现场设备及管道焊接工艺规范--涂塑钢管

  5.3.5 电极伸出长度一般在1～2倍钨极直径（常规）。要求短弧焊时，其伸出长度宜比常规的大些，以便能提供更好的视野，并有助于控制弧长；但外伸过长，势必加大保护气体流量，才能维持良好的保护状态。电极伸出长度见图3所示。

  ② 现场不锈钢设备及管道的焊接优先采用氩弧焊（手工TIG焊），也可采用电弧焊。

  5.2.1 电弧焊所用主要机具包括电弧焊机（分交流和直流两种）、焊钳、焊接电缆、焊条、面罩、敲渣锤、砂轮机、钢丝刷、手锤、手锯、水平尺、角尺、钢卷尺、游标卡尺等。

  5.2.2 电弧焊的焊接工艺参数包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等。

  6.1.12现场焊接应认真执行“自检、互检、专检和产品最终验收”的三检一验制，其检验应符合本规范第7.2条的要求。

  6.2.1.1 现场碳钢设备及管道的焊接方法采用电弧焊；焊接设备是采用三相交流焊条电弧焊机。

  6.2.1.2 焊接材料选用J422酸性焊条（国标型号：E4303）；规格为φ2.5mm、φ3.2mm和φ4mm三种。每批焊条均应有合格证及理化性能等相关的合格报告，并经复验合格后方可使用。

  为指导和规范现场焊接工艺，严格执行和贯彻焊接品质衡量准则，保证焊接工程质量，根据现场安装工程的焊接工作特点，特制定本规范。

  本规范适用于现场设备及管道安装工程的碳钢和不锈钢的焊条电弧焊（以下简称电弧焊）和钨极氩弧焊（以下简称氩弧焊或TIG焊）的焊接施工、检验及验收。

  5.2.5 焊接层数：焊接层数增多，可提高焊缝的塑性和韧性，但随着层数的增多，焊接效率下降，焊接变形增大。在现场设备及管道的实际焊接过程中，其焊接层数可按表1确定。

  5.2.4 焊接电流是电弧焊的主要工艺参数，其选用原则是在保证焊接质量的前提下，尽量用较大的焊接电流以提高焊接生产率。但是，要避免如下情况：

  ① 焊接电流过大，焊条后部发红，药皮失效或崩落，保护效果变差，造成气孔的飞溅，出现焊缝咬边、烧穿等缺陷，此外，还使热影响区晶粒粗大，接头的韧性下降。

  ② 焊接电流过小，则电弧不稳，熔渣、铁水不分，易造成未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。

  ② 焊接时的风速应符合：电弧焊不应超过8m/s；氩弧焊不应超过2m/s。当超过规定值时，应有防风设施。

  ④ 当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪，或在下雨、下雪刮风期间，焊工及焊件无保护的方法时，不应进行焊接。

  6.1.6焊接前应检查焊机设备是不是正常，焊件装配质量及焊前清理是不是达到要求，焊接工艺参数是不是调试合适等。

  ③ 将结束时，焊接电流应能自动衰减，直至电弧熄灭，以消除和防止弧坑裂纹。

  5.3.3 TIG焊接的工艺参数主要是：焊接电流、钨极直径、喷嘴大小、氩气流量、电弧电压（弧长）、焊接速度、钨极伸出长度、喷嘴与焊件之间相对位置等。焊接过程中某些焊接参数对时间的相互关系如图2所示。

  单面焊双面成形操作时，可以观察焊接熔池状态来判断是否焊透（正常状态的熔池金属会发生旋转，若气体保护效果不良或焊接电流过小，就不发生旋转）。当填充金属的熔滴加入熔池时，熔池表面位置升高，随着电弧热量向熔池下方传递，母材被熔化。当熔透时，重力使熔池下沉，熔池的表面下降且面积有所扩张。若不下沉，说明尚未焊透，若下沉过多，出现凹陷，则说明背面已焊漏。

  5.3.6 TIG焊接的操作应由焊工和焊机的控制管理系统配合完成。焊机操作应按相应的《焊机使用说明书》进行。

  TIG焊接开始时按下焊枪上的起动按钮开关后，将按图3所示程序开始工作，先提前送气后引弧进入正式焊接。

  引弧时严禁钨极非间接接触焊件，以防止焊缝金属夹钨。引弧操作方法：将焊枪倾斜，让喷嘴先靠到焊件表面上，然后使电极逐渐靠近待击穿间隙，即起弧，见图4所示。

  4.11 未熔合：是指熔化焊时在焊缝金属与母材之间或焊道（层）金属之间未能完全熔化结合而留下的缝隙。

  4.13 咬边：因焊接造成沿焊趾（或焊根）处出现的低于母材表面的凹陷或沟槽称为咬边。

  6.1.10 管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于50mm，同一直径管段上两对接焊缝中心面间的距离：当公称直称大于或等于150mm时不应小于150mm；公称直径小于150mm时不应小于管子外径。

  6.1.11 焊接过程中应防止焊接变形，可采用的预防的方法：焊接顺序应对称进行；当从中心向外进行焊接时，具有较大收缩量的焊缝先施焊；整条焊道应连续焊完；不等厚对接焊件焊接时，应采取加强拘束措施，防止对应于焊缝中心线 焊接工艺：是指制造焊件有关的加工方法和实施要求，这中间还包括焊接准备、焊接材料选用、焊接方法选定、焊接参数、焊接操作的最佳选择以及焊接处理等。

  4.2 焊接参数：焊接时，为保证焊接质量而选定的各项参数（如焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等）的总称。

  4.3 焊条电弧焊：是药皮焊条手工电弧焊的简称，是用手工操作焊件进行焊接的电弧焊方法。

  4.4 TIG焊：钨极惰性气体保护气体焊的英文简称(Tungsten Inert Gas Welding),是指在惰性气体的保护下，使用钝钨或活化钨（钍钨、铈钨）作为电极，与焊件之间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的焊接方法。用作保护气体的惰性气体有氩气、氦气或氩气和氦气的混合气体。由于氦气的价格较贵，常用氩气作为保护气体。用氩气作为保护气体的钨极惰性气体保护焊称为钨极氩弧焊。

  6.1.7 现场焊接时应采取合理的施焊方法和施焊顺序，并应尽量做到“科学施焊，多低空、少高空，多平焊少立、横、仰焊”。

  6.1.8 管子对接焊缝或弯曲部位不得焊接支管，弯曲部位不得有焊缝，焊缝接头距起弯点应不小于管子直径，且不小于80mm。

  6.1.9 当必须在焊缝上开孔或开孔补强时，应对开孔直径1.5倍或开孔补强板直径范围内的焊缝进行无损检验，确认焊缝合格后，才可以进行开孔。补强板覆盖的焊缝应磨平。

  无法进行双面施焊而又要求焊透的接头须采用单面焊双面成形的操作技术，此技术只适于开坡口的多层焊，要求焊后正反面均拥有非常良好的内在和外观质量。

  操作要求：引弧后用短弧在起弧处加热，待接头根部即将熔化时，作一击穿动作，即把焊条往根部下送，待听到“噗”的声音，表示熔孔形成，迅速将焊条移到任一坡口面，以一定焊条角度使该坡口根部熔化约1.5mm左右，然后将焊条提起1～2mm以小距离锯齿形作横向摆动，熔化另一侧坡口根部（约熔化1.5mm左右），边交替熔化边向前移动。为使熔化形状和大小始终一致，使焊条中心对准熔池前沿与母材交界处，让每个新熔池与前一个熔池相对叠，见图1所示。

  5.3.1 TIG焊所用主要机具包括钨极氩弧焊机、焊枪、氩气、氩气压力调整器、电缆、防护面罩、控制管理系统、冷却水系统、钢丝刷、砂轮机、手锤、手锯、水平尺、角尺、钢卷尺、游标卡尺等。

  ① 起弧前必须用焊枪向始焊点提前1.5～4s送气，以驱赶管内和焊接区的空气。灭弧后应滞后一段时间（约5～15s）停气，以保护尚未冷却的钨极与熔池。焊枪须待停气后才离开终焊处，来保证焊缝始末端的质量。

  平焊时，焊丝与焊枪同时作有节凑的前移与后退，可获得较大的熔深。焊枪和焊丝须作横向摆动。

  T形接头角焊缝横焊，立板易烧穿和咬边，这时应使钨极偏向平板一侧，距立板约1～2mm。

  ① 参与现场焊接的焊工要求责任心强，能熟练把握现场焊接操作工艺及技术，具有独立分析焊接质量和预防焊接缺陷的能力；焊工必须对现场焊接质量负责，能正常使用和维护焊接设备和工具，能参与现场焊接质量管理和处理焊接技术问题；焊工必须对违反焊接PROC及操作不当的质量事故承担责任。

  ② 焊接质检人员应具有一定的焊接经验和焊接技术水平，并应对现场焊接作业做全面的检查和控制，负责评定焊接质量，签发检查文件；焊接质检员必须对漏检或误检造成的质量事故承担责任。

  ③ 各区域必须至少指定一名专人承担现场焊接质检员，并对现场焊接质量进行定期检验。

  6.1.2 现场焊接工艺过程（工序）包括焊件下料、坡口加工、装配、焊接及检验等。

  5.2.3 焊条直径在保证焊接质量的前提下，尽可能选用大直径焊条，并应结合焊件厚度、接头形式、焊接位置、焊道层次和允许的线能量等因素综合考虑。

  一般焊件厚度δ≤4mm时，选用φ2.5mm以下的焊条；4mm＜δ≤12mm时，选用φ3.2mm或φ4mm的焊条；δ＞12mm时，选用φ4mm以上的焊条。

  6.1.3 施焊前应明确所构焊件材质、规格、所选用的焊接方法、焊接设备、焊接材料牌号（焊丝、焊条）、规格、及质量发展要求、工艺纪律、严禁盲目焊接。

  6.1.4 在施焊前要根据安装测绘草图及材料计划，在现场具齐所用焊件材料、焊接设备及其它附件。

  焊枪、焊丝和焊件相互位置：它们之间的相互位置既与焊接接接头类型有关，又与焊接位置有关。图6分别示出对接、搭接、T形接和角接手工TIG平焊时，焊枪、焊丝和工件之间的相互位置，一般会用左向焊法。立焊法，焊枪轴线与填充焊丝基本上保持垂直，由下而上施焊，见图6。

  填充焊丝应在焊件上形成熔池后才缓慢送至熔池前沿，不应直接送到熔池中心。焊丝不得与钨极相碰，也不能扰乱氩气流。送焊丝速度过快，会形成大熔滴进入熔池，使熔池温度骤降，液体金属粘度增加，对焊透和成形不利。

  4.8 焊接裂纹：是指在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，焊接接头中局部区域（焊缝或焊接热影响区）的金属原子结合力遭到破坏而出现的新界面所产生的缝隙。

  4.9 气孔：是指焊接过程中熔池金属高温时吸收和产生的气泡在冷却凝固时未能逸出而残留在焊缝金属中（内部或表面）所形成的孔穴。

  4.17 层间温度：是指多层焊时，在施焊后继焊道之前，其相邻的已焊焊道应保持的最低温度。

  5.1 根据现场设备及管道安装工程的焊接特点，针对不同的材质采用不一样的焊接方法：

  4.5 熔焊（熔化焊）：将焊件接头加热至熔化的状态，不加压完成焊接的方法。

  4.7 焊接缺陷：焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良等现象。按照GB6417规定，焊接缺陷分为六大类：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷、其它缺陷。