焊接钢管十篇

焊接钢管篇1

关键词:X70管线钢;自动焊;焊接工艺

中图分类号:TG113文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)09-0159-02

X70是国外20世纪70年代初发展起来的一种微合金高强度管线钢,采用控轧控冷工艺,得到以针状铁素体为主的组织,强度、韧性和焊接性等性能非常好,已在工程中大量使用,技术已很成熟。早期的管线钢一直采用C、Mn、Si型的普通碳素钢,在冶金上侧重于性能,对化学成分没有严格的规定。自60年代开始,随着输油、气管道输送压力和管径的增大,开始采用低合金高强钢 (HSLA),主要以热轧及正火状态供货。这类钢的化学成分:C≤0.2%,合金元素≤3%～5%;20世纪60年代末70年代初,美国石油组织在API 5LX和API 5LS标准中提出了微合金控轧钢X56、X60、X65三种钢。这种钢突破了传统钢的观念,碳含量为0.1%-0.14%,在钢中加入≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素,并通过控轧工艺使钢的力学性能得到显著改善。到1973年和1985年,API标准又相继增加了X70和X80钢,而后又开发了X100管线钢,碳含量降到0.01%-0.04%,碳当量相应地降到0.35以下,真正出现了现代意义上的多元微合金化控轧控冷钢。

我国管线钢的应用研究起步较晚,20世纪80年代之前一直是采用A3F、16Mn这一类的钢材,直至80年代中后期才开始少量采用X60钢管,且多为进口钢材。80年代初开始,国内钢铁企业、制管厂和科研单位经过多年的努力,研制出X60、X65管线钢。2001年,为了国家西气东输工程建设的需要,又研制出了X70高强度管线钢。

一、我国管线建设的焊接工艺

70年代初,开始建设大口径长输管道,著名的“八三”管道会战建设了大庆油田至铁岭、由铁岭至大连、由铁岭至秦皇岛的输油管道,解决了困扰大庆原油外输问题。该管道设计管径φ720mm,钢材选用16MnR,埋弧螺旋焊管,壁厚6～11mm。焊接工艺方案为:手工电弧焊方法,向上焊操作工艺;焊材选用J506、J507焊条,焊前烘烤400℃、1小时,φ3.2打底、φ4填充、盖面;焊接电源采用旋转直流弧焊机;坡口为60°V型,根部单面焊双面成型。

80年代初,开始推广手工向下焊工艺,同时研制开发了纤维素型和低氢型向下焊条。与传统的向上焊工艺比较,向下焊具有速度快、质量好,节省焊材等突出优点,因此在管道环缝焊接中得到了广泛的应用。

90年代初开始推广自保护药芯焊丝半自动手工焊,有效地克服了其他焊接工艺方法野外作业抗风能力差的缺点,同时也具有焊接效率高、质量好且稳定的特点,现成为管道环缝焊接的主要方式。

之后的西气东输管线工程中又还进行了半自动焊打底 (STT)和自动焊 (GMAW)相结合的焊接工艺的应用研究。少数建设单位也对内焊机自动焊打底+自动外焊机填充、盖面的焊接工艺进行了应用研究。

但在随后的工程中,这些自动焊工艺的应用都存在着生产效率和质量不尽如人意的问题,致使这种先进的焊接工艺在我国管线建设中推广进度缓慢。因此,文章在借鉴国外自动焊成功经验的基础上,主要探讨了巴西管线建设中X70钢的自动焊焊接工艺,以改进我国的管线自动焊焊接施工工艺,促进我国管线建设的发展。

二、国外自动焊工艺

(一)焊前准备

1.焊接材料的选择及设备。管材为φ660mmX70钢管,焊丝为伯乐公司生产的ER70s-G焊丝。设备:美国CRC-EVANS公司提供的管线自动焊作业机组配备了2台液压坡口机,1套内焊机 (型号IWM)和4套外焊机 (型号P-260),RTD无损检测公司提供的自动超声波检测机组 (PIPE-SCAN)。

2.焊接温度控制。环境温度>0℃,焊前不需预热,空气相对湿度

3.坡口形式。采取现场加工坡口,对口不留间隙 ,坡口加工尺寸偏差为±0.381mm和±1.5° (坡口加工尺寸如图 1所示)。

(二)焊接工艺参数

采用全自动气体保护焊焊接,保护气体为根焊时φ(Ar)75%+φ(CO2)25%,热焊和填充焊时φ(CO2)100%,盖面焊时φ(Ar)75%+φ(CO2)25%。焊丝均为ER70S-G,焊丝直径1.0mm,电源极性均为DCEN,焊道数均为1 道。根焊完成后不使用砂轮机打磨,与道间一样使用钢丝轮清理氧化皮及浮渣即可。具体焊接工艺参数见表l:

(三)工艺特点

1.为了保证随后的外部自动焊中的坡口形状,简化自动焊接过程中的自动焊机操作的调整工作,内部根焊完成后不需进行清根处理,以减少因坡口形状不规则而造成的各种缺陷。

2.X70管线钢焊接对冲击韧性有着较高的要求,为了达到冲击韧性的要求,目前国内使用的各种焊接工艺,都需要采取预热和道间控制最低温度的方式进行施工。而 CRC-EVANS公司提供的管线自动焊工艺开始焊接前不需要进行预热,而且道间温度最高不超过90℃,省去了焊口预热的工序,大大提高了X 70管线的焊接施工工效,同时降低了施工成本。所以说,该工程选用的焊接工艺不需要预热就可获得具有优良力学性能的焊接接头。

(四)焊接工艺评定

NEDL公司在CRC-EVANS公司休斯顿焊接实验室提供的管道自动焊焊接工艺的基础上,CRC-EVANS公司派驻现场技术人员的指导下,为了保证工程焊接施工质量,按照API1104的要求,在施工现场营地使用业主提供的管材进行了焊接工艺评定。

按照相关标准检验焊接接头的力学性能,工艺评定的各项指标符合API1104-1999长输管线焊接标准的要求。试件的力学性能试验结果见表2:

(五)X70管线钢全位置自动焊焊接施工

该工程在 Catu -Pilar管线项目中使用自动焊工艺完成40k/m的焊接作业,一个焊接机组每天正常工作时间内完成50～98道焊口,自动超声波检测合格率达到98%以上。

1.焊接施工保证措施。CRC- EVANS公司不再以单纯出售设备为主,而是总结以往使用该公司的管线自动焊设备的经验和教训,选择提供成套焊接服务,即CRC- EVANS公司提供自动根焊和自动外焊机组,同时派2名技术人员进行现场技术指导。为了能使焊接机组的操作人员不需要具备计算机程序输入和焊接工艺参数调节方面的知识和技能就能操作,节约人力,焊接工艺由该公司的技术人员制定和输入,其现场焊接工艺参数的调整也由他们完成。紧跟机组后面的是一套自动超声波无损检测设备,可以即时检验焊口的焊接质量,一旦发现问题,CRC- EVANS公司技术人员将对造成缺陷的原因进行分析,并制定措施消除产生缺陷的因素。

2.焊接施工效率。通常情况下,φ660mm×10.3mm 的钢管采用焊条电弧焊施工时,每道焊口的电弧燃烧时间一般在60min以上 ,采用STT + 全自动焊接工艺,每道焊口的电弧燃烧时间为35min左右。在该项目中采用的φ660mm×10.3mmm 的钢管,每道焊口电弧燃烧时间仅为20min 。再考虑到减少预热和道间保温工序,以及清根打磨。综合比较后可知 ,采用管线全位置自动焊比采用焊条电弧焊提高效率至少 60%以上,比采用STT+自动焊工艺提高效率40%以上。

(六)国外管线自动焊的优势

与国内管线自动焊工艺相比,可以发现两者之间的区别在于根焊的焊接方法不同,国内采用S TT半自动焊或焊条电弧焊打底完成后一般需要清根处理,以致破坏了机械加工坡口的形状,给自动焊带来困难。而国外管线自动焊采用内部根焊自动焊,无对口间隙,根焊完成后不打磨,不破坏机械加工坡口。另外,两者之间在技术保障措施方面也有不同点,巴西使用的自动焊工艺不需要施工单位技术人员和焊工对自动焊设备和焊接工艺参数有深刻理解和调整能力,而是由厂家技术人员在施工过程中根据现场条件进行调整。再则,在无损检测的保障方面,国外管线自动焊也体现了它的优势,例如,巴西管线自动焊机组随后的自动超声波检测给查找焊接施工缺陷、采取措施消除缺陷提供了有效保证。

巴西管线建设中,自动焊工艺不需要预热,采取现场加工坡口,对口不留间隙,内部根焊完成后不需要进行清根处理,并且及时进行超声波检测保证焊接质量。工艺评定的各项指标符合API1l04-1999标准的要求。我国的管线自动焊焊接施工工艺,促进我国管线建设的发展。

因此,我们要参考国外自动焊成功应用的经验,逐步解决国内使用管线自动焊工艺过程中存在的问题,以改进我国的管线自动焊焊接施工工艺,促进我国管线建设的发展。

参考文献

[1]赵海鸿,尹长华,黄福祥,隋永莉.西气东输用X70钢的自动焊焊接工艺[J].焊接技术,2004,(3).

焊接钢管篇2

关键词：TIG焊 MAG焊 混合气体

以材质为1Cr18Ni9Ti的不锈钢管件（规格为φ133mm×11mm）为例，采用钨极氩弧（TIG）焊打底，用混合气体（Ar+CO2）保护焊填充及盖面。

一、焊接前的准备工作

清理坡口，清理油污、污物，焊缝周围10mm内修磨削；

采用双面坡口，坡口角度为60°，挫钝边为0.5mm，装配间隙为3～4mm；

管内充氩气保护；

定位焊采用刚性固定法，但必须注意定位焊质量。

二、TIG焊的焊接工艺参数措施

钨极选用φ2.5mm，端部为圆锥形，伸出长度为4～6mm；喷嘴的直径选用φ12mm，电流采用直流正接；焊丝TCS-308L、直径2.5mm、电流80～90A、气体流量5～15L/min。

三、TIG焊的具体的操作方法

第一，先将管内空气置换干净，再进行焊接，提前5～10s送气，引弧后先不加焊丝，待根部熔带形成熔池后，即可填丝焊接。为使背面成型良好，在仰焊部位采用内填丝法焊接，即焊丝要顺着坡口沿管子切点送到熔池前端，熔化金属应送至坡口根部。为防止始焊处产生裂纹，始焊速度要慢些，并多填焊丝，电弧可以作横向摆动。注意：两边稍作停留，焊丝均匀地、断续地送进熔池，向前施焊要均匀。

第二，在送丝过程中，焊丝不能与钨极接触，焊丝端部不得抽离保护区，以避免氧化影响质量。在送丝时不要扰乱氩气气流，停至焊接位置时要注意氩气保护熔池。

第三，在焊接后半周时，电弧要先熔化前半圈仰焊的部位，待出现熔孔时再送给焊丝，前两滴可以多给点焊丝，防止接头内凹，然后进行正常焊接。

第四，收尾处的焊缝要打磨出斜坡，到斜坡时暂停送丝，用电弧把斜坡处击穿形成熔孔，最后收尾。注意在焊到后半圈快结束时，应减小管内气体流量，以防止因气压过大而影响焊缝成型。

四、TIG焊的常见焊接缺陷

1.夹渣或夹钨

当钨极与熔池相碰后，高温的钨极断裂，容易夹在焊缝中造成夹钨。在焊接时，若焊丝端头在高温过程中脱离了氩气保护区，易形成夹渣。

2.产生未焊透现象

当焊接电流较小、焊件根部间隙较小、焊接速度过快时，会产生未焊透的焊接缺陷。

五、MAG焊的焊接工艺参数选择

1.MAG焊的焊接参数

焊枪的瓷嘴直径为20mm，瓷嘴至焊件距离10mm左右，层间温度≤150℃，电源采用直流反接。

2.MAG焊的其他工艺参数

焊丝：KMS-308、焊丝直径1.0mm、焊接电流100～110A、电弧电压17～19V、气体流量5～15L/min。

六、MAG焊的具体操作方法

一是在焊前要对焊枪喷嘴、导电嘴进行清理，检查气体流量，对打底层的焊缝表面进行清理，焊接时要控制层间温度，焊前要调试电流与电弧电压的匹配。

二是调整好焊接工艺参数，提前5～10s送气，按逆时针方向先焊前半圈。焊枪与管子轴线保持垂直，焊接时采用小月牙形摆动，中间速度稍快，两侧稍作停留稳弧，填充焊缝低于母材表面2～3mm，填充焊时，不得熔化坡口棱边，以有利于盖面层焊接。在进行后半圈焊接时，要把接头磨成斜坡，防止产生缺陷。在盖面焊接时，摆动到焊缝两边时稍作停留，以保证熔池母材的熔合。在收弧时要填满弧坑，并注意气体对熔池的保护。

三是在盖面焊接时，焊丝伸出枪嘴的长度，会影响电弧的稳定性，所以焊丝伸出枪嘴的长度控制在15～20mm。如果焊丝过长，使焊接过程不稳定，会造成焊缝成型不良。如果焊丝过短，易造成飞溅物粘住喷嘴，从而影响气体流量。

七、常见缺陷的原因及预防

1.焊缝成型不良的预防

在焊接操作时应采用正确的焊接手法，随时调整焊枪角度，焊枪摆动幅度和频率要相适应，并注意两侧停留时间要稍长，喷嘴至焊件距离要保持一致。此外，在选用了75%Ar+25%CO2混合气体之后，对焊缝成型有了很大的改善。

2.金属氧化现象的原因及预防

MAG焊的线能量大，焊缝层间的温度较高，再加上焊丝的表面有氧化物，会导致金属氧化。所以，焊前的清理工作和在焊接时控制好层间温度是防止氧化的较好方法。

参考文献：

焊接钢管篇3

1.1 深水用管线钢的概况与发展趋势

海底管道在国外发展很快，自1954年美国在墨西哥湾覆设世界第一条海底管道以来，北海、黑海、地中海、巴西等海洋油气田被相继发现和开发，全世界海底管道工程得到蓬勃发展。目前世界最长的海底管道是挪威至英国的朗格勒得北海管道，总长度1 200 km，管径1 016 mm，壁厚34.1 mm，材质X70，最大工作压力25 MPa，最大水深1 000 m。目前世界最深海底管道是美国墨西哥湾东部湾的独立管道，水深为2 454 m，其管径为610 mm，壁厚34.3 mm，材质X65，最大工作压力25 MPa。目前世界深水管道的典型水深为2 500 m，正面临3 000 m及以上深度的挑战。

中国拥有300万平方千米的海洋面积，油气资源储量丰富，仅南海海域探明的油气储量达到220亿桶当量，是墨西哥湾的两倍。政府开始加大海洋油气资源的开发力度，在“十二五”发展纲要中，明确提出要重点扶持海洋装备制造产业，并出台了一系列扶持政策。与此相适应的南海荔湾3-1项目已于2009年启动，预计2014年竣工投产，总投资规模100亿美元。该气田水深为1 410 m（最深），海底管道分深水和浅水两段，钢管均已完成供货任务，其中浅水段265 km由珠江钢管有限公司和国内其他两家管厂共同完成供货，而深水段150 km由珠江钢管公司独家完成供货，这也是国内制管企业第一次提供1 500 m深海用海底管线。深海段管径为559 mm，壁厚22～27 mm（弯管用母管壁厚31.8 mm），材质X65，最大工作压力29.4 MPa，年运行时间350天，使用年限50年。

1.2 深海管线钢管的特点

海底管道与陆地管道有很大差异，海底管道除了考虑管道正常运行中承受的工作载荷外，还需考虑管道铺设过程中承受的拉伸屈曲应力和铺设完成后的残余应力，以及运行过程中环境载荷对管道的影响，如外水压力、风、海浪、暗流、地震等对管道造成的平移和振动。为满足应变设计需求，使钢管获得最大的临界应变屈曲能力，要求钢管具有足够小的D/t（即径厚比），因此小直径和大壁厚是深海管线钢管的主要特点。海水深度与管径的关系如表1所示。由表1可以看出，随水深的增加，要求的径厚比减小。

为适应海底管道的安装要求和服役条件，海底管线在成分设计和性能方面要求更为严格。主要特点有：①具有高的形变强化指数和均匀延伸率；②低的屈强比；③优良的纵向拉伸性能；④低的铸坯中心偏析，良好的厚度方向性能，低的断口分离和层状撕裂的几率；⑤优异的夏比冲击、落锤撕裂和CTOD性能；⑥优异的 焊接性；⑦严格的尺寸偏差和精度控制。为保证钢管具有上述性能，其化学成分设计特点是：低的碳含量、低的碳当量、低的硫磷含量，其轧制工艺为TMCP。荔湾3-1项目国产钢板的典型化学成分如表2所示，力学性能如表3所示。

从化学成分和力学性能结果看，国产钢板钢质纯净，性能优良，断裂韧性优异，完全可满足深海管线的使用性能。

1.3 深海X65钢管的焊接材料及其焊接

深海管线在前期的试制过程中，采用国内现有的焊接材料有针对性地进行了大量的焊接X65厚壁板的试验研究，结果不能令人满意。表现在：①焊缝中心熔合线的夏比冲击吸收能量偏低，甚至不能够满足标准要求，更不能满足应大于标准规定的二倍的内控标准；②现有焊接材料强度偏低，焊接接头的横向拉伸试验断在焊缝的情况时有发生，不符合标准的要求。因此有必要开发一种性能更高、更稳定的新型焊丝，绝对保证焊缝接头具有足够的低温冲击韧性和断裂韧性以及足够的焊缝抗拉强度，为此珠江钢管与猴王焊材进行了共同开发，并取得成功。

南海荔湾深海钢管的焊接要求如下：

（1）焊接接头的低温韧性：试验温度为-20 ℃，试样尺寸为10 mm×10 mm×55 mm时，焊缝中心、FL，FL+2，FL+5的单个最小值≥38 J，平均值≥45 J。内控标准加倍，即：最小值≥80 J，平均值≥90 J。

（2）焊缝的低温断裂韧性：试验温度为-10 ℃时，CTOD值≥0.2 mm。

（3）焊接接头横向抗拉强度：Rm ≥535 MPa，且不允许断在焊缝中心，即要求焊缝的抗拉强度必须大于母材的抗拉强度。从前面数据看出，X65母材的抗拉强度一般在600～620 MPa，为保证接头断于母材，焊材熔敷金属的抗拉强度应在630～660 MPa之间（即匹配系数为1.05～1.10为佳）。

1.3.1 焊丝成分设计思路

目前在制管行业主要使用二种合金化思路的高强高韧性焊丝，效果都比较好，已应用了10多年。一种是以H08C为代表的Mn-Mo-Ti-B合金化方式，另一种则是以H08D为代表的Mn-Ni-Ti-B合金化方式，这二种焊丝各有千秋，就熔敷金属性能而言，H08C的强度更强，H08D的韧性则更高。新型焊丝成分设计立足于二者的优点，将采用Mn-Mo-Ni-Ti-B的新合金成分体系，适当提高Mn，Mo含量以提高抗拉强度，添加适量Ni元素以提高焊缝韧性，降低P，S含量，以稳定焊缝力学性能和改善焊缝的抗裂性能。其合金化元素作用如下：

（1）C：C含量对焊缝的强韧塑性及其组织均有较大的影响，不宜过高或过低。C含量过高，将会使焊缝的韧性和塑性迅速下降，甚至引起焊缝开裂，C含量过低，将影响焊缝强度，一般含量在0.04%～0.10%。

（2）Si：加入一定的Si可以使焊缝金属镇静，加快熔池金属的脱氧过程，保证焊缝的致密性，同时也可提高焊缝的强度。但过量的Si含量，容易形成硅酸盐夹杂，还易出现硅裂。

（3）Mn：焊缝强韧化的有效元素。Mn可以细化晶粒，提高焊缝的低温冲击韧性，并有脱氧脱硫作用；另由于降碳会引起强度下降，所以加入Mn的同时会弥补所失去的强度。

（4）Mo： 焊缝中含有一定量的Mo元素有利于提高焊缝中针状铁素体的含量，减少先共析铁素体，并有细化铁素体晶粒的作用，提高焊缝的强韧性。

（5）Ni：有助于提高焊缝金属的韧性，降低韧脆转变温度。此外，Ni还能有效地阻止Cu的热脆性引起的网裂，并能有显著提高钢和焊缝的耐腐蚀性能。

（6）Ti：焊接时Ti可与N和O结合形成TiN或TiO质点作为晶核，在焊接加热过程中阻止奥氏体晶粒的长大而细化焊缝奥氏体晶粒，同时又可在焊接冷却过程中作为相变核心，形成晶内形核的针状铁素体，使焊缝的韧性提高。但若Ti过量，形成大量的TiC和TiN质点，将使韧性降低。

（7）B：加入微量的B，可明显降低奥氏体晶界的界面能，抑制铁素体从奥氏体晶界上形核，避免不利的魏氏铁素体或网状先共析铁素体形成，因而可使焊缝最大限度地获得韧性较高的晶内针状铁素体组织，提高焊缝的韧性。

（8）S，P：焊缝中的主要有害元素，显著降低焊缝金属的低温冲击韧性和塑性，这也是焊缝性能波动的重要原因。为了消除S对焊缝的热脆和P对焊缝冷脆作用，焊丝钢冶炼时应尽量降低S，P的含量，焊缝中S的含量应低于0.003%，P的含量应低于0.012%。

1.3.2 焊缝熔敷金属性能

熔敷金属试验按GB/T12470—2003标准进行，焊丝牌号为MK65HGX-III，匹配的焊剂为SJ102G的氟碱性焊剂。检验结果见表4和表5。熔敷金属性能满足预期要求。

1.3.3 对接试板焊缝性能对比试验

对接采用4丝焊，第1组4根丝全部为新型焊丝，第2组前2根为新型焊丝，后2根为H08DG焊丝。对接试板均为SMYS 450F/X65深海用钢板，壁厚27 mm。试板对接性能结果如表6所示。第1组结果要优于第2组，但二组试验结果均合格，且均有加大的富余。第2组的成本优势明显，故正式生产拟选用第2组匹配。

1.3.4 埋弧焊焊丝MK65HGX-Ⅲ的应用

以埋弧焊焊丝MK65HGX-Ⅲ为主和SJ102G焊剂匹配焊接了南海荔湾项目浅海段的钢管6.5万吨。其材质为X65（武钢），管径为φ762 mm，壁厚度为28.6和30.2 mm。

以同样的焊接材料匹配焊接了南海荔湾项目深海段钢管5万吨，其材质为SMYS 450F（POSCO和南钢），管径为φ558.8 mm，管壁厚度分别为31，29，27，26，25.4，24和22.2 mm，深海段弯管250 t，其材质为SMYS 450F（南钢），管径为φ566 mm，壁厚为30.5 mm。

以上所有规格的焊接接头实物质量的低温冲击韧性均大于标准规定的二倍以上。焊缝中心的CTOD值，浅海段和深海段先后进行了15次试验，焊缝实物质量的CTOD值均满足了标准的要求，而且富余量较大。焊接接头的横向拉伸试验全部都断在母材上，试验证明埋弧焊的焊接接头具有高强度、高韧性和高塑性的性能。图1为部分钢管焊缝性能数据分布图。表7为钢管焊缝CTOD试验结果。

2 关于焊接材料标准的二点建议

2.1 关于S，P含量的问题

通过近10年的发展，中国的冶金和轧钢技术有了长足的进步，国内重点钢厂企业建立了现代化炼钢流程和现代化TMCP轧钢工艺。铁水几乎100%实现了预处理，80%实施了炉外精炼工艺，极大地提高了钢材的纯净度，匹配现代TMCP轧制工艺，实现了当代板材高强度、高韧性和良好焊接性的统一。例如：现在普通的热轧板杂质含量可控制S≤0.010%，P≤0.020%；普通低合金高强板可控制S≤0.005%，P≤0.015%；X80，X90管线钢S≤0.001 5%，P≤0.010%；抗HIC钢板S≤0.001%，P≤0.008%。然而现在的焊缝性能已经明显落后于钢板性能，焊缝性能不稳定，波动大，其主要原因之一，就是焊接材料中S，P偏高，焊接材料实物质量虽然可满足现行焊接材料标准的最低要求，但已难满足用户实际生产需要。现行的焊丝标准S，P大都≤0.030%或≤0.035%，而焊剂更离谱，S≤0.06%，P≤0.08%，作为焊接材料使用单位完全无法接受。建议新修订标准时应进行适当修正，以满足和规范国内焊接材料市场。

2.2 关于ASME牌号焊接材料的问题

现行焊接材料国家标准和国际标准接轨力度较弱，基本在国内采购不到完全符合ASME标准的国产焊丝，低合金钢焊丝表现尤为明显，总是有个别元素对不上，致使公司接国外订单时麻烦重重，评定工作量加多不少，因此建议在修订标准时适当加以考虑。

3 结束语

（1）南海1 500 m深海管线的开发成功，开创了中国制造的SAWL焊管适用于深海管线的先河，这是国内企业向深海进军的里程碑。

（2）开发高端产品，需要走联合开发的路子，例如企业与企业联合、企业与研究院（所）联合。深海管线项目的成功开发，就是一个很好的范例。

焊接钢管篇4

关键字：焊接 钢管 水电站

中图分类号： TV732.4+1文献标识码：A文章编号：

随着我国工业的不断发展，我们所需求的水电量也随之增加，为了能够供应市场的需求我们的水电站的建设也迅猛的发展，为了避免水电站的扩展所带来的一些技术性的问题，为了能够增加发电的容量，会不断增大所需钢管的半径，钢管的半径增大工作人员的焊接和检验技术就要跟着不断地进步，这样才能够提高工作质量减少焊缝的缝隙。不仅仅要考虑到钢管的半径也要考虑到钢管的牌子不同牌子的钢管的等级有着很大的差别，钢管的不断进步为我国的水电站提供了很多帮助。

一、水电站压力钢管的焊接条件

环境的因素我们再进行钢管焊接的时候要注意到的第一项就是当时的环境，我们要考虑到天气因素 ，比如说下雨天，下雪天，甚至是刮风的情况我们都应该考虑进去，因为焊接电弧对湿度和对环境的温度有着严格的要求，在1米范围内的湿度要小于90%温度大于0摄氏度。环境是一方面，同时还有焊工和焊接设备也是很重要的因素。

二、压力钢管焊接技术的要求

想要了解压力钢管焊接的技术就应该了解压力钢管焊接技术需要掌握的一些要求。

2.1 管道的坡口

管道坡口经常出现的问题就是坡口错牙的有关问题，采用机械方法进行切割时应该采用热加的方法除去坡口表面的氧化皮，否则会造成之后焊接的关口平整度。而且我们应该注意关于坡口表面的一些缺陷，防止表面出现裂纹。

2.2 焊件组装

焊件的组装应用最多的是环缝，环缝的组装方式组要是立式组装和卧式组装，在进行组装的时候我们应该考虑到内壁是否平整，而且要考虑到焊件是否可以相互融合，并不可以强行将其组装在一起，也不能利用热膨胀进行组装。组装的时候应注意错牙和对应的牢固性，使得它们能够均匀的承担。并且应该制定一套关于焊接变形的相对措施。

三、焊接技术

3.1 引弧技术

引弧技术是焊工们必须熟练掌握的一门技术，也是所有技术中最基本的技术，其实很简单，用简单的一句话描述就是打开焊接器的电源，接触到所需要焊接的压力钢材表面，撒上一些焊剂，引燃电弧就可以了。

3.2 收弧技术

对于一些大型的钢材，所需要焊接的面积很大。这样用引弧技术会很麻烦，就会用到收弧技术，主要实施方法也很简单但是需要相应的技术知识和熟练性，就是要合理的把握收弧时间。先打开收弧程序的电源，对弧坑进行填充，直至完全达标。

3.3 手工电弧焊接技术

手工电弧焊接技术是我国长期以来采用的传统的技术，主要是焊工们利用自己的技术来进行施工，这种焊接方法对焊工们的工作经验要求很严格，在焊接时需要考虑到很多的因素，焊工必须有一个良好的反应能力，并且要胆大心细，手法熟练。

四、压力钢管的焊接及检验

在压力钢管焊接和对它成果的检验中最不可缺少的备份就是焊工了，如果说在水电站压力钢管焊接技术中钢管制造是最重要的第一道工序，那么第二道重要工序就是焊工的检验。就是所以焊工在水电站钢管焊接中是不可缺少的一部分。

4.1焊工资格

焊工必须经过培训中心的培训，并且持有我国劳动人事部颁发的“锅炉压力容器焊工合格证”，质检总局发的锅炉和合格证书或者电力、水力主管部门颁发的证书。要求持证必须在有效的时间范围内。

4.2 压力钢管的焊接及检验

焊工也是分等级的，由于焊工的种类不同，所负责的钢材种类也会不同个，焊接的位置也会不同；检验也就根据区域进行划分了。

外观的检验，外观的检查无非就是产看表面焊缝的质量，说细致点就是不允许有裂缝和凹凸不平的地方，而且外观焊缝的边缘必须符合实际的要求，应该达到一定要能够圆滑的连接原材料，达到一定的美观度。检查便面裂纹主要采用渗透技术进行检验。

五、焊接后处理

在进行了压力光管的焊接后，会有一定的热量存在，把热量降低就是很重要的了，有些钢管整的整体热处理很困难，低合金钢就处于其中的一个。当遇到这种情况时，可以从两方面左手，首先要测量出焊缝加热的宽度，然后从内部进行降温，降温的时候要使钢管内部的温度和钢管外部的温度均匀，这样可以防止钢管变形和影响道光管的一些性能。在进行消除热处理的之前，一定要经过多次试验，然后指定一套相应的方案，否则会出现很多不必要的问题，不要同时进行热处理要从局部着手。

为了能够消除焊接残余得得应力会采用爆炸发，所谓的应力就是钢管在接收到一系列的力之后会受到弹性的压缩，这样就产生了一些残留的应力，应力对钢管的承载有着很大的破坏性，所以我们会采取相应的措施来消除应力。要想有效地消除应力其实很简单就是缩短钢管本身所产生的塑性。

六、总结

对于水电站来说，它最重要的组成成员是压力钢管，压力钢管的刚度越强，所需要的焊接技术越高，压力钢管是由一些制材较好的钢板和焊接材料一起焊接成的，在焊接的时候压力钢管的质量会直接影响到很多方面，所以我们应该了解水电站压力钢管的焊接技术。压力钢管的焊接技术首先我们必须要充分了解焊接技术的相关要求，注意当时的环境，同时也要增强焊工人员自身的技术问题。焊工人员在焊接完成后还会进行一些处理工作，比如说检验压力钢管的焊接焊缝是否合格，焊接后的应力是否还存在等问题。

我国的水电站的建设在迅猛的发展，我想我们的压力钢管也会随着不断地进步，因为这样才能够供应市场的用电，用水的需求，才能从本质上增大机组发电容量。

参考文献

[1] 赵春田,李贵岭,刘震宇,彭乃钦.阿鸠田水电站压力钢管的制作工艺与质量控制[J]. 云南水力发电. 2006(01)

[2] 肖贤.水电站压力钢管的焊接技术及消应工艺[J]. 湖南农机. 2010(09) [3] 彭建学.浅谈小型水电站管道安装的施工技术[J]. 建材与装饰(下旬刊). 2007(08)

焊接钢管篇5

Abstract:Discuss how to control effectively welding quality by confirming stainless pipelines technique and the technique requirement combined with pipeline construction.

关键词:不锈钢;焊接工艺;质量控制

Key words:Stainless; Welding technique; Quality control

结合多个大型项目的施工实践。编制过包括管道、储罐、塔式容器、钢结构等施工组织设计或施工方案。通过这些施工组织设计在工程中的实施,使自己积累了一些经验,并对不锈钢这种材质的焊接有了进一步认识。现结合管道施工。针对不锈钢在焊接中的技术管理和质量控制,谈几点体会。

1确定焊接工艺

不锈钢的牌号非常多。按合金成分可分为铬系不锈钢和铬镍不锈钢。按不锈钢的金属组织可分为奥氏型、铁素体型、马氏体型等。而在施工中最常用的是奥氏体型,如:0Crl9Ni9、1Crl8Ni9Ti等。奥氏体型不锈钢的焊接性比较好,相对比较容易焊接,焊接接头即使在焊态也具有较高的韧性。但与普通碳素钢相比,其导热率约为碳钢的1/3,膨胀系数却比碳钢大1.5倍。由于奥氏体不锈钢具有较低的导热率和较高的膨胀系数,这样在焊接过程中会产生较大的变形和应变。所以焊接质量主要取决于焊接工艺是否与母材相适应。为此在确定焊接工艺时。必须从以下方面进行考虑。

焊接方法的选择不锈钢常用的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊及自动埋弧焊。主要是根据设计的介质参数、施工条件和操作环境、以及施工成本等确定。在工艺管道施工中,因管径大小不等,且管道上阀门、管件较多,使得焊口位置变化较复杂。所以一般均采用手工电弧焊。对于输送易燃、易爆或介质有一定洁净度要求的管道,通常采用氩弧焊打底。手工电弧焊盖面的方式焊接,以提高焊缝的内在质量。焊接材料的选择不锈钢焊条分为铬不锈钢焊条(牌号为“G”字头)和铬镍不锈钢焊条(牌号为“A”字头)。铬不锈钢焊条主要用于马氏体型不锈钢焊接。焊条的选择主要从母材的化学成分、管道介质温度和压力、焊机电流(交流或直流)、焊接方法以及焊接时的环境温度等多方面考虑。一般来说,通过选择确认,会有多个牌号的焊条能够满足焊接要求。这时可根据焊条的性价比择优选用。

焊缝坡口形式的选择设计单位通常根据焊缝的受力情况。在施工图中注明坡口形式采用相应的规范或标准。而常用的规范或标准中没有根据母材和焊材的不同对坡口尺寸进行细分。只是依据母材厚度和焊接方法来确定的。但实际上不同的母材和焊材在焊接时对坡口尺寸的要求是不同的。这是因为,材质的化学成分和物理特性不同,其施焊时的穿透力(熔深)也不尽相同。所以在施工时一定要根据具体的材质,调整坡口的对口间隙、钝边、坡口角度。如果坡口尺寸过大,不仅会提高施工成本,还会使焊缝应力过大,易变形和产生裂纹;而坡口尺寸过小,则容易出现未焊透、夹渣等质量缺陷。在采用手工电弧焊进行作业时,因不锈钢比碳钢焊条的穿透力小。所以坡口角度及对口间隙应适当增大。可按规范给定的正偏差值进行控制,或通过试焊来确定。

焊接电流的选择奥氏体不锈钢的比电阻比碳钢的大了近5倍。因此焊条在施焊时很容易过热、烧红。而使用大电流将引起焊条过热和药皮中有效成分的烧损,使焊缝保护不良容易引发缺陷,同时也得不到预期的焊缝金属成分,所以焊接电流不宜过大。一般选用较小的焊接电流为宜。

2要充分做好焊前准备

焊接作业前。要进行有针对性的准备。这种准备是保证焊接质量的重要组成部分。其内容主要从以下三方面考虑:

焊接操作者技能的确认从事焊接作业的焊工必须持证上岗,并要严格按操作证上注明的允许施焊项目进行作业。焊工最好有二年以上的不锈钢或铬钼钢的焊接经验。焊接材料的管理焊条在使用前,要按使用说明书规定进行烘焙(如无规定,则一般按烘干温度150～200℃,烘干时间1h进行处理)。烘焙必须使用可控温的专用烘干箱。用多少烘多少,随用随取。烘干后的焊条应放在保温筒内使用。外露超过2h应重新烘焙。重复不宜超过3次。不锈钢管坡口可采用机械加工或等离子切割在施焊前。应先清除坡口处的氧化层及毛刺等。为了便于清除焊后飞溅,可先在焊缝两侧50mm范围内,涂刷白垩粉浆,焊后再将其清除。由于不锈钢与碳钢接触会产生“渗碳”现象,所在焊道及飞溅清理时,必须使用专用砂轮和不锈钢刷子。

3预防变形和裂纹的产生

预防变形由于奥氏体不锈钢有大的膨胀系数和小的导热率,致使不锈钢在焊接时,容易出现较大的焊接变形。所以在组对时,要根据不同位置的焊缝,使用不同类型的防变形卡具,定位焊和固定焊的位置应比一般碳钢间距小。焊接人时,应合理确定焊接顺序。如大管径可二人同时按同一方向对称施焊等。母材大于8mm厚时。焊道应多层施焊,并以小线能量施焊。焊接采用焊件接负极的“反接”法,以降低焊件温度。

防止裂纹。焊条烘焙后。要使用保温筒盛装。施焊环境温度宜在0℃以上,且不宜在施焊过程中发生幅度较大的波动。当温度低于O℃时.焊接应进行预热处理,预热温度为80～100℃。引弧采用后退法在坡13内引弧,切不可在母材上引弧。运条采用向前拉,不摆动的直线运条法。在立焊时如必须进行横向摆动,摆动幅度应尽量减少,过分的横向摆动容易造成热裂纹和保护不良。弧长应尽量保持短弧,长电弧不仅会引起合金成分的烧损,而且可能会由于空气中氮气的侵人造成铁素体的减少引发热裂纹。收弧时应将弧坑填满。尤其是定位焊更容易忽视填满弧坑,凹陷的弧坑是很难避免热裂纹发生的。

4结语

对于安装工程来说,影响施工质量的因素很多。但焊接质量绝对是其中的重要一环。合格的焊接可以使工程成为一座丰碑,而不合格的焊接可以使之在瞬间毁掉。因焊接不良酿成的安全事故有很多。也给我们留下了血的教训。为此,必须不断提高施工中的焊接质量,以便更好地服务于企业、服务于社会。

参考文献:

[1]利波尔德・科特基.陈剑虹译.不锈钢焊接冶金及焊特性[J].国际制造业先进技术译丛,2002(3).

焊接钢管篇6

【关键词】石油化工；不锈钢；复合钢管；焊接

不锈钢复合钢由低铬钼合金钢或碳钢为基体，通过爆炸复合、堆焊、和热轧复合等工艺合理的将两种金属材料结合在一起，构成一种性能好、并且具有节能效果的材料。不锈钢复合钢管因为具有耐高温、耐腐蚀等良好的性能而被广泛的应用于石油化工工程中。

1.焊接特点

1.1异种钢焊接

复层与基层交接处的焊接也称为“过渡层”焊接，属于异种钢焊接，有着自身的特殊性。过渡层的焊接在参数的选择上如果出现差错，焊接基层时，会导致复层的附近可能发生熔化，从而使复层的合金混入到基层中，基层将会被脆化。情况严重时，可能会导致基层出现裂痕。复层焊接时可能会引起焊缝处的金属被稀释，降低其耐腐性和塑性。因此在实际焊接中，对复层钢管进行焊接时，需要应用镍、铬为填充材料，从而确保焊缝处具有足够的铁素体，使复层的抗裂性能得到提高。这样过渡层在焊接过程中即使被基层碳钢所稀释，也不会因此形成马氏体淬硬组织。选取合适的焊接参数和焊接方法，即在焊接过程中要尽量降低焊接热输入，以确保碳钢基层的一侧不会发生较深熔化，可以有效降低碳钢基层合金化的发生和焊缝处金属被稀释的程度。

1.2基层、复层焊接

在对不锈钢复合钢管进行焊接时，为了确保复合钢不会因为焊接而导致其原有性能发生变化，焊接过程中需要将基层和复层的焊接分开。基层与基层之间的焊材应当与基层母材材质相同，焊接工艺选取应当同珠光体钢保持一致。复层之间焊接使用的焊材应当与复层的材质一致，焊接工艺应当与相应的不锈钢焊接工艺一致。同材质焊接技术目前已经较为成熟，在管线施工过程中也具有一定的施工经验。

1.3过渡区组织

在不锈钢复合管中，基层与复层之间的关系十分微妙，两者仅是分子扩散与原子结合的隔离，在进行接头焊接时仅仅有几毫米的距离。焊接时产生的电弧高温，经常会使合金元素被烧坏、碳元素严重扩散等，在交界处将会形成一种硬度偏低的脱碳带和硬度较高的增碳带，导致在过渡区域形成的金相组织十分复杂。在过渡层的焊接过程中焊材选用如果不当或者焊接电流过大都会导致材料的强度和耐腐性下降。因此在复合层焊接中不仅要注意焊材的选择，也要对焊接电流合理控制，确保焊接质量能够满足不锈钢复合钢管石油化工工程中的应用。

2.焊接工艺

2.1控制焊接错边

不锈钢复合钢管焊接接头的质量要达到使用标准，必须严格控制错边量。若不锈钢管的壁厚一致，焊接过程中应以复层作为基层，错边量应当严格控制在复层厚度的一半以内，并且控制在2毫米之内。若管壁厚度不同（包括基层厚度不同；复层厚度不同；两者都不同），焊接时应当以内壁平齐作为施工原则，内壁错边量应当控制在2毫米之内，其余错边量应当依据焊接中遇到的实际情况进行加工和调整。

2.2焊接

不锈钢复合钢焊接时，基层和复层应分别按照基层和复层母材选用相应的焊接材料，过渡层应选用25Cr-13Ni型或含镍量更高的焊接材料。不锈钢复合钢管受管径限制，通常采用“V”形坡口单面焊接背面自由成型的焊接工艺，焊接顺序首先是复层焊接；其次是过渡层焊接；最后是基层焊接。复层焊接宜采用钨极氩弧焊，焊接时，应当在管线内壁的局部或整体充氩实现保护，亦可以应用自保焊丝（如油脂TGF一系列的焊丝）对底层（复层）出现的焊缝进行焊接。复层焊接时应依据坡口形式进行焊接，焊接至距离复合界面0.5-1.5毫米和焊接完成后，需打磨到钝边部位。复层焊接时应注意焊接材料与母材材料相同，焊接中为了避免热处理带来的损害，在焊丝的选用上应当选取Cr含量适当的奥氏体不锈钢焊丝对复层进行焊接；在复层焊接时应当尽量摆动，使用小电流，焊接过程中在保证焊道根部能够完全熔化的基础上，应当尽量避免基层材料发生熔化而流入到复层的焊缝中，避免晶间腐蚀和裂纹的产生。过渡层的作用是为了阻止基层中的碳渗透到复层不锈钢中，对复层不锈钢发生稀释，甚至可能会出现硬脆的马氏体组织，导致焊缝从耐蚀层开始失效。过渡层焊接在复层焊缝表面无损检测合格后方可进行，宜采用手工电弧焊，选取小直径的焊条，焊接时尽量减少摆动，并且采取多道焊接，降低在焊接过程中的成分稀释。

2.3预热及焊后热处理

2.3.1预热

不锈钢复合管基层或复层在焊接前必须预热，预热温度按GB50236-2011要求。过渡层是否预热应当由复层和基层的材质而定，若基层与复层都需要预热，则预热温度应按基层与复层预热温度要求较高的一层选择。预热时奥氏体不锈钢的层间温度宜小于150℃，马氏体不锈钢的层间最高温度为315℃。

2.3.2焊后热处理

不锈钢复合钢管应尽一切可能不采取焊后热处理。不锈钢复合管热处理时，不同的材料会产生不同的影响，奥氏体不锈钢复层热处理时，在复合界面周围会形成附加残余应力，可能会导致复合界面局部脱层或强度下降，即所谓的脱开效应。奥氏体复层中如果不含有稳定化元素，热处理时，会析出含有铬的碳化铬，从而导致其耐腐蚀性能下降。铁素体不锈钢复层进行热处理时，极容易产生σ相，使晶粒粗化，韧性降低，从而导致复层组织发生脆化，使材料的使用性能下降。因此在选择不锈钢复合钢管焊接工艺时应当尽量选取不需要焊后热处理的工艺，如果管壁的厚度要求在完成焊接后热处理时，应当在完成基层焊接后进行热处理，然后再进行过渡层和复层焊接。

2.4焊工资质和工艺评定

焊工需持证上岗，不论是基层焊接、复层焊接还是过渡层焊接都应当具有相应的资质。管道焊接前需编制焊接工艺评定，编制焊接工艺评定时，需对焊接顺序、焊材、是否需要预热以及焊后热处理进行明确。编制焊接工艺评定后应编制焊接工艺卡，由持证焊工按焊接工艺卡要求进行施焊。

3.结束语

综上所述，不锈钢复合钢管在石油化工程中得到了广泛的应用，必须要加强对其焊接工艺的探讨。焊接过程中需要注重基层、复层、过渡层的焊接工艺选取，只有选取适当的焊接工艺才能确保产品的质量，从而为石油化工工程提供优质的复合钢管，提高工程质量。 [科]

【参考文献】

[1]张兴锋，张和平.内衬不锈钢复合钢管焊接质量问题分析[J].管道技术与设备，2012，11（15）：13-15.

[2]付现桥，徐敬，卜明哲，刘志田，项祖义，郭旭.19L360QS/316L不锈钢复合钢管焊接工艺和性能研究[J].焊管，2014，2（11）：21-23.

[3]马晓红，孙锐艳，丛延刚，王树臣.含CO_2气田不锈钢内衬复合钢管的选择及应用[J].管道技术与设备，2013，3（20）：16-18.

焊接钢管篇7

关键词：高层建筑；焊接；质量管理；质量控制

在我国（超）高层建筑中，由于钢结构有较多优点，越来越普遍地采用，可以预计将来在50层以上的建筑中各种形式的钢结构将成为主导结构。钢结构工程涉及面广、技术难度大，钢结构技术已成为建筑业10项新技术加以推广应用。其中焊接技术是其关键的施工技术之一，焊接质量常常是施工质量控制的关键和难点。本文分析高层建筑钢结构焊接施工的特点及影响焊接质量的主要因素，提出了控制焊接质量的主要措施。

1、高层建筑钢结构安装焊接施工的主要特点及难点

1.1焊接施工主要特点

1.1.1高空作业；

1.1.2露天作业；

1.1.3施工作业周期较长；

1.1.4广泛采用高强合金钢材。如中国16Mn，日本SM41，SM50，SM53，美国A36，A572等；

1.1.5大量使用厚板及超厚板结构；

1.1.6除采用传统的焊接手工电弧焊外，广泛采用CO2气体保护半自动焊，20CO2+80%Ar：的混合气体保护半自动焊，自保护药芯焊丝焊接，自动焊；

1.1.7焊接质量要求高，一般均采用半熔透及全熔透焊缝。

1.2焊接施工主要难点上述特点给焊接施工带来了系列的困难，主要有：

1.2.1作业环境风大；

1.2.2温度和湿度变化大，甚至有雨雪威胁，低温焊接施工等；

1.2.3焊接工作量大，焊接返修困难；

1.2.4辅助作业工作量大；

1.2.5焊接自由空间受到限制；

1.2.6与其它工种配合交叉作业量大（如吊装、高强螺栓连接施工等）；

1.2.7焊接裂缝倾向较严重，部分厚板结构有层状的撕裂倾向；

1.2.8焊接变形量大。

此外，由于高层建筑钢结构在我国发展时间不长，目前，国内专门针对高层建筑钢结构设计、施工的标准尚不完善，常常是采用国外设计、国外材料、国外总承包施工、采用国外标准，造成焊接质量控制缺乏统一的标准，这些都给焊接施工质量控制带来了困难。

2、焊接质量控制的主要措施

根据对上述影响焊接质量因素的分析，结合工程实际，其质量控制的主要措施为：

2.1制定焊接施工计划应根据现场钢结构安装的实际情况和技术要求，进行技术经济分析，制定切实可行的焊接施工计划。计划应包括并应确认以下主要项目。

2.1.1方法、材料、人员管理焊接条件；焊接方法；使用钢材（复验）；焊接材料及其管理；焊工培训、考试及管理；质量控制机构；质量控制制度；防护措施；安全措施。

2.1.2加工。坡口要领；坡口加工要领；引弧板安装要领；组装及焊接顺序。

2.1.3组装。预热要领；引弧板处理；定位焊要领；清根要领；焊缝及加工要领；后热要领；产生不良时的矫正要领；焊缝返修要领。

2.1.4检查。外观检查标准、方法、要领；无损检查方法、标准、要领。

2.2焊前准备质量控制焊接前进行认真的准备。“焊前准备好了等于已焊接了一半！”焊接前须对以下项目进行确认。

2.2.1环境。作业环境；焊接环境；安全卫生注意事项。

2.2.2材料及器具。电源容量；焊接材料种类及组合；焊接材料状态；使用器具状态。

2.2.3加工拼装。坡口形状；坡口尺寸；根部间隙；错边；背面垫板的安装状态；定位焊；引弧板的安装状态。

2.2.4其它。焊接坡口表面的清理和加工；预热。

2.3焊接过程中质量控制焊接过程中施焊人员应严格按焊接计划书要求及焊接工艺指导书执行，严肃工艺纪律，对以下项目进行确认。

焊接顺序；焊接电源；电弧电压；焊接速度；运条方法；焊缝的设置方法；电弧的位置；前层的焊缝状态；清根；层间温度；焊条或焊丝直径的选择；后热、保温。

2.4焊后质量控制焊接后，应按设计要求、有关标准对焊缝进行严格检查，对焊缝外观、尺寸、表面及内部缺陷进行确认，其主要项目有：

2.4.1外观及表面缺陷。焊缝表面规整与否；压坑；焊瘤；悬垂物；咬边；火口状态；表面气孔；表面裂纹。

2.4.2尺寸。余高尺寸；焊接长度；角焊焊脚长度，补强角焊的大小；角焊的不等脚长。

2.4.3内部缺陷。裂纹；未熔合；未焊透；夹渣；气孔。

2.4.4处理。引弧板的处理；飞溅物清除合格与否；端部周边焊；焊缝返修。

3、结语

高层建筑钢结构安装焊接施工是一项要求组织严密、效率高、质量有足够可靠性的复杂工作。为了满足焊接区所要求的质量水平，影响焊接质量的诸因素，如焊接作业人员、焊接设备、钢材、焊接材料、施工方法、作业管理及检查等必须完美配合才能达到所要求的质量水准。

焊接钢管篇8

在压力容器等特种设备的制造过程中，对于焊接工艺评定0Cr18Ni9不锈钢板与20#碳钢管子插入式管板焊条电弧焊型式试验件的制作，给我们的生产效率带来很大阻力。按照评定标准要求将两套试验件十字分割后做金相分析。通过分析发现缺陷率已达到25%，与标准要求相差甚远。为了降低焊接缺陷率，我们进行了数据统计、原因分析、确定要因，制定对策和措施，最终研究出一套可行焊接工艺方案，保证了此类焊接接头的焊缝质量。

关键词：

不锈钢与碳钢;焊条电弧焊;插入式管板接头;金相分析;方案研究

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）23019002

西安长庆科技工程有限责任公司高新产品研制中心多年来以压力容器和撬装设备为生产主流，制造过程中最关键的环节是焊缝质量，对于带坡口插入式管板焊接接头采用RT或UT进行无损检测，既不经济也不实用。根据压力容器相关标准要求，带坡口插入式管板焊接接头通过制作焊接工艺评定试验和与之相配套的表面无损检测作为衡量设备此类焊缝质量的标准。由于生产需求，现要求补充焊条电弧焊的不锈钢与碳钢带坡口插入式管板焊接工艺评定，在制作型式试件过程中，通过金相分析发现试样中存在多处缺陷，如图1所示。所以需要认真研究，找出缺陷产生的原因，以保证今后在焊接设备中此类焊接接头的焊缝质量。

图1 两套（8件）型式试验件及放大图

1 存在问题

在这次不锈钢与碳钢带坡口插入式管板焊接型式试验中制作了两套试件（8块样），通过进行金相分析和表面检查，发现其中有2块试样存在缺陷，合计缺陷总数为16处，缺陷率为整个试样总数的25%，分类统计数据结果如表1，由数据统计表可以看出，在型式试验试样中未熔合和未焊透为主要缺陷。

2 原因分析

针对不锈钢与碳钢带坡口插入式管板焊接焊缝中存在的焊接缺陷，我们通过制作关联图对其进行了多方面的分析讨论。

3 确定要因

根据关联图，采取现场调查、验证和分析的方法，对这次试验焊接质量的影响因素进行了逐个确认，最终绘制了要因确认计划表2。

4 制定对策

根据最终确定的3个主要原因制定详细的对策表。

5 对策实施

5.1 实施一：提高焊工对不锈钢与碳钢插入式焊接的技巧

（1）请专家讲述不锈钢与碳钢插入式焊接的理论与操作要点：①多层焊时，底层焊道的焊缝表面应呈凹形或略凸形，为下一层焊道创造熔合的条件。②在运条时，若板料是不锈钢，焊条摆动幅度应大致相同，但在不锈钢侧应稍停留长些，焊条角度应多朝向不锈钢侧，以保证组织成分的均匀和融合。

③适当拉长电弧，增大电流以保证底层母材与母材间、中间层母材与焊缝间、焊缝与焊缝间得到充分熔合。④层间清理必须彻底，避免未熔合、夹渣的发生。

（2）多次组织焊工试验练习，共同讨论交流技法，对成熟部分督促焊工加强练习，使其能够熟练掌握。

（3）为了增强焊工对技术难点钻研的积极性，我们QC小组在中心领导大力的支持下，共同议定了奖励表彰制度，根据贡献程度的不同对先进者给予表彰奖励。

5.2 实施二：查阅不锈钢材料的性能对焊接的影响料，制定应对措施

根据目前存在的0Cr18Ni9焊接的问题，通过小组查阅资料收集信息：

（1）从化学成分看，0Cr18Ni9中W（Cr）和W（Ni）是碳钢的几十倍，W（C）大约是普通碳钢的1/2。

（2）从物理特性比较，0Cr18Ni9的热导率时碳钢的1/2左右;线膨胀系数比碳钢大约50%。通过调整工艺参数和改变焊接技法来促进熔合速度，提高元素的熔合比，以保证完全熔合、焊透。

5.3 实施三：制定出合理的焊接工艺参数

（1）现场通过焊接试件测试调整焊接参数。

（2）制作焊接工艺规程，加强对施焊人员在焊前的技术交底。

（3）现场监督检查施焊人员所用的焊接工艺参数。

6 效果检查

（1）金相检测通过重新制作两套焊接试验试样，经金相分析检测，缺陷率由25%降低为5%，缺陷性质由四项降低为一项，缺陷数由16点降低为1点，且尺寸大小完全符合标准要求，最终达到了QC小组确定的将缺陷率降为最小，并符合国家标准要求的目标。

（2）应用效果：在三甘醇脱水装置和配套容器设备的不锈钢与碳钢插入式管板结构的焊接中，已得到很好应用，所有焊工都已熟练掌握并得到应用。

7 结语

通过成功解决不锈钢与碳钢插入式焊接的焊接质量难题，使压力容器等特种设备的焊接质量有了很大提高，同时在今后还应做到：（1）加强焊工在不锈钢与碳钢插入式焊接技术理论知识的培训学习，使焊工能够完全掌握本材料本形式下的焊接技巧。（2）要求焊工对不锈钢与碳钢插入式焊接严格按照合理的焊接工艺进行实践练习，最终达到对不锈钢与碳钢插入式焊接熟练操作的水平。（3）焊接技术员熟练掌握不锈钢与碳钢焊接技术要点，以便在焊接设备时合理有效的指导焊工进行操作。另外在今后压力容器和撬装设备制造中，还应借鉴这一方案继续发现寻找更多的焊接问题，以提高整体设备的焊接质量，减少了安全事故发生的概率。

参考文献

[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（1）：焊接方法与设备[M].北京：机械工业出版社，2008.

焊接钢管篇9

钢筋焊接网是通过专用设备在工厂加工，纵向钢筋和横向钢筋分别以一定间距垂直叠交排列，全部交叉点均通过全自动智能化的GWC型钢筋焊接网生产线用电阻熔接法点焊（低电压、高电流，焊接接触时间一般不超过0.5s）在一起形成的钢筋网片。是一种代替传统人工制作、绑扎的新型、高效、优质的钢筋混凝土结构的建筑钢筋。钢筋焊接网是建设部重点推广应用的新技术之一。

钢筋焊接网即可用于制作钢筋混凝土预制构件，也可用于现浇混凝土结构，大量用于工业与民用建筑的墙板、楼板、屋面板等。在市政、水利工程领域如:混凝土路面、桥面铺装、桥涵挡墙和基础混凝土以及污水处理池、水库等工程中也有广泛用途。焊接网也可利用弯网机弯成各种不同的形状来适应不同构件的需要。目前，焊接网的应用范围已从板类构件为主扩大到包括梁、柱类构件的多种类型结构。

2．钢筋焊接网在国内外的应用与发展

钢筋焊接网是20世纪初在欧洲产生的,德国、美国、意大利、奥地利、法国等欧美国家20世纪初，就对钢筋焊接网混凝土构件的结构性能进行了较多的试验研究，并相继制定了钢筋焊接网标准、图集、规程、使用手册。经近百年的应用与发展,在国外已被建筑界广泛采用。目前德国钢筋混凝土结构中钢筋焊接网的用量己占钢筋总用量的50~65%以上，并且还在继续增长。

在亚太地区钢筋焊接网的应用也得到一定发展。日本、澳大利亚、新加坡等国的焊接网应用较早，在上世纪50年代就制订了焊接网产品标准，并在钢筋混凝土结构规范和设计手册中对焊接网的构造要求等作了专门规定。焊接网已大量用在现浇混凝土板类构件和构筑物中，目前焊接网的产量大约占35%以上。

钢筋焊接网技术是20世纪八十年代末九十年代初引入我国的，10年多来，特别是近几年，得到迅速发展，成为建设部重点推广的新钢种。冷轧带肋钢筋的迅速发展，为焊接网的发展提供良好条件。我国焊接网产品首部标准已于1995年12月起实施，对于指导生产、保证产品质量具有重要的意义。据不完全统计，截止2000年10月，国内应用焊接网的民用与工业房屋建筑工程有500多项。主要用在高层及多层住宅、办公楼、宾馆、医院、学校、仓库、厂房等建筑的楼板、屋面板、墙体、地坪、地下室墙壁、基础以及游泳池的池壁、池底等部位。工程主要分布在珠江三角洲、上海市、江苏省、北京及两湖地区。同期，国内钢筋焊接网在道路、桥梁中的应用也达180多项。

目前，水利系统钢筋焊接网的应用还比较少，我院在南水北调济平干渠工程、胶东地区引黄调水工程等水利工程设计中，引用了这项新技术。经在济平干渠工程的应用，效果良好。在即将开工的胶东调水倒虹吸和暗渠工程中的应用也将进一步验证这项技术的优良性能。

3．钢筋焊接网的特点：

3.1改善混凝土结构性能、提高钢筋工程质量

钢筋焊接网片是在工厂加工而成，网格间距尺寸、钢筋数量准确，克服了传统人工绑扎时由人工摆放钢筋造成间距尺寸误差大、绑扎质量出现漏扎、缺扣的现象。焊接网的网格尺寸非常规整，远超过手工绑扎网。网片刚度大，弹性好，浇注混凝土时钢筋不易局部弯折、不产生变位，混凝土保护层厚度均匀、易于控制，明显提高钢筋工程质量。由于采用纵、横钢筋点焊成网状结构，达到共同均匀受力起粘结锚的目的，加上钢筋断面的横肋变形、增强了与混凝土的握裹力，使得所形成的混凝土结构受弯构件的结构性能得到改善，有效地防止了混凝土裂缝的产生，提高了钢筋混凝土的内在质量。试验研究分析表明：在混凝土路面内配置焊接网铺装层时，可有效减少70％左右的由于荷载或湿度引起的混凝土表面龟裂。对于混凝土受弯板类构件，使用焊接网可以提高板刚度50％左右，提高抗裂性能约30％，有效减少裂缝宽度约50％。

3.2提高生产效率、加快施工进度

钢筋焊接网将原来现场制作的全部工序及90％以上的绑扎成型工序全部进行了工厂化生产，除保证钢筋制作、绑扎的质量外，还可大量降低钢筋安装工时，减少用工数量。从济平干渠使用焊接网的南大沙河倒虹吸与采用普通绑扎网的田山沉沙池倒虹吸的比较看，使用焊接网比绑扎网少用人工60％左右，提高钢筋制作安装速度50％左右，大大缩短了工程的施工周期，节约了施工排水费用。即将开工的胶东供水工程，排水问题也是工程施工的难点，钢筋焊接网的使用，将会给工程的顺利进展创造良好的条件。

3.3节约钢材、净化施工环境

由于焊接钢筋是一种规模化连续生产方式，可以最大限度减少对钢筋加工过程的损耗，据统计，扣除单元搭接所增加的用钢量后还可以节省钢材2％左右。由于采用工厂化专业化生产，按施工进度运到现场后即吊运至作业面，现场不必设钢筋加工场地，即节约了场地又提高了现场管理水平。同时，还可以解决调直钢筋时所产生的噪音污染等问题，促进了现场文明施工。

3.4方便质量控制和工程验收

采用按照产品标准生产的合格焊接网，在安装和验收过程中，只要严格控制和检查网片的搭接长度和锚固长度就可以保证安装质量。安装简单，检查方便。可以有效避免因人为影响而造成的钢筋根数误差和规格错误。免去了验收时检查钢筋规格、间距、钢筋漏扎、绑扎不牢固和错扎等大量的繁琐工作。

4．在水利工程中推广使用尚需合理解决的问题

钢筋焊接网作为钢筋工程的技术进步的确有许多优点，钢筋施工走焊接网道路是世界钢筋工业发展的潮流。焊接网既是一种新型、高性能结构材料，也是一种高效施工技术，是钢筋施工由手工操作向工厂化、商品化的根本转变。目前，该技术在建筑、道路等领域中的应用，已趋于成熟。在水利工程中推广使用时，尚需处理好以下几点：

（1）深入了解钢筋焊接网的性能特点，选择能充分发挥其优势的工程进行合理应用。可由易到难，先在远距离调水工程的倒虹吸、暗渠及桥面铺装等构件上应用。注意总结经验，同时积极准备在其它构件中试点应用。

焊接钢管篇10

关键词：压力钢管 焊接 控制

1 工程特点

河南宝泉抽水蓄能电站输水系统压力钢管由四条引水和四条尾水高压支管组成，引水压力钢管采用河南舞阳钢厂生产的WH80Q、WDB620及16MnR钢板，尾水压力钢管均采用16MnR钢板组成。钢管制作的纵缝均采用了埋弧自动焊,部分厂内组装环缝也采取了埋弧自动焊，洞内钢管安装环缝均为手工电弧焊。由于WH80Q钢板属于国内首次生产并投入使用，并采取异种钢材的过渡焊接，对焊接技术和焊接管理提出较高的要求，来保证焊接工程质量。

2 焊接质量管理机构的建立

首先建立相对独立的焊接质量管理机构，规划、制定焊接质量目标，严格控制施工过程中焊接质量，强化焊接工艺纪律。针对工程的实际特点，制定了有针对性的管理性条款，并在工程进行中严格执行。落实具体的施工组织措施，质量管理措施及相应的保证措施，以确保施工进度的加快与焊接质量的提高。

3 焊接前的管理

3.1 钢材的管理

钢板到厂后，根据钢板采购合同进行检查验收。钢材的各项性能指标（包括尺寸、偏差、化学成分、机械性能等）应符合采购合同规定的要求，并具有出厂合格证明书和质量保证书。同时进行外部检查和抽样复核,对于严重外部缺陷的应挑除不用。对新使用的材料须进行化学成分分析、机械性能试验及可焊性试验后，方可投产使用。

每批号钢板（由同一炉罐号，同一厚度，同一热处理制度的钢板组成）的抽样复检项目、取样数量、取样方法及试验方法应符合下表的规定。

化学分析取样位置及方法按照 GB 222钢材的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差执行；力学性能试样的取样位置及方法按照 GB/T2975 钢材力学及工艺性能试验取样规定执行。钢板的超声波检查按照 GB/T 2970-中厚钢板超声波检验方法进行，16MnRⅢ级为合格，抽查率为2%；WDB620、WH80QⅡ级为合格，抽查率为100%。

到货的钢板存放时应垫离地面，并加以遮盖措施以防雨雪，注意通风防潮，以免锈蚀。存放过程中还应注意防止灰尘、油脂以及酸性有机物的污染。

3.2 焊接材料的管理

正确的选用焊接材料是保证焊接质量的基础和先决条件，焊接材料的选用应根据母材的化学成分、机械性能、结构特点和接头型式、使用条件以及焊接方法等综合考虑，与焊接钢材的特性相适应。选用的焊丝、焊剂以及焊条，应符合国家标准,采用低氢型焊条或焊剂。 在钢管焊接投产前，焊接材料的使用必须在焊接工艺试验中证明其可焊性能符合焊接质量要求后,才能用于压力钢管的焊接.到场的焊接材料，厂家应出具出厂合格证和质量证明书。并设置专门的焊接材料管理员，对焊接材料进行检查和验收，检查内容如下；

⑴核对焊接材料的选用是否正确：

⑵核对焊接材料的实物标记：

⑶检查焊接材料的表面质量：

⑷检查焊接材料的工艺性处理：

焊接材料入库后即应建立相应的库存档案，焊接材料管理员依据《焊接材料质量管理规程》要求，进行库存保管、出库和焊接材料的发放工作，并做好详细的记录。

3.3焊接设备的管理

⑴焊接设备必须具有参数稳定,调节灵活和安全可靠性能,并能够满足焊接规范要求.

⑵焊接设备上的电流表、电压表定期检定，规范参数调节装置定期检查，以保证其正常运行。

⑶手工电弧焊与埋弧焊均应优先选用交流电，采用埋弧焊时应设置专门的变压器，保证焊接的稳定性。

3.4 焊工的管理

要保证焊接工程质量,必须有一只稳定、高素质、高质量的焊工队伍。焊接施工前对焊工进行严格的焊前培训,首先进行基本知识的培训，在取得基本知识考试合格后，方能参加操作技能考试。考试过程中认真贯彻《水工金属结构焊工考试规则》、或《锅炉压力容器焊工考试规则》，达到标准方能上岗。对焊工管理内容包括：

⑴焊工的资质审核与持证；

⑵焊工的培训计划及焊工培训技术管理；

⑶质量保证及各项制度的建立和完善；

⑷焊工考试及焊接技术比武；

⑸焊接质量监督及焊工技术档案管理。

3.5 焊接工艺管理

成功的焊接工艺是保证焊接工程质量的必要条件，其内容包括：

⑴焊接工艺方案的编制；根据会审的施工图纸和技术要求，所提供的焊接工艺设计及厂家提供的焊接参数，编制焊接施工工艺方案。

⑵焊接工艺评定；钢管焊接前按有关标准进行严格的焊接试验和工艺评定，工艺评定的数量，应满足施工生产的需求。

⑶制定焊接作业指导书；依据焊接工艺评定综合报告的有关参数 和条件，而制定焊接作业指导书及施工技术措施，它是施焊过程的技术文件，是焊工从事钢管焊接的重要依据。

4 焊接管理

4.1 焊接前及焊接过程中,按照合同文件及有关规定,进行焊接试板生产性焊接试验,合格后方可进行大批量生产作业。

4.2 焊工资格审查：现场参加焊接人员必须通过焊工资格考试，取得焊工资格后，方可参加焊接作业。

4.3 焊接环境的检查：焊接环境因素的影响，对焊接质量的保证有着较大的相关作用。湿度大于90%，风力大于10m/s，温度低于0℃，无特殊防护措施，均不得施焊。

4.4 焊接件装配检查：装配质量是决定焊接质量的重要环节，装配间隙、错边量及装配工艺等对焊接质量都有较大的影响。内容如下：

⑴装配结构的检查

①构件的位置和空间角度应符合图纸设计要求；

②焊缝的分布和位置应符合图纸设计及工艺要求；

③对坡口的形状、尺寸、间隙、错边量应符合工艺规定要求；

④坡口及其边缘不得有油污、铁锈及影响焊接质量的杂物；

⑵装配工艺的检查

①高强钢定位焊接部位，按照工艺规定进行预热，避免产生表面 裂纹；

②装配的顺序应符合工艺规定要求；

③定位焊采用的焊接材料应与主焊缝的焊接材料相同，定位焊缝 不允许有裂纹等缺陷，影响到主焊缝的焊接质量；

④异种钢焊接在装配工作结束后和进行焊接之前，应对焊接件的材质进行符合检查。

4.5 焊前预热：氢的聚集、淬硬组织的产生和应力的存在是导致冷裂纹的重要原因，而焊接预热可避免不利因素的作用。

⑴有去氢作用：预热可减小焊接接头部位的温度梯度，可延长焊缝金属的高温区停留时间，有利于氢的充分逸出。在氢聚集和逸出的过程中，金属处在高温状态塑性较好，降低了氢至裂纹的危险。

⑵避免形成淬硬组织：预热可降低焊接区的冷却速度，避免产生淬硬组织，从而改善焊接接头的塑性，降低裂纹倾向。

⑶减缓内应力：预热可使焊接部位的温度趋于均匀分布，减小由于温度不均造成的热应力，从而缓和焊接接头存在的内应力。

从上述原因可以看出，根据焊接工艺要求进行焊前预热是必不

可少的工艺环节，对于高强钢的焊前预热处理，显得尤为重要。

4.6 焊接过程的控制：

⑴复核焊接工艺方法。复核现场施焊人员的焊接方法是否符合工艺要求，焊接方法是否合理是保证焊接质量的重要条件。

⑵复核焊接材料。正确的使用焊接材料，才能保证焊缝的性能达到设计或达到母材的要求。特别是高强钢的焊接，能否正确使用焊接材料对于焊接质量的保证尤为重要。

⑶复核焊接顺序。正确的焊接顺序可以减小焊接应力，有效地控制焊接变形和减小校正工作量。施焊人员要严格按照焊接工艺规定的焊接顺序进行焊接。

⑷复核焊接线能量、层间温度等。焊接技术员随时复核焊接电流、电压、焊接线能量，保证在工艺规范之内。在焊接过程中，根据工件的温度变化情况，随时复核焊接区的层间温度，当工件的温度小于层间温度的规范值时，重新加热到工艺规范值后继续焊接，以保证焊接质量，并对每层、每道的焊接参数和层间温度规范记录。

⑸检查焊道表面质量。对于多道焊或多层焊，焊道的质量决定焊缝的质量，焊道缺陷的积累或重叠，造成焊缝产生较多的缺陷。因此，焊工要对每个、每层焊道质量检查，发现缺陷及时消除，预防缺陷的增加和扩大，保证焊缝的质量。

⑹后热处理工艺。焊接后立即对焊件进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施（后热），后热的温度和时间根据工艺要求进行。后热可缓减焊接接头的冷却速度和加速扩散氢逸出，防止产生延迟裂纹。焊缝的含氢量与加热温度、保温时间的关系如下图

由此可见后热处理工艺对焊缝内氢含量的影响,尤其高强钢焊接后热处理是十分必要的，是保证焊缝质量重要环节之一。

5 焊后的质量检验

5.1 焊缝外观目视检验

⑴是否存在着裂纹、夹渣、焊瘤、凹坑、飞溅等不允许缺陷；

⑵气孔、咬边是否符合有关标准规定；

⑶母材划伤部位不应有明显棱角和沟槽，伤痕深度不超过有关标准规定；

⑷发现不允许缺陷应及时清除、焊补或修磨，使焊缝的表面质量符合相关要求。

5.2 焊缝形状尺寸的检验

⑴焊缝高低、宽窄及结晶鱼鳞波应均匀变化；

⑵焊缝完整不得有漏焊，连接处圆滑过渡；

⑶角变形应满足相关要求；

5.3 焊缝无损探伤检验

⑴根据有关规定和检测比例对钢管焊缝进行超声波探伤，检测焊缝区及热影响区是否存在夹渣、裂纹、气孔等缺陷，并作好详细的记录，一方面便于评定钢管质量，另一方面便于对缺陷进行修补和监视缺陷钢管使用过程中是否扩散而造成严重后果；

⑵X射线探伤根据设计及相关规定的透照比例进行内部质量的检测，要求胶片影像清晰、直观，能够观察缺陷的位置、形状、大小及分布情况；

⑶焊缝表面或近表面缺陷无法用判定时，可根据现场情况采用着色渗透或磁粉探伤，检测时应考虑母材、静应力、操作温度、厚度、塑性变形等因素的影响。

6 焊缝返修管理

⑴对需要返修的缺陷分析产生的原因，提出改进措施，编制焊接返修工艺；

⑵焊缝同一位置返修次数不宜超过二次，如果进行二次返修，需经过有关技术人员同意，方可进行返修；

⑶返修前需将缺陷处理干净，必要时可采用表面探伤检验确认；

⑷待补焊的部位应该宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽，且两端有一定的坡度；

⑸需要预热的部位，预热温度应较原焊缝适当提高；

⑹返修后的焊缝性能和质量要求应与原焊缝相同。

7 结束语