技術(shù)論文：埋弧焊在工程建設(shè)中的應(yīng)用.doc

埋弧自動(dòng)焊在工程建設(shè)中的應(yīng)用郭永鵬（寧夏電力建設(shè)工程公司，銀川市 750001）摘要：眾所周知，埋弧焊是一種在焊劑層下進(jìn)行大功率焊接的電弧熔焊方法，埋弧焊焊接電流大，電弧壓力大，電弧穿透能力強(qiáng)，最大熔深達(dá)14mm, 從而能排除未焊透和氣孔缺陷。大直徑管道的焊接，施焊其縱、環(huán)焊縫時(shí)，埋弧焊無疑是一種優(yōu)質(zhì)、高效、勞動(dòng)條件好、焊后處理簡單的焊接方法，應(yīng)用此技術(shù)可以達(dá)到保證施工質(zhì)量、降低工程成本、加快工程進(jìn)度、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的良好效果，而且工藝操作簡單、容易掌握。關(guān)鍵詞：埋弧自動(dòng)焊 大口徑鋼卷管 懸空埋弧焊法 經(jīng)濟(jì)效益高Automatic submerged arc welding and application in engineering constructionAbstract：As we all know, submerged arc welding flux layer is carried out under the power in the arc welding method of welding, submerged arc welding current, arc pressure, arc penetrating ability, the maximum penetration depth of 14mm, so that it can rule out the welding permeability and porosity defects. Large-diameter pipe welding, welding the longitudinal and circumferential welds, the SAW is undoubtedly a high quality, efficient, good working conditions, after welding the welding process simple way to apply this technology to ensure quality, reduce project costs, speed up the progress of the project, reduce the labor intensity of the good results, and the process is simple, easy to grasp.KeyWords：Automatic submerged arc welding, Heavy caliber steel pipe, Submerged floating method,High economic efficiency1、概況我單位承建的寧夏靈武二期21000MW火力發(fā)電機(jī)組，是世界首臺超超臨界空冷燃煤發(fā)電機(jī)組。其中空冷排氣管道加工總量達(dá)1216.8噸，管道壁厚都在20mm以上。由于管道內(nèi)介質(zhì)為需要冷卻的水蒸汽，壓力在50KPa以上，這樣就對管道的承壓能力有很大的要求，所以必須保證管道的焊接質(zhì)量。傳統(tǒng)的手工焊焊縫外觀成型差，焊縫內(nèi)在質(zhì)量也難以保證，我公司采用埋弧焊平焊與懸空焊焊接后，焊縫表面成型良好，表面光亮均勻，無表面氣孔、咬邊等缺陷，焊縫尺寸能滿足工藝、標(biāo)準(zhǔn)要求；RT射線檢測：焊縫潔凈，黑度均勻，縱縫一次合格率達(dá)99%，環(huán)縫一次合格率達(dá)到95%。不論是從外觀上還是內(nèi)在質(zhì)量上都比手工焊有很大提高。2、埋弧焊的原理埋弧焊時(shí)，連續(xù)送進(jìn)的焊絲在一層可熔化的顆粒狀焊劑覆蓋下引燃電弧。當(dāng)電弧熱使焊絲、母材和焊劑熔化以致部分蒸發(fā)后，在電弧區(qū)使由金屬和焊劑蒸氣構(gòu)成一個(gè)空腔，電弧就在這個(gè)空腔內(nèi)穩(wěn)定燃燒?？涨坏撞渴侨刍暮附z和母材形成的金屬熔池，頂部則是熔融焊劑形成的熔渣。電弧附近的熔池在電弧力的作用下處于高速紊流狀態(tài)，氣泡快速溢出熔池表面，熔池金屬受熔渣和焊劑蒸氣的保護(hù)不與空氣接觸。隨著電弧向前移動(dòng)，電弧力將液態(tài)金屬推向后方并逐漸冷卻凝固成焊縫，熔渣則凝固成渣殼覆蓋在焊縫表面。圖1 埋弧焊焊接示意圖3、埋弧焊的工藝特點(diǎn)傳統(tǒng)的手工焊焊縫外觀成型差，焊縫內(nèi)在質(zhì)量難以保證。埋弧焊是一種在焊劑層下進(jìn)行大功率焊接的電弧熔焊法。埋弧焊焊接電流大，電弧壓力大，電弧穿透能力強(qiáng)，最大熔深達(dá)14mm, 從而能排除未焊透和氣孔缺陷。采用埋弧焊后，焊縫表面成型良好，表面光亮均勻，無表面氣孔、咬邊等缺陷，焊縫尺寸能滿足工藝、標(biāo)準(zhǔn)要求；RT射線檢測：焊縫潔凈，黑度均勻，縱縫一次合格率達(dá)99%，環(huán)縫一次合格率達(dá)到95%。不論是從外觀上還是內(nèi)在質(zhì)量上都較手工焊有很大提高。埋弧焊無疑是一種優(yōu)質(zhì)、高效、勞動(dòng)條件好、焊后處理簡單的焊接方法，可節(jié)約施工成本和焊接人力資源，加快施工進(jìn)度。4、懸空埋弧焊工藝分析 懸空埋弧焊是一種不用任何襯托和輔助設(shè)備、裝置的埋弧焊工藝方法，埋弧焊焊接電流大，電弧壓力大，電弧穿透能力強(qiáng)，在無任何襯托和輔助裝置情況下，易造成焊穿或液態(tài)金屬流失。為防止焊穿，減小正面第一層焊接電流，會造成第一層厚度減??；在施焊背面第一層時(shí)，焊接電流受正面第一層厚度限制而無法增大，不能保證接頭熔透，出現(xiàn)連續(xù)性中心未焊透、大氣孔等缺陷。其次，為排除未焊透、氣孔等缺陷，須通過提高電弧穿透力來增加焊縫熔深，必須增大焊接電流，焊接電流增大時(shí)：一方面，若坡口較窄，限制了熔池?cái)U(kuò)展，熔池深度增加，電弧攪拌作用增強(qiáng)，熔渣卷入熔池不易上浮，同時(shí)，熔融金屬過熱，熔渣高溫時(shí)間長，金屬、渣界面處渣中陰離子長大，使熔渣質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)困難，粘度增大，進(jìn)一步阻礙了渣的浮出，渣與界面金屬緊密結(jié)合，造成脫渣困難和夾渣；另一方面，電弧攪拌作用增強(qiáng)，熔渣高溫存在時(shí)間長，強(qiáng)制冷卻成型作用弱化，焊縫表面成型粗糙；尤其環(huán)縫焊接時(shí)，熔池運(yùn)動(dòng)結(jié)晶，焊縫尺寸更難控制，造成成型不良；其三焊絲熔化量增大，造成余高過高；同時(shí)，焊接大線能量條件下，焊縫、熱影響區(qū)組織晶粒嚴(yán)重長大，使接頭性能，尤其是韌性受到顯著影響。如此，要改善懸空埋弧焊工藝應(yīng)注意以下幾方面問題：（1）降低每層熱輸入，保證接頭性能；（2）保證焊透，防止焊穿、氣孔、裂紋等缺陷產(chǎn)生；（3）改善表面成型，降低余高，提高焊縫表面質(zhì)量；（4）背面不清根，減少層間清渣、打磨量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少污染?？紤]采用大坡口小鈍邊雙面懸空埋弧焊工藝。5、埋弧焊的工藝參數(shù)埋弧自動(dòng)焊的工藝參數(shù)，主要是指焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、焊絲伸出長度等。這些參數(shù)影響著焊縫的形狀系數(shù)和熔合比，從而決定了焊縫的質(zhì)量。5.1、焊接電流一般焊接條件下，焊縫熔深與焊接電流成正比。隨著焊接電流的增加，熔深和焊縫余高都有顯著增加，而焊縫的寬度變化不大。同時(shí)，焊絲的熔化量也相應(yīng)增加，這就使焊縫的余高增加。隨著焊接電流的減小，熔深和余高都減小。 圖二 焊接電流對焊縫成形的影響5.2、電弧電壓電弧電壓的增加，焊接寬度明顯增加，而熔深和焊縫余高則有所下降。 圖三 焊接電壓對焊縫成形的影響電流過大，熔深(H)和余高(h)過大，焊縫形狀系數(shù)下降，易產(chǎn)生熱裂紋，焊接過程中甚至引起燒穿；電流過小，易產(chǎn)生未焊透夾渣等缺陷。電弧電壓過大，熔寬(B)顯著增大，但是熔深(H)和余高(h)會減小，由于電弧過長，電弧燃燒就不穩(wěn)定，易造成焊縫氣孔和咬邊缺陷，同時(shí)焊劑熔化量也增加，造成浪費(fèi)；電弧電壓過小，熔深(H)和余高(h)就加大，形狀系數(shù)下降。表1： 焊接電流與電弧電壓匹配情況【1】焊接電流/A600700700800850100010001200電弧電壓/V36383840404242445.3、焊接速度當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊接速度增加時(shí)，焊接熱輸入量相應(yīng)減小，從而使焊縫的熔深也減小。焊接速度過大，熔寬(B)顯著減小，會產(chǎn)生余高(h)小、咬邊、氣孔等缺陷；焊接速度過慢，熔池滿溢，會產(chǎn)生余高(h)過大、成形粗糙、未熔合、夾渣等缺陷。焊接速度較大時(shí)，熔深(H)隨焊接速度的增加而減??；而當(dāng)焊接速度較小時(shí)，隨著焊接速度的增加，熔深(H)反而增加。為保證焊接質(zhì)量必須保證一定的焊接熱輸入量，即為了提高生產(chǎn)率而提高焊接速度的同時(shí)，應(yīng)相應(yīng)提高焊接電流和電弧電壓。5.4、焊絲直徑和伸出長度當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊絲直徑增加時(shí)，弧柱直徑隨之增加，即電流密度減小，會造成焊縫寬度增加，熔深減小。反之，則熔深增加及焊縫寬度減小。當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊絲長度增加時(shí)，電阻也隨之增大，伸出部分焊絲所受到的預(yù)熱作用增加，焊絲熔化速度加快，結(jié)果使熔深變淺，焊縫余高增加，因此須控制焊絲伸出長度，不宜過長。埋弧自動(dòng)焊時(shí)，焊絲的伸出長度一般為3040mm。同時(shí)在焊接過程中還應(yīng)控制焊絲伸出長度的波動(dòng)范圍一般不超過10mm左右。表2： 焊絲直徑和焊接電流匹配【1】焊絲直徑/mm2345電流密度/(A/mm2)63125508540633550焊接電流/A20040035060050080070010006、埋弧焊在工程建設(shè)中的應(yīng)用埋弧焊是焊接生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的工藝方法之一。由于焊接熔深大，生產(chǎn)效率高、機(jī)械化程度高，因而特別適用于中厚板長焊縫的焊接。在造船、鍋爐與壓力容器、化工、橋梁、起重機(jī)械、工程機(jī)械、治金機(jī)械以及海洋結(jié)構(gòu)、核電設(shè)備等制造中都是主要的焊接生產(chǎn)手段。隨著焊接治金技術(shù)和焊接材料生產(chǎn)的發(fā)展，埋弧焊所能焊接的材料已從碳素結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展到低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼以及一些有色金屬材料，如鎳基合金、銅合金的焊接等。此外，埋弧焊用于抗磨損耐腐蝕材料的堆焊，也是十分理想的工藝方法。7、結(jié)束語我們采用了大口徑管道懸空埋弧焊焊接施工技術(shù)，使焊接工效有了明顯的提高。由于簡化了施工工序、提高生產(chǎn)效率，任務(wù)提前完成，保證了我公司的信譽(yù)。若與手工電弧焊相比，每延米節(jié)約單價(jià)1520，可降低綜