摘要：介紹了自保護藥芯焊絲半自動焊與焊條電弧焊聯用的焊接工藝，由于此項焊接技術具有生產成本低，生產效率和一次焊接合格率較高的特點，因此在大、中型直徑管道施工中具有較好的推廣價值。
關鍵詞：管道；藥芯焊絲；自動焊；應用
隨著西氣東輸等大型管道工程的建設，傳統的焊接工藝已不能適應長距離輸運管道施工的需要，我國長距離輸運管道施工采用的傳統焊接工藝，已逐步被半、全自動焊焊接工藝所代替。20世紀90年代初，我國從美國引進了藥芯焊絲半自動焊接設備和工藝。目前藥芯焊絲半自動焊以焊接合格率和生產效率高等優勢，在我國大、中型直徑長距離輸運管道建設中得到廣泛應用。我公司經反復試驗和實踐，在許多大型長距離輸運管道工程建設中成功地采用焊條電弧焊與自保護藥芯焊絲半自動焊聯用的焊接工藝，提高了焊接質量和生產效率，降低了生產成本，現介紹如下。
1 焊條電弧焊與藥芯焊絲半自動焊聯用焊接工藝的特點
①焊縫成型美觀，焊接合格率高。②抗風能力強，風速小于12m/s時不需要采取任何防護措施，特別適用于野外作業。③可連續送絲，焊接過程中起弧和收弧接頭減少，降低了焊接缺陷產生的可能性。④焊絲熔敷率高，藥皮脫渣性好，焊熱輸入高，可降低焊縫冷卻速度，有助于氫的逸出并減少和防止出現裂紋，生產效率約為焊條電弧焊的3-5倍。⑤生產成本低，有資料表明，藥芯焊絲半自動焊的綜合生產成本只有焊條電弧焊的2/3。⑥焊接接頭力學性能好。半自動焊焊層薄層數多，前一層起預熱作用，后一層可延緩前一層的冷卻速度，對減少焊接缺陷有利，可提高焊接接頭力學性能。⑦互補性好。根焊采用纖維素焊條打底，可減少燒穿的可能性，根焊成型好，能提高根焊合格率和生產率，彌補了半自動焊不能進行根焊的缺點。
2 應 用
以湖北孝感五市(縣)天然氣工程為例，介紹焊條電弧焊與藥焊絲半自動焊聯用焊接工藝的應用。焊接設備采用美國
ITW集團公司生產的Miller BigBlue多功能半自動焊機，配S-32P便攜式電壓感送絲機。
(1)管材化學成分和力學性能管材材質為X60，按照API Spee 5L標準，管材規格為φ600mmX10.3mm，其Rm=525 MPa，ReL=465MPa，A=41%。X60管材的主要化學成分見表1。
(2)焊材根焊采用奧地利BOHLER公司生產的FOX CEL E6010纖維素焊條，直徑為φ4.0mm。填充焊及面層焊接均采用美國林肯公司生產的低氫型藥芯焊絲，牌號NR207，焊絲直徑為φ2.0mm，其Rm=532 MPa，eL=420MPa，A=20%。E6010焊條和NR207焊絲適用于API 5L X42~X70級管材的焊接，其化學成分見表2。
(3)焊接接頭設計按照API 1104標準要求，對φ406.4mm以上的鋼管，其直徑偏差的下限為0，上限為1.3mm。現場布管時，應先按直徑偏差進行級配后布管，以減少相鄰鋼管組對時的錯邊量，提高組對速度和組對質量。相鄰鋼管組焊的焊接接頭V型坡口結構及參數見圖1。
(4)焊接準備①環焊縫對接采用內對口器，清除坡口及坡口兩邊20-30mm內內、外壁上的雜物及氧化皮，將原螺紋管管端10mm范圍內的螺紋余高磨掉，使其呈30°仰角平緩過渡。②采用火焰
加熱器預熱，保證管口加熱均勻，焊前用鋼絲刷清除加熱產生的氧化皮及煙塵，預熱溫度為100-200℃。冬季實際操作時應高于該溫度20-30℃，以保證施焊時所需溫度，預熱范圍為坡口兩側各大于50mm。③準備環焊縫對接用內對口器。
(5)焊接參數焊接層數為4層(圖1)，根焊采用焊條電弧焊，填充焊和面層焊接均采用自保護藥芯半自動下向焊接，焊接參數見表3。可以根據實際情況在表3的參數范圍內調整。
(6)焊接工藝評定按SY/T4103-1995的規定進行焊接工藝評定試驗。評定試板經無損檢測合格后，再進行拉伸、彎曲及缺口試驗。焊接工藝評定試驗表明，焊接接頭的各項指標均符合要求。
3 焊接過程中應注意的事項
①由于管徑大，為保證焊接受熱均勻，避免因受熱不均勻造成的錯變量加大，施焊時每層由2名焊工同時在甲、乙位置對稱施焊，焊接順序見圖2。②起弧時焊絲應伸出導電嘴約10mm，重新起弧時應把伸出的焊絲剪掉，這樣更容易起弧。焊接過程中應當保持焊絲的伸出長度，仰焊時可將焊絲伸出長度適當加長至15-20mm，但不宜太長，以避免因焊絲伸出太長造成過熱發紅，降低焊縫力學性能。根焊與第% 層填充焊之間的時間間隔不宜超過5 min，層間溫度不小于100℃。③填充焊以低于母材表面0.5mm為宜，應根據坡口適當擺動，使坡口兩側融合良好，但不能破壞坡口。④ 每層焊接結束后，用砂輪機及鋼絲刷將焊縫表面的焊渣及表面缺陷清除干凈。⑤焊接初學者不宜采用熱接法，尤其是根焊時應防止接頭處造成夾渣及未焊透等缺陷，焊絲接頭處用砂輪機磨削后再進行下一層焊接。⑥面層焊接時適當擺動電弧，使坡口兩側母材充分熔化，以減少焊接缺陷，保證焊縫順直。但不能擺動過大，避免造成焊縫中心內部凹陷，收弧時應適當停留并拉長焊絲長度，可以縮小弧坑及收弧造成的缺陷。⑦藥芯焊絲對焊接參數要求高，尤其是對電壓的精確度要求極為嚴格，誤差在0.5V以內。焊工操作不當以及焊接參數選配不當都容易產生氣孔，尤其在面層焊接時更易發生。焊工要掌握正確的焊接操作方法，逐步掌握各種工藝參數，不斷總結操作經驗，以有效防止焊接缺陷的產生。
4 結 語
藥芯焊絲半自動焊與焊條電弧焊聯用，互相彌補了缺點，提高了焊接速度和焊接質量，降低了生產成本。根焊采用纖維素焊條電弧焊，填充焊、層面焊接采用藥芯焊絲半自動焊的焊接工藝，在長-呼線、涌-滬-寧管線應用的焊接合格率超過98%，焊接施工周期縮短30%。這種高效的焊接工藝必將在大直徑長輸管道中得到廣泛的應用。
