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20#钢管水平固定障碍氩弧焊单面焊双面成形焊接技术
作者：郭新照
来源：《海峡科技与产业》2017年第02期
摘 要：水平固定管氩弧焊是管类焊接操作中难度较大的一种，尤其是障碍氩弧焊单面焊双面成形，操作难度更大。本文详细描述了直径60mm、壁厚4mm、20#钢管水平固定障碍氩弧焊单面焊双面成形焊接操作技术，对管件的坡口角度、钝边修整、对口间隙、组装点固和支架固定要求进行了说明，对焊机和焊接材料的选用提出要求，把整个焊接过程分打底层焊、盖面层焊接时工艺参数的合理选择及各层的焊接技术技巧进行了详细的阐述。
关键词：钢管；水平固定；障碍；氩弧焊；单面焊双面成形；焊接技术
1 焊前准备
（1）工件：20#钢管，直径60mm，壁厚4mm，长100mm，30度V型坡口。
（2）钝边厚：1.2mm，对口两侧各20～30mm打磨出金属光泽。
（3）对口间隙：2～2.5mm。
（4）点固点：在12点位置正式焊10mm（同打底焊缝），（也可在6点位置正式焊5～10mm）。
（5）支架固定要保证工件与地面平行，高度合适，点固点放置在12点与1点间，与上下障碍管距离均匀。
2 打底层焊接
2.1 设备调节及参数
直流逆变式氩弧焊机ZX7-315或ZX7-400型；极性采用正接（地线接电源正极），使用无收弧程序；风冷焊枪，喷嘴使用5#；氩气纯度99.99%，流量8～10L/min；焊丝TG50，直径2.5mm；钨极直径2.4mm，两端磨削成尖状（一般磨削4～5mm长度）；焊接电流I=85A左右，起弧电流调至0，推力/衰减调至0。
2.2 打底焊操作要领 龙源期刊网
2.2.1 焊枪角度
按前后两半部分由下至上焊接，打底焊接钨极伸出长度可以随着焊接位置进行调整，在下部起焊处和上部收尾处钨极伸出长度可适当长些（因为此处有障碍管，对焊枪的位置受到限制），一般伸出8～10mm；焊枪与两侧工件垂直，钨极伸到起焊处5点钟位置的坡口间隙内，焊枪靠在下侧的障碍管壁上；焊丝前段弯成弧形，焊丝放在钨极前端的坡口根部，以便于送丝；戴好头盔焊帽引弧。
焊工操作技能评定
1.目的/Goal
通过技能评定，增强焊工的质量意识，激发焊工提高自身操作技能，改善产品焊缝质量，增强产品的市场竞争力。
2. 焊工考试评定
焊接考试合格与否由制造部进行根据试验结果和焊缝外观裁定。
3. 参加人员安排
一、车间所有焊接作业人员，根据岗位不同可以选择不同的考试评定项目。
二、只有在考试合格后，才能焊接相对应的项目。
4. 评定事项安排
一、根据生产与人员匹配情况，可以随时安排考试，考试完后，由焊接考试评定委员会评定，评定合格后，颁发焊工上岗证，即可从事焊接工作。
二、焊工上岗证，首次考试有效期为六个月，之后考试有效期为12个月。在上岗证到期前2个星期，上岗证持有者要向制造部申请复审，否则自上岗证过期之日起，不得从事焊接工作。
三、焊工岗位不得无证上岗，不得持过期证件上岗。
5. 考试项目Test item
一、焊接焊接方法为：氩弧焊，气保焊，手工焊，钎焊 (Type of the welding，Gas
tungsten arc welding (GTAW), Gas metal-arc welding(MIG),
二、考试材料，根据公司实际情况，氩弧焊管子对接使用304不锈钢材料，管板材料为管子材料为304，板材为20#钢，其他焊接项目均为20#，钎焊为紫铜与紫铜焊接，紫铜与不锈钢焊接，紫铜与黄铜焊接，紫铜与碳钢焊接，换热器小U弯焊接。(Type of material, according the status of our company, use the
stainless for the tube butt join, use the mild steel for the plate, the red copper,
stainless, steel for blazing)
三、焊接练习工艺与方法
a) 氩弧焊焊接操作方法参见《WI-13-？ 手工钨极氩弧焊作业指导书》
手工电弧焊的焊接技术使用不同的方法保护焊接熔池，防止和大气接触。热能也是由电弧提供。和MIG焊一样，电极为自耗电极。金属电极外由矿物质熔剂包覆，熔剂熔化时形成焊渣
手工电弧焊
盖住焊接熔池。此外，包覆的熔剂还释放出气体保护焊接熔池，而且，还含有合金元素用来补偿合金熔池的合金损失。在有些情况下，包覆的熔剂内含有所有合金元素，中部的焊条仅是碳钢。然而，在采用这些类型的焊条时，需要特别小心，因为所有飞溅都具有软钢性质，在使用过程中焊缝会锈蚀。
如果使用直流电弧，焊条连接到正极，但如果使用钛型焊条，也可以使用交流电弧。电压一般为20～30伏，电流取决于焊接材料的厚度、焊条规格、焊接结构，范围在 15～400安。
编辑本段
手工电弧焊基本知识
1888年，俄罗斯发明了手工电弧焊接技术，使用无药皮的裸露金属棒来产生保护气体。直到20世纪初，在瑞典发明卡尔伯格过程（Kjellberg process）和Quasi-arc方法传入英国后，药皮焊条才开始发展起来。值得注意的是，由于成本较高，刚开始人们不怎么使用药皮焊条。但是随着人们对好的焊缝质量需求的日益增长，手工电弧也开始使用药皮焊条。金属棒（焊条）和工件之间形成的电弧会熔化金属棒和工件的表面，形成焊接熔池。同时，金属棒上熔化的药皮会形成气体和熔渣，保护焊接熔池不受周围空气的影响。因为熔渣会冷却、凝固，所以一旦焊缝焊完（或在熔敷下个焊道前）就必须从焊道上清除熔渣。在焊钳更换新的焊条前，手工电弧焊过程只能完成短焊缝的焊接。焊缝熔深浅，熔敷质量取决于焊工的技能
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电弧焊的特点
手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，简称手弧焊。其特点：
1、设备简单。
2、操作灵活方便。
3、能进行全位置焊接适合焊接多种材料。 4、不足之处是生产效率低劳动强度大。
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什么叫电弧
在两电极间的气体介质中强烈而持久的放电现象称之为电弧，电弧放电时，一方面产生高温，同时产生强光，手弧焊就是利用电弧产生的高温熔化焊条和焊件，使两块分离的金属熔合在一起，从而获得牢固的接头。
碳钢和不锈钢管子焊接工艺规范
1 范围
本规范规定了CO2气体保护焊和钨极氩弧焊用于管子焊接的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本规范适用于管子与管子、管子与附件之间的对接和角接接头，焊接时，可采用药芯焊丝CO2气体保护焊，也可采用钨极氩弧焊。焊接位置为管子水平转动位置和管子水平固定位置。
2 规范性引用文件
《焊缝返修通用工艺》
3 焊接前准备
3.1 CO2半自动或自动焊焊丝选用，见表1。
表1 CO2半自动或自动焊焊丝选用
母材材质 焊丝牌号 ）mm规格（
碳钢管 YJ501 YJ502 1.2 φ
不锈钢管 304 ) 药芯308( 1.2 φ
316 ) 药芯316L(316、
316L )
药芯316L(
。2 3.2 钨极氩弧焊焊丝的选用，见表
表2 钨极氩弧焊焊丝的选用
母材材质 焊丝牌号 规格（mm）
碳钢管 TG50 φ1.6 φ2.4
不锈钢管 304 ER308（棒状）
316 ER316、ER316L（棒状）
316L （棒状）ER316L
3.3 保护气体
无论是药芯焊丝CO2气体保护焊所用的CO2，还是钨极氩弧焊所用的纯Ar气体，均应符合气体质量使用标准，其纯度达99.9 %。
3.4 焊接设备
使用的焊机应严格进行定期检测维修，确保良好的操作性能。
3.5 焊接坡口
3.5.1 壁厚t≤2mm时，管子对接拼缝均不开坡口焊接，见图1。
t图1
的管子对接拼缝，均应开坡口，见图2mm2。壁厚3.5.2 t＞60°t图2
焊前清洁3.6
3.6.1 焊工必须对焊缝坡口面和坡口两侧各宽20mm范围内（角接焊缝在焊接面两侧各宽20mm范围内）作清理，并去除油、锈等污物。
对于碳钢管的锈蚀，应用钢刷打磨除锈。不锈钢管应用丙酮进行清理。 3.6.2
