焊、CO2气体保护焊、手工电弧焊,考虑到学生层次情况,在考证时采用手工电弧焊的方法完成。在焊接设备的使用上,交流电焊机和直流电焊机各有特点,交流电焊机结构简单,制造、维修方便,价格低,工作噪声小,应用广泛,缺点是电弧不够稳定。直流电焊机焊接时电弧稳定、能适应各种焊条,但结构复杂,价格高。鉴于上述情况我们选用了交流电焊机进行培训和考证操作。
在焊接培训时还要教会同学们正确调整焊接工艺参数,如怎样进行引弧操作、运条方法、起头、收尾、两板对接横焊、平焊的方法和操作技巧,焊接中常见故障的排除及维护方法等。在电弧焊操作过程中,由于工件结构形状、材料厚度和焊件质量要求的不同,需要采用不同型式的接头和坡口进行焊接,还需对焊接接头、坡口和焊缝位置作一定的介绍。让同学们通过实训对焊接技术和焊接操作方法有了较深的了解。
手工电弧焊的操作方法及参数:手工电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的一种电弧焊。手工电弧焊使用的设备简单,方法简便灵活,但对焊工操作技术有一定的要求,焊接质量在一定程度上决定于焊工操作技术。手工电弧焊焊接的工件厚度一般在1.5mm以上,1mm以下的薄板不适合手工电弧焊。手工电弧焊按电源种类分为:交流手工电弧焊和直流手工电弧焊。
手工电弧焊的基本方法有四种:仰焊、立焊、平焊、横焊。手工电弧焊的参数:焊接电流、焊接电压、焊条直径、焊接速度、焊接角度。焊接质量的主要影响因素是母材金属组织的改变,如材料强度、硬度、塑性、韧性的变化,容易导致断层撕裂方面的缺陷。
操作电焊时一定要心态平和,多练多学。手要稳,电流要适当,两边要压好,中间铁水要自然的过度,焊条不要压的太低,控制熔池的形状要一致。
手工电弧焊的操作技巧:在焊接时所观察到的只是焊渣,铁水在焊渣的下面,根据焊件的厚薄而定。眼睛判定焊接处为殷红色即可。平立焊都是45度,一个顺着走,一个倒着走。中板对接时走半圆,厚板小坡口走往返,厚板大坡口走八字,薄板对接走月牙,立焊画圆。焊接操作时要下蹲,双膝并拢,双拐夹膝。一般情况下电焊机的进线电压220V,焊接薄板使用小电流焊接,并采用2.5MM的焊条;正常情况下采用3.2MM的焊条,厚板大坡口采用4MM以上的焊条。焊接的美观与工件的摆放有关,工件斜放焊出的焊缝很薄。拉弧的长短对质量有很大的影响,长了工件焊不透,短了不起弧。焊接后焊缝处有金属成堆现象,是电流太小;焊边有咬食现象,是电流太大。
【关键词】油田管道;焊接技术;问题及对策
长输管道的出现解决了油气运输的问题,为油气资源的分配提供了方便,但是长输管道的焊接却成为了油气运输的重要先决条件,所以要注重长输管道的焊接问题,因地制宜,根据不同的环境和复杂的地形还采取不同的方法。
一、油田管道焊接特点的分析
长输管道焊接质量想要得到一定的保证,首先就需要确保使用的钢材相对高级,而在焊接的过程中需要运用相关的技术、资料以及丰富的经验进行判定,并根据管道质量对焊接工艺进行选择。举例来说,根焊焊接的速度对整个工程施工的速度有着直接的影响,而在实地操作的过程中有着相对较高的难度和相对较大的工作量。另外,不同地区的环境特点与地质结构也有着一定的差异,为了对当地的环境地貌与气孔特征进行适应,管道焊接的施工工艺就需要多样化。举例来说,在低温环境下实施焊接技术的时候,需要对焊缝冷却速度作充分的重视。这主要是因为在低温环境进行焊接的时候,会引起焊缝冷却速度与硬度的增加,而这在一定程度上也会加大冷裂纹的敏感性,需要进行低温下作业避免以上可能出现的情况。
二、油田管道焊接技术存在的问题
1、社会、人文、自然环境的影响
风雨、日照、温度等都会对管道焊接质量产生一定的影响,而施工点的社会环境与人文环境也会对工程质量造成一定的影响。例如一些长输管道的施工因当地居民产生的影响被迫中断,就容易引起现场留头较多的问题并增加连头数量。这在一定程度上会对管道质量造成不良的影响,并使施工成本得到额外的抬高。
2、地形地貌的影响
长输管道焊接的方法需要随着地形地貌的变化而变换,在穿越山区的时候可以选择半自动焊向下焊技术或者手工下向焊技术使生产效率得到一定的提高,并对管道焊接质量作一定的保障;而在平坦地区的时候可以选择全自动焊技术使工程进度与工作效率得到进一步的提高,并对管道焊接质量作一定的保障。
3、施工流动性的影响
施工进度与施工点的变化会对长输管道建设造成一定的影响,而施工流动性也在一定程度上影响到焊接质量。这主要是因为长输管道建设并不是流水线一样的生产操作,其施工质量管理的难度也要相对较大,而管道质量高低也受到现场作业管理的直接影响。
三、油田管道焊接技术的研究
1、油田长输管道焊接的常见方法
(1)复合型下向焊
复合型下向焊主要是采用热焊层与根焊层向下焊接,再通过向上焊进行填充与盖面,其特点主要是相对适用于壁厚较大的一些管道进行焊接工作。
(2)混合型下向焊
混合型下向焊主要是利用纤维素型焊条进行热焊与打底焊,再通过低氢型的焊条进行盖面与填充,其特点主要包括相对较好的抗冲击韧性、抗冷裂纹以及高可适用性等,能够在恶劣环境或者气候下进行使用。此外,其溶化速度也有相对较慢的特点。
(3)手工下向焊
手工下向焊的发展已经相对成熟且得到了广泛的应用,其特点主要包括相对较快的焊接速度和相对较好的根焊性能。另外,该种方法所形成的焊缝在通常情况下,可以一次通过相关的焊缝射线探伤测试工作。
2、油田管道焊接工艺技术
(1)全自动和手工的焊接技术
油气管道全自动向下焊接,有效的将焊接区域输送保护气体,空气中的有害物质进行隔离。通过焊金属和可熔化的焊丝之间的电弧为热焊,溶化钢管、焊丝。这种焊接技术是在焊接过程中,焊接区便于观察、保证其生产效率。同时,焊接工艺便于操作,程序简单容易控制。手工向下焊接技术的顺序为根焊、热焊、填充焊和盖帽焊。根焊,一般以直拉式运条,不摆动操作。还可以采用往返运条,防止过热烧穿。热焊在根焊方式上提高,确保焊道保持高温。通过热量的输入,避免根焊产生开裂。填充焊道分为单道和多道,做好焊层厚度的焊接工作,保证焊道饱满。
(2)低氢焊条下向焊接技术
在进行油田管道焊接过程中,通过使用低氢型的焊条,来向下焊接低氢焊条,这种方法不仅可以有效的提高焊条的抗裂性能以及低温韧性,与此同时还可以更好的在高寒条件以及腐蚀环境中保存,在纤维素焊条速度高于根焊的焊接速度时,通常选择充填焊和盖面焊等方式,以此来保证纤维素焊条与焊接速度的同步性。
(3)组合焊接技术
为了使焊接能够有效的达到预期的设计效果,我们通常会焊成一道焊缝的时候多种不一样的组合焊接工艺同时进行,一般情况下在焊接油田管道过程中,纤维素焊条向下焊接方法普遍用于热焊以及根焊条件下,与此同时盖帽以及充填可使用向上焊接方法,焊接管道较厚时增加焊接层数会直接导致其厚度的加厚,从而使整个管道焊接过程中变长,耽误整个工期的进程,所以在进行管道焊接过程中出现管道钢较厚的情况下,我们可以使用向上焊以及向下焊的焊接技术进行组合焊接。
(4)高压缓冲器焊接技术的应用
高压缓冲器最为重要的组成是两个缓压半球和数根丝头接管,将这些部件进行焊接从而形成高压缓冲器。在焊接的时候,对焊接质量的要求是十分严格的,并且焊接技术也比较复杂。为了提高焊接效果,在进行焊接之前,要全面仔细掌握焊接材料性能和特征,明确焊接工艺的需要,对相关数据进行分析和计算,从而合理选择焊接材料和焊接工艺。
3、油田长输管道焊接的操作规范
就长输管道焊接的操作规范而言,主要是在启动相关焊接设备前需要检查电源极性、开关位置、指示仪表以及设备等,并在正式施工前于试板上作相关的实验焊接工作,对工艺参数作一定的调试,要避免坡口以外管道表面出现起弧的情况。焊机底线放置的相关规范主要是在靠近焊缝处放置底线,并通过应用卡的使用使寒风接触与底线的良好得到一定的确保,从而避免电弧对母材可能造成的击伤。为了对焊接的飞溅烧伤作有效的预防,可以在焊口两侧覆盖具有足够耐热性、耐烧性以及宽度的覆盖物。在通常情况下,管口两侧必须有两名焊工各自进行焊接工作。另外,要避免各层焊道焊接在热焊后出现中断的情况,使层间温度保持在100℃至200℃之间。而在焊接过程中如果出现了表面气孔、偏吹等异常情况,需要立刻停止焊接作业。
4、重视焊接技术研究与创新
注重对焊接技术的研究,改进焊接工艺,将焊接技术与科技结合起来,加强数字化技术的研究,促进其在焊接技术中得到更好的应用。引进智能技术、自动化、半自动化焊接设备或者辅助装置,促进焊接工艺的智能化、自动化发展,提高焊接技术在油田建设中的使用效果。
5、加强焊接施工技术资料管理
焊接施工前进行图纸会审,由领导,设计、施工、监理、技术人员等共同进行会审,明确焊接施工意图,把握施工要点,当图纸会审后才能进行焊接施工。另外还要注重对焊接技术资料的管理,做好记录和保管,详细记录施工各项情况,包括施工内容,规范及出现的问题和改进措施等。
6、重视焊接施工人员管理与培训
注重提高焊接施工人员素质,不断提高他们的业务技能,掌握焊接施工规范,提高责任心,确保焊接施工质量。注重对优秀人才的引进,建立高素质,高水平焊接施工队伍。完善相应的奖惩激励机制,调动他们施工的积极性,促进施工人员做好自己的每一项工作,提高油田建设焊接施工质量。
结束语
焊接施工是整个油田建设的重要内容,在油田建设焊接施工中,必须遵循相关的施工规范和流程,合理应用焊接技术,还应加强焊接施工人员的培训工作,提高他们的焊接施工技能,重视焊接施工经验的总结,促进焊接技术得以更好的发挥作用。
参考文献