管道向下立焊焊接工艺

管道向下立焊焊接工艺

【摘要】结合本人在生产实习教学中的经验，通过分析管道向下立焊的特点，浅述管道向下立焊的焊接工艺过程与操作手法及有关事项。

在输油气管线的焊接施工中，以往大多采用向上立焊。但向上立焊存在焊接速度慢、生产效率低、焊接材料消耗大及工人劳动强度大等缺点，因此大力推广焊接速度快、生产效率高、消耗少及劳动强度低的向下立焊焊接工艺很有必要。

1. 管道向下立焊的特点

（1）向下立焊时，焊条自上而下运条，由于焊缝多处于立仰焊位置，熔池金属的流动速度明显加快，这就要求提高焊接速度，同时也要求熔滴向熔池的过渡速度随之加快，因而要求选用较大的焊接电流，以增加电弧吹力和电磁收缩力，减少熔滴表面的张力，加快熔滴过渡，增大熔深，提高填充金属的覆盖性能。

（2）为防止熔渣过快向前流动造成夹渣，或因为熔渣保护不良，影响焊缝质量和成形，要求使用短渣焊条，因此向下立焊要求使用专用的立向下焊条。

（3）由于向下立焊时焊接速度快，所以焊接热输入少，焊接接头具有良好的力学性能，变形也大大减少。

2. 管道向下立焊焊接工艺

（1）焊前准备为降低焊缝中氢的含量，焊前必须对焊接区的铁锈、油污、水等杂质进行严格的清理，以避免引起焊缝气孔。①采用机械清理法、化学清理法及机械化学综合清理法。②清理要求焊接接头露出金属光泽（焊缝两侧各20mm 范围）。如果是化学清理还要注意用清水冲洗，并经干燥处理。

（2）装配定位焊因向下立焊时对装配要求很高，应尽可能避免错边，最好采用对口器对口。如果由于焊接母材而存在错边且没法消除时，其错边位置绝不允许放在管子的6点位置，最好放在3点或9点位置。管子定位焊缝长及数量根据管径的不同而不同。管径＞100mm，定位不应少于3处；管径≤100mm时，定位焊缝长度在5～10mm；管径＞100mm时，定位焊缝长度应≥15mm。定位焊位置以放在2点、6点和10点为宜（考试时是不允许在6点位置有定位焊缝的）。

（3）焊接材料向下立焊焊接材料的选择应考虑两方面的因素：一是母材的材质，二是管道输送的介质。

由于输油气管道多为结构钢材料，应该按等强原则来选择焊条，因此要求焊接材料的强度级别与母材基本相同。如果管道是属于输气管线，则应选用低氢型向下立焊焊条，因为输气管线对焊接接头的性能要求高，而低氢型焊条能很好地减少接头中的氢含量，提高接头性能。如果是输油、水管道，则可以选用纤维素型向下立焊焊条。

碱性焊条在焊前要进行烘干处理，其烘干温度是350～400℃，保温时间是1～2h。烘干时焊条必须分层平放，ф3.2mm的焊条最多不能超过5层，ф4mm

的焊条最多不能超过3层，且重复烘干次数不能超过3次，并且必须随用随取，焊接时所用焊条必须放在保温桶中。

（4）焊接电源及极性应用碱性焊条必须选择直流焊接电源。为提高焊接电弧燃烧的稳定性、减少飞溅和气孔的产生，必须采用直流反极性接法。

（5）坡口形状及尺寸为了便于加工，易采用V形坡口，形状尺寸视具体情况而定。

（6）焊接参数向下立焊焊接速度快，焊条不宜采用较大的横向摆动，最好使用直线运条，并遵循多层多道焊原则（见下表）。其焊接的层数可按下式估算：N＝δ/md

式中 n──焊接层数；

δ──焊件厚度；

m──经验系数（m＝0.8～1）。

（7）其他工艺措施根据管道材料及工作环境的不同可采取以下工艺措施来提高接头质量。①焊前预热。焊前预热能有效降低焊后冷却速度，减少淬硬程度，防止裂纹产生，并可以减少热影响区因温差而造成的焊接应力。预热温度因材而异，预热宽度每侧不得少于板厚的

3. 管道向下立焊焊接操作

（1）底道焊焊接分两个半圈完成，先焊右半圈，后焊左半圈。右半圈从12点前5～10mm处起焊，在坡口表面引燃电弧，然后将电弧引到起焊位置，待钝边熔透后即沿焊缝向下施焊。在焊接过程中要注意观察熔池的大小及击穿情况，采用短弧焊接，及时调整焊条角度，焊后应彻底清除熔渣，特别是焊缝与坡口的接合线上更要严格清理。

（2）填充层焊道可根据具体情况采用单道焊或多道焊，其操作与底道基本相同。如果采用多道焊则要注意相邻焊道间的重叠量（重叠1/3～2/3），以避免焊道间产生沟槽，而引起夹渣。同时，填充层不能破坏坡口线，当焊至距管表面1～1.5mm时即中止填充层焊接。

（3）盖面焊道盖面层焊接时，焊接电流应比中间层少5～10A，为了便于控制焊缝宽度，焊条可以稍做摆动。