1、焊接控制和底片成型焊接控制和底片成型前 言 焊接是長輸天然氣管道施工中最重要工序之一，焊接質量直接關系著管道的運行安全及使用壽命。根據管道的材質、直徑、壁厚及施工地點的地形、氣候特征等因素選擇合理的焊接方法是管道焊接質量最基本的保證，同時也是提高工程效率、節省工程投資的有效途徑。前 言 焊接的發展歷史： 焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，使同性或異性兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接應用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊和鍛焊，就是鐵與銅的鑄焊件。19世紀初，英國的戴維斯發現電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫熱源；18851887年,俄國的別納爾

2、多斯發明碳極電弧焊鉗；1900年又出現了鋁熱焊。20世紀初，碳極電弧焊和氣焊得到應用，同時還出現了薄藥皮焊條電弧焊，電弧比較穩定，焊接熔池受到熔渣保護，焊接質量得到提高，使手工電弧焊進入實用階段，電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。 焊接的發展歷史： 焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，使同焊接方法主要分為三大類 1、熔焊 熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體 2、壓焊 壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態下實現原子間結合，又稱固態焊接。常用的壓焊

3、工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態時，在軸向壓力作用下連接成為一體焊接方法主要分為三大類3、釬焊 釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現原子間的相互擴散，從而實現焊接的方法。 以上焊接方法中包含很多小的焊接方法：普遍使用的焊接方法：傳統焊（手工焊）、半自動、全自動、氬弧焊、埋弧焊等等。 3、釬焊電弧焊氬弧焊CO2保護焊氧氣-乙炔焊傳統焊半自動焊自動焊電弧焊氬弧焊CO2保護焊氧氣-乙炔焊傳統焊半自動焊自動焊長輸天然氣管道常用焊接方法及特點 1、手

4、工焊條下向焊 2、手工鎢極氬弧焊 3、半自動下向焊 4、自動焊1.1 手工焊條下向焊： 手工焊條下向焊自20世紀60年代運用國內長輸管道以來，經歷幾十年的發展，目前已經比較成熟，廣泛應用于長輸天然氣管道的焊接 手工焊條下向焊是從管道頂部中心引弧，自上而下一直到管道地步中心進行全位置焊接，手工焊條下向焊與暢通的上向焊相比。具有焊接速度快、焊縫成形美觀、焊縫質量好、打底焊時可以單面焊雙面成形、節省焊接材料、降低工人的勞動強度等優點。長輸天然氣管道常用焊接方法及特點1.1.1手工焊條下向焊焊條的選用 手工焊條下向焊需采用下向焊專用焊條。根據所用焊條的不同，手工焊條下向焊又分為全纖維素手工下向焊、混和

5、型手工下向焊。 全纖維素手工下向焊 全纖維素手工下向焊是指在長輸管道現場組焊時，根焊、熱焊、填充焊、蓋面焊均采用纖維素型焊條的手工下向焊接方式，其工藝的關鍵在于根焊時要求單面焊雙面成形。全纖維素手工瞎想焊是長輸天然氣管道中普遍采用的一種焊接方法，主要應用于材質等級較低的薄壁大口徑管道的焊接。 1.1.1手工焊條下向焊焊條的選用1.1.2、混合型手工下向焊 混和型手工下向焊是指在長輸管道的現場組焊時，采用纖維素型焊條根焊、熱焊、低氧型焊條填充焊，蓋面焊的手工下向焊接方式，主要用語材質等級較高、對焊接接頭韌性要求較高、輸送介質硫含量較高及需要在寒冷環境中運行的管道的焊接1.1.2、混合型手工下向焊

6、1.3 半自動下向焊 半自動下向焊工藝自20世界90年代逐漸應用到國內長輸天然氣管道工程中。半自動下向焊是指焊接電弧電壓和送絲速度由送絲機控制，焊接電流由焊機自動調節，焊接速度和焊絲伸出長度由焊工手動控制的一種半自動化的焊接方式。半自動下向焊方法主要分為藥芯焊絲自保護半自動下向焊和活性氣體保護半自動下向焊兩種，藥芯焊絲自保護半自動下向焊在工程中應用較多。 藥芯焊絲自保護半自動下向焊是靠藥芯高溫分解釋放出的大量氣體對電弧和熔池進行保護，同行四有少量的熔渣對熔池和凝固焊縫金屬進行保護的一種高效優質的焊接方法. 1.3 半自動下向焊半自動下向焊的特點： 藥芯焊絲自保護半自動下向焊中的藥芯焊絲把斷續的

7、焊接過程變為了連續的生產方式，減少了焊接接頭的數量，提高了焊縫質量和勞動生產率.藥芯焊絲自寶盒半自動下向焊工藝具有性能優良、電弧穩定、成形美觀、效率高、綜合成本底等優點。藥芯焊絲自保護半自動下向焊對焊接環境要求較低，一般在風速小于8m/s濕度小于90%、溫度大雨5C的環境下，焊接作業可不采取防護措施，尤其適合野外作業。半自動下向焊的特點：焊接質量的控制焊接工藝焊前質量控制焊接過程的質量控制焊接質量的控制工藝評定立項下達評定任務書編制評定試驗計劃編寫焊接工藝評定報告焊接試件檢驗編制焊接工藝指導書準備試件和焊接1、焊接工藝焊接工藝評定程序工藝評定立項下達評定任務書編制評定試驗計劃編寫焊接工藝評定報

8、焊接工藝的目的： 驗證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性和評定施焊單位的能力，提高焊接質量。焊接工藝所包含項： 不同的焊接方法有不同的焊接工藝：焊接工藝主要根據被焊工件的材質、牌號、化學成分，焊件結構類型，焊接性能要求來確定。首先要確定焊接方法，在制定焊接工藝參數等， 焊接工藝的目的：焊接質量ContentsContents焊接人員 態度 個人能力設備/材料 性能 型號規格焊接質量焊接質量ContentsContents焊接人員設備/材料焊2、焊前質量控制：1、掌握標準 在施工錢，施工管理人員和技術人員應全面了解和掌握管道建設所執行的各項標準，在此基礎上根據設計圖紙，制定出切實可行的管道施工方案。

9、 2、建立各項規章制度 建立健全質量保證體系及質量管理制度，質量保證體系責任人員的資質應滿足工程施工的要求并應在施工過程中認真負責做好本質工作，在焊接工藝規程之外，編制專門的焊接作業指導書以知道實際生產。 3、焊工資格控制 焊接前焊工應經過資格審定考核和資格認定考核，資格審定考核由地方技術監督部門進行，資格認定考核由業主組織進行。取得上崗資格的焊工必須進行其合格項目范圍內的焊接工作2、焊前質量控制：4、焊接材料控制 焊接材料的儲存、發放和領用執行規范和項目的材料管理規定。焊接材料必須有原始內容應齊全的質保書或復印件，并經建設單位質檢部門蓋章確認，有關數據應符合材料相應標準的規定，實物上的標記與

10、質保書內容相一致。材料必須經驗收合格后，方可入庫或使用，領發料應有嚴格的手續。焊接材料須復檢報審合格后方顆使用焊材庫中濕度超標。焊材庫中一筒焊條包裝已開啟，無法保證焊條密封、不受潮。4、焊接材料控制焊材庫中濕度超標。焊材庫中一筒焊條包裝已開啟 5、管口組隊控制 5.1 坡口型式和尺寸應符合焊接工藝規程要求 5.2 管口組隊 a）管道組隊時，不得強力對口，不得損壞鋼管的外防腐 層，對特殊地段的管道組裝，鋼管應采取錨固和牽引等措施，在管段的組隊采用內對口器，在根焊道焊完完成后，才能撤出內對口器，在使用外對口器時，根焊道必須焊完60%以上，且分布均勻，才能撤出外對口器 5、管口組隊控制b） 組隊前用

11、清罐器清除管內雜物，用鋼絲刷清除管段25MM范圍的油污、鐵銹、毛刺等，并打磨露出金屬光澤。管口清理完畢后，應立即轉入組裝焊接工序，其間隔不宜超過3h，以避免二次清管。c） 管口組隊的錯邊量均勻分布在圓周上，根焊完成后，禁止校正管子接口的錯邊量，嚴禁用錘擊方法強行組隊管口。d） 管道組隊完畢，由質量員按工藝進行對口質量檢驗，填好組對記錄，經監理復查合格后方可允許焊接。e） 管口組隊質量檢查應符合工藝要求b） 組隊前用清罐器清除管內雜物，用鋼絲刷清除管1.6、焊口預熱控制 焊口預熱溫度100C，但上限不超過管理防腐材料鎖許可的溫度，采用環形火焰加熱或貧加熱方法進行預熱，預熱款對以坡口兩側寬度各大雨

12、75mm，預熱時為保障預熱范圍內溫度合格，采用測溫筆或測溫儀均勻分布在圓周上測量，當溫度滿足時，預熱熱源撤走后，應盡快開始焊接。3、焊接過程的質量控制 焊接過程是巨鼎焊縫質量的主要緩解，在這個環節中最重要的一點就是焊工在操作過程中一定要嚴格遵守焊接工藝規程中的焊接規格參數和焊接作業指導書中的各項要求，尤其是焊接電流的大小。 1.6、焊口預熱控制3.1、根焊層的質量控制 a） 預防未焊透：施焊前，操作人員應進行施焊，調整焊接參數；檢查管口清理質量，管內外表面坡口兩側應清理至呈現金屬光澤。施焊中，嚴格控制溶孔直徑，并保持勻速運條；每次停弧后，用角磨機對接頭進行打磨，要形成圓滑過度， b） 預防內凹

13、：內凹一般產生在焊縫的仰焊部位，在施焊中，其焊接電流一般比平焊小，在焊接過程中焊條盡量伸向根部。 3.2、熱焊層的質量控制 熱焊層焊接一般易產生夾渣、燒穿等缺陷，因此在熱焊層焊接中主要預防夾渣，施焊前，操作人員應檢查根焊層清根質量，注意電弧在坡口邊緣的停留時間，根據焊接位置的變化變換運條方式。3.1、根焊層的質量控制 3.3、填充層的質量控制 在填充層除了防止夾渣外，同時要預防氣孔的產生。施焊中一要嚴格控制電弧長度， 二要清清凈上層的熔渣及焊件上的污垢；三是適當演唱焊縫金屬的保溫時間；四是施焊中密切注視熔池的冷卻，發生氣孔馬上停弧處理 3.4、蓋面層的質量控制 焊縫外觀成形均勻一致，焊縫及附近

14、表面上沒有咬邊、氣孔、飛濺等缺陷。焊縫表面不應低于母材表面，焊縫余高應符合工藝要求，超標部位應進行打磨，但不得傷及母材，要圓滑過度。 焊接控制和底片成型 3.5、焊縫返修的質量控制 打磨長度要適當，打磨長度應以返修長度為中心，打磨總長度不應少于返修位置的兩倍，并行程穿行的圓滑過度，打磨深度應超過群賢深度12mm焊縫成型差，焊縫余高超標。焊縫打磨傷及母材。 3.5、焊縫返修的質量控制焊縫成型差，焊縫余高超標。焊縫焊接流程Identit檢查管口 除銹/打磨 焊口組對 合格焊縫預熱預熱溫度100C打底焊 熱焊填充焊 糾正 蓋面焊 不符合要求 外觀檢查焊接流程Identit檢查管口 除銹/打磨 焊縫中

15、常見的的缺陷：（1）未焊透：根部（V、U坡口）的鈍邊未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接頭的機械強度，在未焊透的缺口和端部會形成應力集中點，在焊接件承受載荷時容易導致開裂。 X射線照相底片-未焊透焊縫中常見的的缺陷：X射線照相底片-未焊透（2）未熔合：固體金屬與填充金屬之間（焊道與母材之間），或者填充金屬之間（多道焊時的焊道之間或焊層之間）局部未完全熔化結合。X射線照相底片-未融合（2）未熔合：固體金屬與填充金屬之間（焊道與母材之間），或者（3）氣孔：在熔化焊接過程中，焊縫金屬內的氣體或外界侵入的氣體在熔池金屬冷卻凝固前未來得及逸出而殘留在焊縫金屬內部或表面形成的空穴或孔隙，

16、視其形態可分為單個氣孔、鏈狀氣孔、密集氣孔（包括蜂窩狀氣孔）等，或者焊條的焊劑受潮而在高溫下分解產生氣體，甚至是焊接環境中的濕度太大也會在高溫下分解出氣體等等，這些氣體來不及析出時就會形成氣孔缺陷。盡管氣孔較之其它的缺陷其應力集中趨勢沒有那么大，但是它破壞了焊縫金屬的致密性，減少了焊縫金屬的有效截面積，從而導致焊縫的強度降低。 X射線照相底片-氣孔（3）氣孔：在熔化焊接過程中，焊縫金屬內的氣體或外界侵入的氣（4）夾渣與夾雜物：熔化焊接時的冶金反應產物，例如非金屬雜質（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接時未能逸出，或者多道焊接時清渣不干凈，以至殘留在焊縫金屬內，稱為夾渣或夾雜物。視其形態可分為

17、點狀和條狀，其外形通常是不規則的，其位置可能在焊縫與母材交界處，也可能存在于焊縫內。X射線照相底片-夾渣（4）夾渣與夾雜物：熔化焊接時的冶金反應產物，例如非金屬雜質（5）裂紋：焊縫裂紋是焊接過程中或焊接完成后在焊接區域中出現的金屬局部破裂的表現。焊縫金屬從熔化狀態到冷卻凝固的過程經過熱膨脹與冷收縮變化，有較大的冷收縮應力存在，而且顯微組織也有從高溫到低溫的相變過程而產生組織應力，更加上母材非焊接部位處于冷固態狀況，與焊接部位存在很大的溫差，從而產生熱應力等等，這些應力的共同作用一旦超過了材料的屈服極限，材料將發生塑性變形，超過材料的強度極限則導致開裂。裂紋的存在大大降低了焊接接頭的強度，并且焊

18、縫裂紋的尖端也成為承載后的應力集中點，成為結構斷裂的起源。X射線照相底片-裂紋（5）裂紋：焊縫裂紋是焊接過程中或焊接完成后在焊接區域中出現（6）咬邊與燒穿：這類缺陷屬于焊縫的外部缺陷。當母體金屬熔化過度時造成的穿透（穿孔）即為燒穿。在母體與焊縫熔合線附近因為熔化過強也會造成熔敷金屬與母體金屬的過渡區形成凹陷，即是咬邊。X射線照相底片-燒穿X射線照相底片-咬邊（6）咬邊與燒穿：這類缺陷屬于焊縫的外部缺陷。當母體金屬熔化 （7）內凹或下陷：焊縫根部向上收縮低于母材下表面時稱為內凹，焊縫蓋面低于母材上表面時稱為下陷。 X射線照相底片-內凹 （7）內凹或下陷：焊縫根部向上收縮低于母材下表面時稱為內（8

19、）加強高（也稱為焊冠、蓋面）過高：焊道蓋面層高出母材表面很多，一般焊接工藝對于加強高的高度是有規定的，高出規定值后，加強高與母材的結合轉角很容易成為應力集中處，對管道承載不利。X射線照相底片-加強高（8）加強高（也稱為焊冠、蓋面）過高：焊道蓋面層高出母材表面常見缺陷的產生原因及預防措施一、表面缺陷產生的原因及防止措施：1、焊縫外形尺寸不符合要求： 縫外表高低不平寬窄不一，尺寸過大過小，焊縫的增高量過高或過低，都稱為外形尺寸不符合要求； （1）造成原因：焊接坡口角度不當或間隙不均勻，電源電波動大，（2）防止措施：提高操作技術的熟煉程度，盡量采用短弧焊接；適當的增中焊速，保持正確的運條速度，注意電

20、弧不要在一側停的時間過多。選擇適當的焊接電流嚴格控制熔池溫度不使其過高。 常見缺陷的產生原因及預防措施一、表面缺陷產生的原因及防止措燒穿與焊漏： 在焊縫上形成的穿孔稱為燒穿。液體金屬從焊縫背面漏出凝成金屬瘤，叫焊漏。（1）造成原因：間隙過大，使用的焊接電流過大，造成焊件加熱過度，以及接速度太慢，電弧在焊接處停留時間過長等；這兩種缺陷在薄板焊接時最容易出現。 （2）防止措施：選擇適當的焊接電流和焊接速度；嚴格控制間隙，保證均勻一致；電弧在焊接處停留時間不要過長燒穿與焊漏：內部缺陷的產生原因及預防措施1、氣孔： 在焊縫金屬中形成的空穴叫氣孔。焊縫中常見的氣孔單個氣孔，密集氣孔，鏈狀氣孔，針狀氣孔等

21、。 造成原因： 焊件坡口有油污、油漆、鐵銹、有機物等；焊件表面潮濕，焊條濕度大，烘干操作不符合要求：焊接速度太快；電流過大電弧拉的過長；熔池溫度的吹力大，帶入過多氣體形成氣孔；焊接電流小，焊接速度快，熔池溫度低，氣體來不及從熔化金屬溢出；外界氣溫低，風力大，影響電弧的穩定性；母材坡口處存在夾渣，焊接時夾層中存留氣體受熱排出產生針孔；弧坑處的密集氣孔是由于引弧和熄弧處理不當引起的；運條不當，電弧吹偏也易產生氣孔。防止措施： 要徹底清除坡口處和焊條表面的污物。低氧氫焊條在焊前要烘干；采用短弧進行焊接，防止有害氣體的侵入；預熱可減慢熔池溫度的冷卻速度，有利于氣孔排出；選擇適當的焊接工藝，運條速度不得

22、太快；避免環境因素對焊接質量的影響。內部缺陷的產生原因及預防措施1、氣孔：2、夾渣：夾雜在焊縫中的非金屬夾雜物稱為夾渣。造成原因： 坡口處不清潔，并含有氧化物雜質，焊接時帶入焊縫金屬內；焊件坡口開的鈍邊太大，間隙小，焊條過粗，在焊接過程中電流過小，熔池溫度較低，使熔池金屬凝固速度加快，熔渣來不及浮出；在多層焊中熔渣清理不干凈；運條角度和運條方法不當，熔渣與鐵水混雜在一起妨礙了熔渣上浮。防止措施： 焊接前清理坡口邊緣的污物，如鐵銹等；在多層焊時，必須層層清凈熔渣；選用具有良好工藝性能的焊條，合理的選用焊條直徑，焊接電流；坡口角度不宜過小；正確運條有規律的擺動，攪動熔池液體金屬，促使熔渣與鐵水分離；減慢焊接速度，防止焊縫金屬過快凝固，改善熔渣浮出的條件。2、夾渣：夾雜在