气体自保护药芯焊丝半自动焊
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二氧化碳气体保护焊作业指导书1,目的和范围本指导书规定了结构钢的二氧化碳气体保护半自动焊,混合气体保护半自动焊和药芯焊丝半自动电弧焊的工艺及操作应遵守的规则。
本指导书适用于一般机械及钢结构产品的二氧化碳气体保护半自动焊,混合气体保护半自动焊和药芯焊丝半自动电弧焊。
2,引用相关文件GB/3375-94焊接术语GB985-88气焊,手工电弧焊及气体保护焊,焊缝坡口的基本形式与尺寸。
WI0903-02钢结构手工电弧焊。
3,技术要求3.1焊工焊工须经二氧化碳气体保护焊理论学习和实践培训,经考核并取得相应的合格证书,方可从事有关焊接工作。
3.2焊接材料3.2.1焊丝3.2.1.1焊丝应符合《二氧化碳气体保护焊用钢焊丝》的规定,并有制造厂的质量证明书或合格证。
3.2.1.3应根据母材的化学成分和对焊接接头的机械性能的要求,合理选用焊丝。
3.2.1.3为提高熔敷速度,减少飞溅率,提高抗风能力;可选用药芯焊丝。
3.2.1.4常用焊丝牌号为H08MnSi,H08Mn2Si,H08Mn2SiA。
其中H08MnSi用于400MPa级结构钢件,H08Mn2Si及H08Mn2SiA用于500Mpa级结构件。
H08Mn2SiA含S,P量比H08Mn2Si控制严,可用于要求更高的构件。
常用焊丝的化学成份见表1,熔敷金属力学性能见表2。
表1表23.2.1.5常用焊丝直径规格有0.6,0.8,1.0,1.2,1.6mm等。
3.2.1.6焊丝按表面状态分为镀铜和未镀铜。
常用镀铜焊丝,代号为DT。
焊丝按交货状态分为捆(盘)状和缠轴,常用缠轴,代号为CZ。
3.2.1.7镀铜焊丝的最大含铜量不得超过0.5,焊丝表面应光洁无油污,无锈蚀以及无肉眼所能见到的镀层脱落。
3.2.1.8缠轴焊丝重量一般每轴为15~20kg。
3.2.1.9焊丝质量保证期,从出厂日标起,一般为半年。
3.2.1.10气保护药芯焊丝分类情况见表3,表4。
按保护气体分,二氧化碳保护和自保护。
Value Engineering0引言随着我国经济发展的需求和实现“2030碳达峰、2060碳中和”的宏伟目标,我国陆续建设了中俄东线、西气东输四线等天然气为代表的大口径长距离输送管道,同时给长距离输送管道建设公司提供了展示的舞台。
随着管道强度等级、管径、壁厚的提高,自动焊接的优势更加突出,更好地保证了焊接质量,提高了效率,缩短了工期,降低了施工成本。
本文就自动焊和半自动焊在工程实践的成本资料和石油建设安装工程预算定额进行论证,对两种焊接方式进行经济效益分析。
1全自动焊接和半自动焊接方法概述1.1CRC 全自动焊接系统CRC 管道全自动焊接技术是管道自动焊国际先进水平的代表,其以优质、高效、可靠的优点受到业界的广泛关注。
与其他焊接技术相比,CRC 管道全自动焊技术最大的特点在于生产效率高、焊接质量稳定、焊道成型好、劳动强度低。
CRC 管道全自动焊接系统包括内焊机(具有8把焊枪)、P260热焊系统和P600双焊枪焊接系统。
根焊采用CRC 内焊机,该内焊机的8把焊枪均匀安装在内对口器上,有4台Lincoln DC-400焊接电源供电,焊接时应进行一侧焊接(4把焊枪同时),然后再焊接另一侧,其焊接效率大约为手工电弧焊的15倍。
热焊采用P260热焊系统,配Lincoln DC-400焊接电源。
该系统操作简单,所有重要焊接参数的控制均由固定在小车上的控制箱完成(除电弧电压外)。
填充、盖面采用P600双焊枪焊接系统(焊接参数可编程),配备带有熔滴过渡控制单元的Fronius Transplis Synergic 3200Pipe 电源[1]。
CRC 管道全自动焊接工艺流程:施工准备→现场坡口加工(复合坡口)→管内清理→管口打磨→管口组对→管口预热→管段全自动焊接(根焊、热焊、填充、盖面)→焊口(焊缝)保温。
1.2半自动焊下向焊半自动下向焊是指焊接电弧电压和送丝速度由送丝机控制,焊接电流由焊机自动调节,焊接速度和焊丝伸出长度由焊工手动控制的一种半自动化的焊接方式。
油气长输管道近年来全球对石油天然气的需求大大的增加,在中国,西部的油气资源量非常丰富,而在东部则有很多的发展中的大城市,这些城市的发展离不开对能源的需求,但是由于东部能源的过度开采,已经渐渐不能满足城市的发展需要。
国家对这一现象做出了调控,在2000年2月国务院第一次会议批准启动“西气东输”工程,是拉开西部大开发序幕的标志性建设工程。
在油气的东输过程中,涉及到了很长的管线焊接工序,焊接工序是管线建设的重要环节,施工中管口焊接的时效性和安全可靠性均对在建管道的质量有着很大的影响。
一、油气长输管道的用途油、气长输线管是一种经济、安全、不间断和大规模的石油、天然气运输方式。
统称油气长输管线。
在油气的储运中,石油运输有公路运输和铁路运输,水运输和管道运输等四种。
水运是最经济的运输方式,但受地理条件限制,而公路运输亮小且造价昂贵,只能作为短途运输,的辅助手段;铁路运输成本高于管道运输,在管道未建成前,它往往是主要运输方式,运输量增大到一定程度,铁路运输不仅不经济,而且也将因运力有限成为不可能,输油管道的运输方向不受限制,与其他陆地运输方式相比,运输费用最低,所以成为主要的石油运输方式。
而且天然气密度小,体积大管道输送几乎成了唯一的方式。
从气田的井口开始,经矿场、集气、净化、长输线管,知道通过配气管网送到用户,形成一个统一的密闭输气系统,油气的储运管道输送方面除原油和天然气外,还有成品油管道和其他液体、气体的输送管道。
管道运输由于具有缓和交通、安全性好、降低噪音和空气污染,能耗低,不受天然气条件影响等优点,因而具有广阔的发展前景。
出输送液体和气体外、管道也以用于长距离输送一些固体物质,如水煤浆等。
美国《土木工程》杂志预计在21世纪,美国许多长途货运都会由管道承担。
二、油气长输线管的分类(1)按汽、油的生产、处理和使用环节,油气管道可分为:矿场集输管网,干线输油气管道,炼油厂和石化厂油气集输管网,各种运输纽、终点油库和配气站管道、,城市配气管网等。
浅谈长输管道RMD+FCAW焊接技术发表时间:2019-08-27T14:17:56.533Z 来源:《防护工程》2019年11期作者:邓瑞星[导读] RMD根焊+FCAW(自保护药芯焊丝)热焊、填充、盖面的全半自动焊接技术,在今后的高强钢管道现场焊接中将有广阔的推广、应用前景。
安阳鑫源安装有限公司摘要:本文根据现场焊接实践,阐述了RMD根焊和FCAW热焊、填充、盖面的焊接原理、焊接工艺、焊接常见缺陷及消缺措施、现场应用实例等。
通过对导电嘴及喷嘴的改进,方便了工艺操作,为实现良好的工艺特性打下了坚实的基础。
关键词:长输管道;RMD根焊;FCAW半自动焊;焊接技术1 焊接工艺原理及特点1.1 RMD气体保护半自动焊接技术RMD气体保护半自动焊接技术(保护气体为20%的CO2和80%的Ar混合气体,其中CO2的纯度超过99.5%,Ar的纯度超过99.96%),是GMAW(熔化极气体保护焊)的一种,是基于美国米勒公司的PipePro450RFC电源和相匹配送丝机的一种单面焊双面成型根焊方法,是由软件控制、对短路过渡作出精确控制的一种技术。
焊接过程中,RMD软件程序通过对焊丝短路过程的检测,调整、控制短路过程,形成适宜的电流波形,控制多余的电弧热量,提高电弧推力,在根部产生高质量的熔深,即在焊接的各个阶段均自动优化为最佳的电弧特性。
与其它根焊技术相比,RMD气体保护半自动焊具有以下优点:(1)对焊缝组对要求低,对错边和间隙不均不敏感,节省组对时间。
(2)飞溅小,根焊焊道较厚,有效避免热焊时的烧穿现象。
(3)管道根焊时,全位置焊接无需调整焊接规范(焊接电流、电压等)。
(4)焊接速度快。
(5)热影响区较小,降低焊接热输入5%-20%,焊接变形小。
(6)熔合性能好,焊缝成形好,能有效防止未融合现象。
1.2 FCAW(自保护药芯焊丝)半自动焊接技术FCAW半自动焊接是通过焊丝芯部药粉中的造渣剂、造气剂在电弧高温作用下产生气、渣对熔滴和熔池进行保护。
药芯焊丝的特点生产效率与手工焊条相比,由于药芯焊丝采用了连续焊接方式,因此生产效率高;与实心焊丝相比,由于药芯焊丝焊接飞溅少、焊缝成形好,所以减少了清除飞溅与修磨焊缝表面的时间。
对钢材的适应性与实心焊丝相比,由于药芯焊丝一般是通过药芯过渡合金元素,因此可以像手工焊条那样方便地从配方中调整合金成分,以适应被焊钢材的要求.而实芯焊丝每调整一次合金成分,就要重新冶炼,其工序多,难控制,因此难以满足用量少而品种多的要求。
而且有的合金钢实芯焊丝拉拔性能差,很难拉拔成所需的焊丝。
此时药芯焊丝更显其独特之优点。
工人操作要求药芯焊丝对工人的操作水平要求低:与手工焊条比,省去了向下运条的操作;与实芯焊丝比,其电流、电压适应范围宽。
使用成本与手工焊条及实芯焊丝相比,药芯焊丝本身的价格很高。
但对于大型企业来讲,使用药芯焊丝后,生产周期缩短且焊缝质量容易保证,所以带来的综合效益是很高的。
抗潮性普通的药芯捍丝由于其制造形式的约束,在其钢皮的侧边有一条连续的缝隙。
所以药芯焊丝在打开包装之后的搁置时间不能太长,以防吸潮过多而影响焊接质量。
1.焊丝选用的要点焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部件的质量要求、焊接施工条件(板厚、坡口形状、焊接位置、焊接条件、焊后热处理及焊接操作等)、成本等综合考虑。
焊丝选用要考虑的顺序如下.①根据被焊结构的钢种选择焊丝对于碳钢及低合金金高强钢,主要是按“等强匹配”的原则,选择满足力学性能要求的焊丝。
对于耐热钢和耐候钢,主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致或相似,以满足对耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。
②根据被焊部件的质量要求(特别是冲击韧性)选择焊丝与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关,要在确保焊接接头性能的前提下,选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
③根据现场焊接位置对应于被焊工件的板厚选择所使用的焊丝直径,确定所使用的电流值,参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验,选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。
气体自保护药芯焊丝半自动焊
摘要:介绍了STT 气保护半自动根焊,自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点及其焊接工艺。
此工艺具有焊接速度快、质量好、易于操作等优点,在长输管道工程中具有良好的应用前景。
关键词: STT ;药芯焊丝;半自动焊接;长输管道
随着石油工业的不断发展, 管道输送油气以其安全、经济、高效、环保而得到了迅猛的发展。
长距离、大管径、高压力正成为陆上油气输送管线的发展方向。
目前, 我国的长输管道建设也正处于发展的高峰期。
迄今为止, 我国已建成各类长输管道两万多km , 承担着全国90 %以上的油气运输任务。
特别是近年来, 随着“西气东输工程”、“涩宁兰管道工程”、“兰成渝管道工程”等几项国家重点工程的上马, 在很大程度上促进了管道施工技术的发展与进步。
我国长输管道现场焊接所采用的焊接工艺方法已由传统的手工向下焊工艺, 逐步向半自动化、全自动化迈进。
但由于诸多因素的限制, 全自动焊在我国的发展比较缓慢,只是在“西气东输”等工程中进行了部分试用, 目前半自动焊正以其独特的优势在大口径长输管道建设中得到广泛应用。
本文主要介绍了STT 气保护半自动根焊, 自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点及其焊接工艺。
1 工艺特点简介
1. 1 STT 气保护半自动焊
STT 气保护半自动焊是一种以表面张力为主要熔滴过渡力的熔化极气体保护焊, 它采用独特的波形控制技术,可以根据熔滴的不同过渡过程, 自动调节焊接电流和电弧电压波形,在整个焊接周期里精确控制流过焊丝的电流,从而达到电弧所需的瞬时热量, 同时解决了CO2 气体保护焊短路过渡飞溅大的技术难题, 确保焊接电弧的稳定燃烧和有效控制焊缝成形。
与纤维素焊条下向焊相比, STT 气保护半自动焊具有以下优点: ①引弧容易, 电弧燃烧稳定; ②飞溅极小, 焊接烟尘少, 噪声小; ③焊缝成形美观, 焊接质量好, 可有效地减少管道打底焊道的未熔合缺陷; ④精确的热输入控制可以减少焊接变形和烧穿; ⑤焊接成本较低, 在焊接碳钢和低合金钢时可采用100 % CO2 气体保护; ⑥焊接速度快, 焊接效率高; ⑦焊后不需清渣, 节省了层间清理时间;⑧操作容易, 焊工不需要经过太长时间的培训。
1. 2 自保护药芯焊丝半自动焊
自保护药芯焊丝半自动焊是近年来应用最广的一种长输管道焊接工艺, 与手工电弧焊相比, 自保护药芯焊丝半自动焊具有以下优点: ①抗风能力强, 保护效果好, 只要风速不超过11m/ s , 均不需采取任何防护措施, 特别适用于野外施工作业; ②焊丝为连续送进, 焊缝接头少, 可以大大减小焊接缺陷产生的倾向; ③焊丝熔化速度快, 熔敷效率高, 节约电能, 其耗电量仅为手工电弧焊的1/ 6 左右;④焊层较薄, 脱渣性好, 可以大大减少清渣时间, 有利于施工效率的提高; ⑤焊缝外观成形和内部质量好, 抗气孔能力强, 裂纹倾向小。
2 焊接工艺试验
2. 1 焊前准备
2. 1. 1 管材
采用根据API Spec 5L 标准生产的X60 螺旋埋弧焊钢管, 规格为<630mm ×10mm。
其化学成分、机械性能见表1 。
2. 1. 2 焊材
根焊采用国产锦泰公司生产的JM - 56 实芯焊丝, 相当于AWS A5. 18 ER70S - 6 , 直径为<1. 2 。
热焊、填充焊及盖面焊均采用美国林肯公司生产的药芯焊丝, 其牌号为NR207 ,
直径为<2. 0 。
其化学成分、机械性能见表2 。
2. 1. 3 焊接电源
根焊采用美国Lincoln 公司生产的Inverter STT Ⅱ型焊号接电源, 配LN - 742 四轮驱动送丝机。
填充及盖面层采用美国ITW集团公司生产的Miller BigBlue 502D 柴油驱动多功能半自动焊机, 配S - 32P 便携式电压感应送丝机。
2. 1. 4 坡口形式
试件采用带钝边V 型坡口。
坡口采用机械加工制成,坡口角度α= 60°±5°, 钝边为0. 5~1. 5mm。
2. 1. 5 试件清理
试件组对前应用机械方法将坡口表面及坡口两侧20mm范围内的内外壁上的铁锈、油污、水及氧化皮清除干净, 直至裸露出金属光泽, 以减小焊接过程中气孔产生的倾向。
2. 1. 6 装配组对
焊口的装配组对质量是影响焊缝内部质量和外观成形的主要因素之一, 因此应严格按照焊接工艺要求进行组对。
试件的组对可以采用U 形卡进行, 施工时采用内对口器组对。
组对前应将管端10mm 范围内的螺旋焊缝余高打磨掉, 呈平缓过渡。
组对时两管口螺旋焊缝错开间距应在100mm 以上, 错边量应不大于1. 6mm , 并沿周长均匀分布。
对口间隙为2~3mm , 无垫板, 如图1 所示。
2. 2 焊接工艺参数
焊接层次共分五层。
根焊层采用STT 气保护半自动焊, 热焊、填充、盖面层均采用自保护药芯焊丝半自动焊。
各层的焊接工艺参数分别见表3 和表4 。
2. 3 试验结果
试件按JB4730 - 94 标准进行X 射线探伤, 按GB228 -87 、GB232 - 88 规定进行力学性能试验, 各项指标全部达到要求, 接头性能良好。
2. 4 操作要点
1) 由于管径较大, 为减小受热不均引起的热收缩, 采取每层焊道两名焊工同时施焊, 施焊顺序如图2 所示。
2) 根焊道厚度保持在4mm 左右, 可减少自保护药芯焊丝半自动热焊时烧穿产生的可能性。
3) 根焊运条方式可采用轻微的月牙形摆动, 保证坡口两侧熔合良好。
12 点至 2 点钟位置焊枪倾角保持在20~25°, 2 点至4 点钟位置焊枪倾角保持在10~15°为宜, 4 点至6 点钟位置焊枪基本与管壁垂直, 焊枪倾角约为0~5°。
4) 根焊层结束后无需打磨, 即可进行热焊层的焊接。
热焊主要是为了加固根部焊道, 同时继续补充足够的热量以使焊缝保持较高的温度, 来防止裂纹等缺陷的产生。
热焊时一般不摆动, 只要保证坡口两侧熔合良好即可。
根焊与热焊的时间间隔不要太长, 不应小于5min , 层间温度以不低于100 ℃为宜。
5) 填充焊时不能过高, 以填充厚度低于母材表面0. 5mm为宜, 可根据坡口情况适当摆动, 保证坡口两侧熔合良好, 但不能破坏坡口边缘, 以保证盖面焊缝成形美观。
6) 盖面焊时焊丝的摆动以满足焊缝外观成形为目的,适当摆动电弧, 以使坡口两侧母材充分熔化, 减少焊缝表面缺陷, 保证焊缝顺直。
但摆动幅度不能过大, 以免焊缝中心产生
凹
陷。
7) 自保护药芯焊丝半自动焊时, 每层施焊后必须用角向磨光机和电动钢丝刷将焊缝表面的熔渣、飞溅及表面缺陷清理干净, 将焊道打磨成两边稍高, 中心略低的“U”形, 可有效防止夹渣等缺陷的产生。
8) 考虑到焊缝两侧立焊位置熔敷金属因重力作用下流造成两侧焊缝焊层较薄, 因此在进行盖面层的焊接前, 可在两侧3 点和9 点立焊位置各补焊50~70mm , 以使盖面焊缝成形饱满。
9) 焊缝外观成形要求: 焊缝余高0~1. 6mm , 仰焊位置个别部位不得超过3mm , 且长度不大于50mm , 焊缝宽度以坡口每边熔化1. 5~2mm 为宜。
10) 施焊环境要求: 环境温度不低于% - 5 ℃, 大气相对湿度不超过90 %。
STT 气保护半自动根焊时必须采取防风措施。
当不具备上述施焊条件时, 如未采取有效防护措施应停止焊接作业。
3 结语
STT 气保护半自动根焊, 自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺可以在最大程度上发挥上述两种焊接方法的优点, 不仅可以保证打底焊道的焊接质量, 避免根焊清渣,又能发挥自保护药芯焊丝半自动焊焊接速度快、质量好的优点, 在焊接操作、焊接质量、焊接速度等方面都具有其无可比拟的优越性, 因此在以后的长输管道现场组焊施工中必将得到越来越广泛的应用。
(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。