江汉石油管理局油田建设工程公司 胡承忠
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摘要：大口径长输管道敷设，山区地段的焊接施工是一个难点，焊口带有一定的斜度，不仅焊缝内部容易出现气孔、夹渣、未熔合等缺陷，焊缝成型也难于控制。只要采用适当的焊接工艺方法，这些难点是完全可以化解的。本文以川气东送管道工程较有代表性的φ1016×21mm X70钢管斜45°焊口为例，从根焊、填充焊、盖面焊等各环节，谈谈斜位置焊缝的焊接技巧。
主题词：长输管道 斜位置焊缝 焊接技巧
中石化现已投产运营的川气东送管道工程，是继西气东输工程之后又一条贯穿我国东西部地区的能源大动脉。管线西起普光首站，东至上海东站，途经山区、丘陵、平原和水网等地带，其中江汉石油管理局油田建设工程公司所承建的15标、13标段地处湖北恩施土家族自治州境内，山势起伏大，跨度长，属于典型的山区地段，焊口带有较大斜度，与平原地段的水平固定焊接比较，焊接难度增加。为了克服山区管道敷设带来的技术困难，提高现场焊接质量，开工前期我们组织参建焊工进行了针对性的训练，对技术难点进行攻关，取得了满意的效果，为后期的现场施工焊口质量奠定了很好的基础，受到了业主的高度评价。现以较为典型的φ1016×21mm X70钢管斜45°为例，谈谈斜焊缝的焊接技巧。
一、 焊前准备
焊接设备：根焊使用川焊ZX7-400-3焊机；填充、盖面使用熊谷ZD-500多功能半自动焊机。
焊接材料：根焊采用伯乐φ3.2 E6010纤维素焊条；填充、盖面采用林肯E81T8-G φ2.0药芯自保护焊丝。
坡口清理：组对前，首先进行坡口清理。用角向磨光机或电动钢丝刷清除坡口及正反面边缘25mm范围内的油、锈、水及其它污物，直至全部露出金属光泽。
管口组对：管口组对直接影响根焊质量，必须严格按焊接工艺参数进行，控制坡口钝边控制在0.5～2.0mm范围内；坡口间隙严格控制在2.5～3.5mm，管口顶部为2.5mm，管口底部为3.5mm。如图1所示。
管口定位焊：管口定位使用内卡点固，可用8～10个U型卡，均匀对称分布于管口内，牢固焊接。然后将焊件以斜45°位置固定在焊架上。 图1 管口组对有关参数 图2 焊丝倾角示意图
二、施焊
1、选择焊接工艺参数
焊接工艺参数是指导焊接操作的重要依据，从根焊打底，到填充、盖面焊，都必须守焊接工艺规程，严格控制焊接工艺参数。
φ1016×21mm X70钢管斜45°焊接工艺参数（表1）
2、根焊
焊前预热：X70钢级较高，有较强的裂纹倾向，根焊前必须进行预热，将坡口及周围加热到80～120℃，方可进行根焊。
根焊：采用E6010纤维素下向焊，双人组合从管顶起焊。起焊点从顶点超过中心线5mm～8mm处起焊，从坡口表面上引弧，然后将电弧引至坡口根部，待钝边熔透后沿焊缝直拖向下。采用短弧操作，防止产生气孔，利于坡口根部熔透，防止产生未焊透和未熔合，同时要防止产生内凹和塌陷，并做到更换焊条时接头处饱满。
根焊焊完后，应彻底清除表面熔渣和飞溅，尤其是焊缝与坡口表面交界处应清理干净，避免在下层焊道焊接时产生夹渣。
3、填充焊：
填充层选用林肯E81T8-G φ2.0药芯自保护焊丝，采用手工半自动焊。X70级钢材有一定的裂纹倾向，为防止产生裂纹，必须保证层间温度达到80℃以上，冬季焊接施工必须采取适当的加热措施。根焊完成后，应立即进行焊层清理，紧接着进行热焊层及填充层的焊接；填充层的焊接缺陷主要为气孔、夹渣和未熔合。填充焊时保持短弧焊接；采用直线运条或稍作摆动；自上而下不断调整焊枪倾角，使焊丝保持如图2所示角度；每层焊接完毕，必须先用磨光机或电动钢丝刷将熔渣清理干净，再焊下一层；填充层较宽时，可用排焊，要先排下道再排上道，依次往上，如图3所示，焊道要求均匀、饱满，两侧熔合良好。特别应该注意，填充焊最后一层时，不能破坏坡口边缘，保证盖面层坡口轮廓分明（如图3所示），为盖面焊控制熔宽提供参照。
 图3 填充层焊道顺序 图4 盖面层焊道示意图 4、 盖面 盖面焊应该做到焊缝外观尺寸合格，无焊接缺陷，成型美观，是焊口的最后一道工序，也是关键工序。斜45℃管口盖面焊，有突出的难点，外观容易出现咬边和焊缝超高的缺陷，焊道之间容易出现沟槽，必须采用适当的工艺方法：严格按工艺参数要求，采用直线稍加摆动运条，摆动幅度要适当，熔化两侧坡口边缘1.5mm～2mm为宜，采用摆动运条，有利于气体析出和熔渣上浮，可防止气孔和夹渣产生；施焊时宜要先排上道，再排下道，如图4所示，这样不仅可适当减少排焊道数，且易于控制焊缝咬边、焊道超高及焊道之间出现沟槽等现象，焊道之间过渡平缓，成型美观，利于提高焊缝质量和效率。 结论：山区管道焊接施工以斜口固定焊接为主，较平原地段的水平固定焊接难度增加，易产生焊缝内部缺陷，且焊缝成型差，但只要采用正确的工艺措施，同样可以获得内部纯净、外型美观的优质焊缝。本文所述工艺措施在川气东送工程山区段焊接施工中得到广泛使用，焊接一次合格率达到98%以上，取得了满意的效果，得到建设方代表和其它单位的一致好评。 作者简介：胡承忠现为江汉石油管理局焊接技术培训中心主任，江汉石油管理局油田建设工程公司职工学校校长，湖北省职工焊接协会理事。多年从事焊接技术培训工作，有较丰富的焊接技术培训经验，以锅炉压力容器和压力管道焊接技术培训见长。所在学校曾独立完成中石化川气东送管道工程主线路/支线路焊接工艺评定工作、主线路焊口机械性能试验、全线焊工上岗资格考试工作，获得建设方和各施工单位的好评。 单位地址：湖北省潜江市向阳村。邮编：433123。电话：15826923450。 邮箱：hcz392@126.com。 |
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