城市管网管道焊接新工艺

随着我国油气工业的快速发展，我国油气长输管道建设高峰期已经到来。长输油气管道越来越向大口径、高压力输送方向发展。而管道施工建设过程中应用的长输管道下向焊技术自 20 世纪 60 年代引进我国以来，经过几十年的发展，目前已具有成熟的手工纤维素下向焊技术和药芯半自动下向焊技术，并且往全自动化焊方向发展。

熊谷公司通过反复试验和在工程中的实际应用，分析不同工艺参数及操作手法对焊接质量的影响，制定了合理的焊接工艺匹配参数，并确定了恰当的焊接操作手法，这一组合焊接工艺焊接速度快，力学性能好，环境适应能力强（抗风能力强），便于野外施工和流水作业，适用于油气管道、自来水管、城市热力管网、城市污水管道等对质量要求高的管道的焊接 ,也让城市管网管道焊接有了新的工艺选择。

一、 纤维素下向焊的技术优势

纤维素下向焊工艺是目前X65钢级以下管线施工中被广泛使用的一种焊接方法。其焊接特点是，在管道水平放置固定不动的情况下，焊接热源从顶部中心开始垂直向下焊接，一直到底部中心。其焊接部位的先后顺序是：平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。下向焊焊接工艺采用纤维素下向焊焊条，该焊条以其独特的药皮配方设计，传统的由下向上施焊方法与之是无法比拟的。下向焊纤维素焊条具有优异的填充间隙性能，对管子的对口间隙不苛刻，焊缝背面成型好，易于获得高质量的焊缝，特别适用于打底焊焊接。

纤维素下向焊的特点：

1、 焊接速度快，生产效率高：该种焊条铁水浓度低，不淌渣，比低氢碱性焊条由下向上施焊快 2-3 倍。

2 、焊接质量好：焊缝的根部成型饱满，电弧吹力大，穿透均匀，焊道背面成型美观，热影响区小，抗风能力强，焊接一次合格率可达 97%以上，适于野外作业。

3 、减少焊接材料的消耗：相比传统的向上焊接方法焊条消耗量减少20-30%。

4 、力学性能好:和传统的 ER50-6(俗称 J50)氩弧焊丝具有同样的屈服、抗拉、延伸率和低温冲击参数。

20 世纪 90 年代以来，自保护药芯焊丝半自动焊接技术逐渐在我国的油气长输管道建设中应用发展起来，由于半自动焊具有生产效率高、焊接质量好、经济性好、易于掌握等优点，成为目前较为先进的长输管道焊接技术。药芯焊丝自保护下向焊自动化程度高，焊接质量好，焊材利用充分，焊接熔敷量大，比手弧焊焊道少，熔化速度比纤维素手工下向焊提高 15% - 20%。焊渣薄，脱渣容易，减少了层间清渣时间。其焊接设备具有通用性且工程所需焊机和辅助工装数量少，既可用于半自动焊，也可用于手弧焊或其他焊接方法的焊接，设备综合成本低。因而药芯焊丝自保护焊作为一项先进的施工技术，在大口径长输管道的焊接中得到迅速推广，随着国家城市建设的扩容，对大口径自来水管、城市热力管网、城市污水管道的建设需求增大，对管输安全、焊接质量和效率都提出了更高要求，作为一种在油气管道应用的一种成熟的焊接技术，可以在这一领域进行大面积推广应用，在兰州白银、廊坊城市供热、包头城市供热等管道 建设得以应用。

二、药芯焊丝自保护半自动焊技术的优势

药芯焊丝技术在各种位置的焊接能广泛适用，其连续性适于自动化过程生产，本文以施工中某型号钢管焊接为例，介绍其主要优点如下：

1、焊接质量好

由于在焊接接头处经常容易发生焊接缺陷，尤其是同等管径的钢管手工下向焊接头数比半自动焊接头数多，采用半自动焊降低了缺陷的产生机率。通常应用的自保护焊丝属低氢金属焊丝，由此可知，半自动焊可降低焊缝中的氢含量。同时，半自动焊热输入高，可降低焊缝冷却速度，有助于氢的逸出、减少和防止出现冷裂纹。

        2、焊接效率高

药芯焊丝把断续的焊接过程变为连续的生产方式，半自动焊熔敷量大，比手工焊焊道少，熔化速度比纤维素手工下向焊提高 20% -30%。焊渣薄，脱渣容易，减少了层间清渣时间。

3、焊接综合成本低

半自动焊接设备具有通用性，可用于半自动焊，也可用于手弧焊或其它焊接方法的焊接。以焊接厚度为 8.7 mm 钢管为例，手工焊至少需 3 组焊工完成，半自动焊只需 2 组焊工，至少可减少 2 名焊工，也相应减少了焊机数量和辅助工装数量。同时，药芯焊丝有效利用率高，焊接坡口小，既节省了填充金属使用量，又提高了焊接速度，综合成本仅是手弧焊的一半。

4、适应性强

药芯焊丝自保护焊是依赖药芯燃烧分解出的气体及熔渣保护熔池和焊缝金属的电弧焊方法，无须外加保护气体，抗风性好，适应于野外作业环境，而且药芯焊丝对保管、使用要求较低，焊机和送丝机可合为一体， 且体积小和重量轻，辅助设备少，工程适应能力大大提高。