纤维素焊条立向下焊的工(gōng)艺特点

 

                                 纤维素焊条立向下焊的工(gōng)艺特点

近年来，随着石油管道铺设工(gōng)程的发展，大口径管道的焊接工(gōng)艺不断推新(xīn)发展，由过去单一的焊条電(diàn)弧焊（酸性、碱性焊条），发展到管道自动焊、半自动焊工(gōng)艺。焊条電(diàn)弧焊也由结507焊条单一品种全位置施焊发展為(wèi)纤维素焊条立向下焊等高效焊接施工(gōng)工(gōng)艺。改变了普通焊条立向上焊的传统工(gōng)艺方法，将原水平固定管状对接全位置运条操作(zuò)法，改变為(wèi)类似平焊运条法的下向焊，即由12点位置起弧焊至管口下部6点位置结束，提高熔数效率1~3倍，深受管道施工(gōng)单位的好评。西气东输工(gōng)程中(zhōng)大口径管道（Φ1016）根部打底焊和部分(fēn)管道的多(duō)层焊接均采用(yòng)纤维素焊条施焊。

纤维素焊条立向下焊，電(diàn)弧具(jù)有(yǒu)熔深大，穿透力强，根部打底焊单面焊双面成形好，气孔敏感性小(xiǎo)，操作(zuò)难度低，焊缝内外质(zhì)量高，焊工(gōng)易掌握，培训周期短等工(gōng)艺特点。广泛应用(yòng)于石油化工(gōng)、天然气、電(diàn)力、民(mín)用(yòng)行业的输油、输气、输水大口径管道安(ān)装(zhuāng)铺设施工(gōng)中(zhōng)。

1、纤维素焊条药皮成分(fēn)和工(gōng)艺特性

1．1 纤维素焊条药皮的主要成分(fēn)：

25~40%纤维素（木(mù)粉、淀粉、酚醛树脂粉、微量纤维、麦粉等）；

8~16%碳酸盐（碳酸钾、钙等）；

8~20%铁合金（SiO2、TiO2、MnO、FeO、MgO、Al2O3等）；

10~15%金属氧化物(wù)；

20%其它成分(fēn)。

1．2 药皮中(zhōng)大量有(yǒu)机物(wù)分(fēn)解，形成大量气體(tǐ)（CO、CO2、H2、H2O等），对焊缝有(yǒu)很(hěn)强的保护效果，并且電(diàn)弧吹力大，熔滴过渡呈喷射状。

1．3 在直流弧焊机電(diàn)源正接和反接时，其熔滴过渡的形态不同。

a. 直流正接时，焊条端部形成的熔融金属體(tǐ)积小(xiǎo)，電(diàn)弧吹力大，气流足以使焊条端头熔化金属飞离，实现小(xiǎo)颗粒过渡。電(diàn)弧稳定性强，焊缝熔深大，一般适用(yòng)于根部打底焊，单面焊双面成形背面成形好。由于正接電(diàn)弧的飞溅大，熔深大，不易获得满意的表面成形，在热焊、填充焊和盖面焊不常使用(yòng)。

      b. 直流反接时，焊条端部熔融金属几乎完全是块状的熔化金属，表面吹力大，虽有(yǒu)这么大的造气剂也很(hěn)难将熔滴吹成小(xiǎo)颗粒过渡形态。因此，直流反接时，其熔滴过渡為(wèi)接触式短路过渡。每次短路过渡后，由于焊条端部熔融金属體(tǐ)积变小(xiǎo)，在药皮套筒和气流的影响下，又(yòu)出现颗粒过渡形态。所以，纤维素焊条直流反接时是短路过渡伴随颗粒过渡的混合过渡形态。这是不同于其它焊条过渡形态的特殊形式，直流反接一般适用(yòng)于热焊、填充焊、盖面焊层的施焊。

2、纤维素焊条弧焊電(diàn)源的工(gōng)艺特点

2．1 一般普通直流焊条電(diàn)弧焊電(diàn)源，在用(yòng)于纤维素焊条时，会出现断弧、熄弧、“喘息”灭弧，粘条、電(diàn)弧不稳定、过渡颗粒粗大等不良工(gōng)艺现象。因此纤维素焊条的電(diàn)弧電(diàn)压高于普通焊条8~12V（如E6010，U =26~35V）。電(diàn)弧拉長(cháng)时，電(diàn)弧電(diàn)压高过電(diàn)源外特性的恒流段，找不到稳定的工(gōng)作(zuò)点，必然熄弧。而電(diàn)弧電(diàn)压低时，電(diàn)弧電(diàn)压偏低，直流反接时，熔滴短路过渡，熔融金属體(tǐ)积大，很(hěn)容易粘条，尤其是小(xiǎo)電(diàn)流（I =50--70A）。下向焊时，粘条倾向严重，妨碍正常焊接，且焊层接头多(duō)，内部凹陷，气孔、夹渣等缺陷严重。

2．2 纤维素焊条专用(yòng)焊机增设了推力電(diàn)流，在電(diàn)弧较短、電(diàn)弧電(diàn)压低时，在原焊接電(diàn)流值上瞬时加上50~80A的推力電(diàn)流。因此，药皮发气量与電(diàn)流平方成正比关系，電(diàn)弧力也是以電(diàn)流的平方成正比猛增，瞬时将短路熔滴吹开，增加小(xiǎo)颗粒过渡的次数，有(yǒu)效地防止了焊条与熔池粘接的现象发生。

2．3  纤维素焊条专用(yòng)焊机在二次输出回路中(zhōng)串接大容量输出電(diàn)抗器，减缓短路電(diàn)流的上升速度，解决了小(xiǎo)電(diàn)流时電(diàn)弧连续稳定的动特性问题，有(yǒu)效地解决了熄弧、灭弧、粘条现象。Φ3.2纤维素焊条（E6010）在直流正接时，最小(xiǎo)電(diàn)流If=30A。直流反接If=40A时，電(diàn)弧仍然十分(fēn)稳定，这是其它直流弧焊机难于实现的工(gōng)艺参数。

2．4 由于纤维素焊条专用(yòng)焊机上以输出電(diàn)感和控制電(diàn)路上不同于普通焊条弧焊机的電(diàn)源特性，所以在纤维素焊条输出特性上，烧焊碱性焊条（如E5015）電(diàn)弧稳定性降低，又(yòu)带来了碱性焊条的熄弧、粘条等不良工(gōng)艺问题。為(wèi)了兼容两类焊条的熔化特性，直流弧焊机電(diàn)源设计上应该考虑两种最佳特性共存的弧焊電(diàn)源，即满足于纤维素焊条的熔化特性，又(yòu)适合于普通碱性焊条的熔化特性，即在这种弧焊電(diàn)源上各类型焊条的工(gōng)艺特性均达到最佳效果。

据上述思路，时代公(gōng)司研制开发了多(duō)款纤维素焊条和普通焊条工(gōng)艺性能(néng)兼容的直流逆变弧焊机。该焊机设有(yǒu)三个输出端子，一是纤维素焊条，二是普通焊条，三是母材工(gōng)件。正反接转换由快插接头迅速调整。焊接電(diàn)流、推力電(diàn)流调节，焊接電(diàn)流适用(yòng)范围大（20~400A），并设有(yǒu)防触電(diàn)功能(néng)和保护電(diàn)路。几年来，经广大用(yòng)户的使用(yòng)，性能(néng)稳定，可(kě)靠性高，适用(yòng)各类焊条電(diàn)弧焊工(gōng)艺，尤其是纤维素焊条的管道下向焊工(gōng)艺。

3、纤维素焊条的工(gōng)艺参数

3．1 常用(yòng)纤维素焊条有(yǒu)：

    E6010（相当于E4310、J425G）适用(yòng)于打底焊、热焊、填充焊；

    E8010（相当于E5511、J555）适用(yòng)于热焊、填充焊、盖面焊层，一般用(yòng)低氢下向焊条；

    E7048（相当于J506X）焊缝外形整洁、美观。

3．2 常用(yòng)焊接工(gōng)艺规范参数

a)        试件装(zhuāng)配尺寸

坡口角度（a）	对口间隙（c）	钝边尺寸（p）
60°	2-2.5	0.5-1.0

b、焊接工(gōng)艺规范参数

焊接 层次	焊条 直径	電(diàn)源 极性	焊接電(diàn)流 （A）	電(diàn)弧電(diàn)压 （V）	焊接速度 （cm/min）	运条 方法
打底焊	Φ3.2	正接	50-70	22-24	12-15	直拉
热  焊	Φ4.0	反接	90-95	26-28	15-18	直拉 或 摆动
填充焊	Φ4.0	反接	130-150	28-30	12-15
盖面焊	Φ4.0	反接	130-150	28-30	14-18