管道焊接工艺分析及其质量控制策略

管道焊接工艺分析及其质量控制策略

孙国松1吕波2

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浙江上匠园林建设有限公司浙江省311800

摘要：压力管道中的各个焊接节点和焊接环节是紧密联系的，焊接单位应做好对焊接员工、焊接材料、焊接机械设备、焊接工艺以及焊接环境的质量控制工作，保证焊接材料质量，规范焊工作业行为，严格控制焊接作业流程，加强焊接监管，只有这样，才能从整体上确保压力管道焊接质量。

关键词：压力管道;焊接;质量控制

1压力管道焊接质量影响因素

压力管道内部或外部承受一定的压力，因此其本身属于特种设备，通常输送介质性质不稳定，具有易燃易爆特性，甚至带有毒性。所以压力管道安装需要对安装质量进行严格的控制，焊接质量直接影响管道投入使用后的安全，所以必须做好焊接质量控制工作。但实际的施工作业中受到各方面因素的影响，往往会导致焊接质量不理想。焊接质量受到焊接人员技术水平的限制，焊接的好坏直接影响工艺管道安装的质量。在实际中部分施工单位为降低成本，有意无意忽视焊接合格率，使用一些专业素质不过关的焊接人员，给管道后期使用造成极大的安全隐患。

2压力管道焊接过程中的问题分析

在压力管道焊接过程中，经常会出现焊接缺陷，一般情况下，焊接缺陷包括内部缺陷和外部缺陷，从焊接缺陷的具体表现形式看，主要包括未焊透、焊接裂纹、夹渣、焊缝大小不达标、焊缝形状不满足要求等。下面针对几种常见的压力管道焊接问题进行分析

2.1夹渣

夹渣是比较常见的压力管道焊接问题，一般情况下，夹渣主要包括金属夹渣和非金属夹渣，夹渣的形状也多种多样，常见的几种形状包括斑点状、锁链状、条纹状。

2.2未熔合或未焊透

开展压力管道的焊接工作时，也容易出现未熔合和未焊透问题，这些问题会直接降低压力管道建设质量。施工作业者技术水平较低或施工不规范便容易出现未焊透问题。当管道焊接缝隙超出焊接标准或管道口形状不规则时便会导致焊接表面融合不完全。

2.3焊接气孔问题

气孔问题的产生原因是熔融金属的冷却速度较快，其中的气体还未逃出便被焊缝封在其中。与此同时，气孔的产生还与电弧不够长、焊接人员技术水平不过关及焊条干燥程度有关

2.4焊接裂缝问题

压力管道焊接中裂缝问题相对常见，高温焊接过程中，焊材与母材中的原子融合不充分，出现一定的破坏力，造成裂缝表面形成裂缝纹路，情况严重时就会在焊缝表面形成裂缝。

3压力管道焊接过程的预防措施

3.1工艺流程的规范

一般正确规范的工艺流程首先是进行作业准备的工作，其次是电弧焊接工作（仰焊、横焊、立焊、平焊），最后则是焊缝检查工作。

3.2施工准备

根据设计的要求选用电焊条，其不仅要型号合适，而且要有相关质量证明书。在进行施焊前对其进行烘焙，严禁选用那些质量存在问题的电焊条。同时，碱性焊条和酸性焊条严禁混杂使用。引弧板用于坡口连接的时候，应选用与焊件材质和型号相同的坡口和引弧板。另外需要准备一些主要的机具，包括石棉条、钢丝刷、焊条保温桶、焊条烘箱、小锤、面罩、焊钳、焊把线、电焊机（直流与交流）。

3.3作业条件

首先，一般是深入熟悉图纸，管理人员对焊接工艺充分进行技术交底；其次，在焊接之前，检查焊工资格证，确定其还在有效期限之内，并出具证实其能够承接焊接工作；再次，还要确认现场的供电是否满足焊接用电要求；最后，如果施焊环境温度处于零下状态，需根据工艺试验来确定预热和后热的温度。

3.4操作工艺

以钢结构电弧焊接为例

3.4.1平焊

（1）选择合格的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。（2）清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。（3）烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，放在焊条保温桶内，随用随取。（4）焊接电流：根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。（5）引弧：角焊缝起落弧点应在焊缝端部，宜大于10mm，不应随便打弧，打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开，使焊条与构件间保持2～4mm间隙产生电弧。对接焊缝及时接和角接组合焊缝，在焊缝两端设引弧板和引出板，必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区，中途接头则应在焊缝接头前方15～20mm处打火引弧，将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处，把熔池填满到要求的厚度后，方可向前施焊。（6）焊接速度：要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度均匀一致，从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离（2～3mm）为宜。（7）焊接电弧长度：根据焊条型号不同而确定，一般要求电弧长度稳定不变，酸性焊条一般为3～4mm，碱性焊条一般为2～3mm为宜（8）焊接角度：根据两焊件的厚度确定，焊接角度有两个方面，一是焊条与焊接前进方向的夹角为60～75°；二是焊条与焊接左右夹角有两种情况，当焊件厚度相等时，焊条与焊件夹角均为45°；当焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。（9）收弧：每条焊缝焊到末尾，应将弧坑填满后，往焊接方向相反的方向带弧，使弧坑甩在焊道里边，以防弧坑咬肉。焊接完毕，应采用气割切除弧板，并修磨平整，不许用锤击落。（10）清渣：整条焊缝焊完后清除熔渣，经焊工自检（包括外观及焊缝尺寸等）确无问题后，方可转移地点继续焊接。

3.4.2立焊

基本操作工艺过程与平焊相同，但应注意下述问题：（1）在相同条件下，焊接电源比平焊电流小10%～15%。（2）采用短弧焊接，弧长一般为2～3mm。（3）焊条角度根据焊件厚度确定。两焊件厚度相等，焊条与焊条左右方向夹角均为45°；两焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于较薄一侧的夹角。焊条应与垂直面形成60～80°角，使角弧略向上，吹向熔池中心。（4）收弧：当焊到末尾，采用排弧法将弧坑填满，把电弧移至熔池中央停弧。严禁使弧坑甩在一边。为了防止咬肉，应压低电弧变换焊条角度，使焊条与焊件垂直或由弧稍向下吹。

3.4.3横焊

基本与平焊相同，焊接电流比同条件平焊的电流小10%～15%，电弧长2～4mm。焊条的角度，横焊时焊条应向下倾斜，其角度为70～80°，防止铁水下坠。根据两焊件的厚度不同，可适当调整焊条角度，焊条与焊接前进方向为70～90°。

3.4.4仰焊

基本与立焊、横焊相同，其焊条与焊件的夹角和焊件厚度有关，焊条与焊接方向成70～80°角，宜用小电流、短弧焊接。

3.4.5冬期低温焊接

在环境温度低于0℃条件下进行电弧焊时，除遵守常温焊接的有关规定外，应调整焊接工艺参数，使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超过4级，应采取挡风措施；焊后未冷却的接头，应避免碰到冰雪。钢结构为防止焊接裂纹，应预热、预热以控制层间温度。当工作地点温度在0℃以下时，应进行工艺试验，以确定适当的预热，后热温度。

3.5成品保护

（1）焊后不准撞砸接头，不准往刚焊完的钢材上浇水。低温下应采取缓冷措施。（2）不准随意在焊缝外母材上引弧。（3）各种构件校正好之后方可施焊，并不得随意移动垫铁和卡具，以防造成构件尺寸偏差。隐蔽部位的焊缝必须办理完隐蔽验收手续后，方可进行下道隐蔽工序。（4）低温焊接不准立即清渣，应等焊缝降温后进行。

3.6质量问题解决措施

3.6.1尺寸超出允许偏差

对焊缝长度、宽度、厚度不足，中心线偏移，弯折等偏差，应严格控制焊接部位的相对位置尺寸，合格后方准焊接，焊接时精心操作。

3.6.2焊缝裂纹

为防止裂纹产生，应选择适合的焊接工艺参数和施焊程序，避免用大电流，不要突然熄火，焊缝接头应搭接10～15mm，焊接中不允许搬动、敲击焊件。

3.6.3表面气孔

焊条按规定的温度和时间进行烘焙，焊接区域必须清理干净，焊接过程中选择适当的焊接电流，降低焊接速度，使熔池中的气体完全逸出。

3.6.4焊缝夹渣

多层施焊应层层将焊渣清除干净，操作中应运条正确，弧长适当。注意熔渣的流动方向。

结束语

综上所述，良好的管道焊接质量，可以提高压力管道的寿命，并且提高压力管道使用的可靠性，因此，压力管道的焊接质量显得极为重要，以上所有环节都是环环相扣的，一个步骤出了问题，则不能达到最理想的效果。

参考文献

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