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焊接材料的選擇
焊接材料的選擇是長(zhǎng)輸管道焊接要考慮的一個(gè)重要方面,廣義上包括焊條、焊絲、焊劑和保護(hù)氣體,狹義上特指焊條和焊絲。
1. 焊條
長(zhǎng)輸管道焊接用焊條目前多采用全位置下向焊焊條和傳統(tǒng)的低氫型焊條。全位置下向焊焊條分為兩類:一類是高纖維素型的焊條(基于管線鋼C、S、P含量較低,可以考慮使用),這種焊條焊接工藝性能好、熔渣量少,并且吹力較大,防止了熔渣和鐵水的下淌,而且有較大的熔透能力和較快熔敷速度,在各種位置單面焊雙面成型效果好,適于根焊和熱焊。另一類是鐵粉低氫型下向焊條,該焊條凝固速度快、鐵水流動(dòng)性和浸潤(rùn)性好、全位置焊時(shí)不易下淌、焊后焊縫金屬韌性好、抗裂性好,適于各層的下向焊接。對(duì)于傳統(tǒng)的低氫型焊條因其全位置上向根焊時(shí),工藝性能一般、引弧困難、電弧穩(wěn)定性差、飛濺較大、背面成型差、易氣孔,故目前一般不再采用,一般用于維搶修和返修焊接填充蓋面焊當(dāng)中。
2. 焊絲
長(zhǎng)輸管線用焊絲分為實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩種。
(1)實(shí)心焊絲
實(shí)心焊絲主要有兩類:一類用于埋弧焊,另一類用于熔化極活性氣體保護(hù)焊。
(2)藥芯焊絲
近年來(lái),隨著長(zhǎng)輸管線向著高強(qiáng)度、大口徑、厚壁化方向發(fā)展,傳統(tǒng)的手工焊焊接方法已逐漸地被半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊焊接方法所取代,其中以半自動(dòng)焊應(yīng)用發(fā)展最為迅速,與之而來(lái)的是藥芯焊絲得以迅猛發(fā)展。
藥芯焊絲之所以能得到如此的重視和發(fā)展,與它自身的許多特點(diǎn)是分不開(kāi)的,表現(xiàn)在:熔敷速度快,焊接生產(chǎn)率高;與實(shí)芯焊絲相比,藥芯焊絲電弧軟、飛濺小,焊接工藝性能好;熔深大,成型美觀;綜合成本低。
3. 保護(hù)氣體
長(zhǎng)輸管道的自動(dòng)焊接多采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和氧化性混合氣體保護(hù)焊,即所用的氣體為CO2、CO2+Ar或CO2+Ar+O2。其中惰性氣體(如Ar)在熔化極氣體保護(hù)焊中的作用是把電弧和熔化金屬周圍的空氣排開(kāi),以免空氣中的有害成分影響電弧的穩(wěn)定性和液態(tài)金屬被污染。其它非惰性氣體(如CO2、O2)也能用來(lái)作為熔化極氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體。其前提是這些氣體雖然能與被保護(hù)液體金屬發(fā)生某些冶金反應(yīng),但在焊接過(guò)程中可以創(chuàng)造條件使這些反應(yīng)的后果不至于造成對(duì)焊接接頭的危害。
4. 焊劑
選擇焊劑時(shí)主要考慮焊劑的類型、焊劑與焊絲的匹配特性、焊劑的冶金性能和工藝性能。此外焊劑的粒度、含水量、機(jī)械夾雜物、硫磷含量也應(yīng)予以考慮。從改善焊縫金屬韌性的角度考慮,可選擇高堿度焊劑。但應(yīng)注意,當(dāng)堿度超過(guò)某一臨界值時(shí),再提高堿度則會(huì)導(dǎo)致焊縫韌性下降,這主要是因?yàn)閷?duì)于管線鋼焊接時(shí),要求較高的焊接速度,特別是在厚板不開(kāi)坡口、不留間隙的條件下,工藝性能惡化,焊縫表面出現(xiàn)氣孔、麻點(diǎn),焊縫中氧化物夾雜物明顯增多,導(dǎo)致韌性下降。因此,合理選擇焊劑,對(duì)提高焊縫韌性有重要意義。
1. 焊條
長(zhǎng)輸管道焊接用焊條目前多采用全位置下向焊焊條和傳統(tǒng)的低氫型焊條。全位置下向焊焊條分為兩類:一類是高纖維素型的焊條(基于管線鋼C、S、P含量較低,可以考慮使用),這種焊條焊接工藝性能好、熔渣量少,并且吹力較大,防止了熔渣和鐵水的下淌,而且有較大的熔透能力和較快熔敷速度,在各種位置單面焊雙面成型效果好,適于根焊和熱焊。另一類是鐵粉低氫型下向焊條,該焊條凝固速度快、鐵水流動(dòng)性和浸潤(rùn)性好、全位置焊時(shí)不易下淌、焊后焊縫金屬韌性好、抗裂性好,適于各層的下向焊接。對(duì)于傳統(tǒng)的低氫型焊條因其全位置上向根焊時(shí),工藝性能一般、引弧困難、電弧穩(wěn)定性差、飛濺較大、背面成型差、易氣孔,故目前一般不再采用,一般用于維搶修和返修焊接填充蓋面焊當(dāng)中。
2. 焊絲
長(zhǎng)輸管線用焊絲分為實(shí)心焊絲和藥芯焊絲兩種。
(1)實(shí)心焊絲
實(shí)心焊絲主要有兩類:一類用于埋弧焊,另一類用于熔化極活性氣體保護(hù)焊。
(2)藥芯焊絲
近年來(lái),隨著長(zhǎng)輸管線向著高強(qiáng)度、大口徑、厚壁化方向發(fā)展,傳統(tǒng)的手工焊焊接方法已逐漸地被半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊焊接方法所取代,其中以半自動(dòng)焊應(yīng)用發(fā)展最為迅速,與之而來(lái)的是藥芯焊絲得以迅猛發(fā)展。
藥芯焊絲之所以能得到如此的重視和發(fā)展,與它自身的許多特點(diǎn)是分不開(kāi)的,表現(xiàn)在:熔敷速度快,焊接生產(chǎn)率高;與實(shí)芯焊絲相比,藥芯焊絲電弧軟、飛濺小,焊接工藝性能好;熔深大,成型美觀;綜合成本低。
3. 保護(hù)氣體
長(zhǎng)輸管道的自動(dòng)焊接多采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和氧化性混合氣體保護(hù)焊,即所用的氣體為CO2、CO2+Ar或CO2+Ar+O2。其中惰性氣體(如Ar)在熔化極氣體保護(hù)焊中的作用是把電弧和熔化金屬周圍的空氣排開(kāi),以免空氣中的有害成分影響電弧的穩(wěn)定性和液態(tài)金屬被污染。其它非惰性氣體(如CO2、O2)也能用來(lái)作為熔化極氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體。其前提是這些氣體雖然能與被保護(hù)液體金屬發(fā)生某些冶金反應(yīng),但在焊接過(guò)程中可以創(chuàng)造條件使這些反應(yīng)的后果不至于造成對(duì)焊接接頭的危害。
4. 焊劑
選擇焊劑時(shí)主要考慮焊劑的類型、焊劑與焊絲的匹配特性、焊劑的冶金性能和工藝性能。此外焊劑的粒度、含水量、機(jī)械夾雜物、硫磷含量也應(yīng)予以考慮。從改善焊縫金屬韌性的角度考慮,可選擇高堿度焊劑。但應(yīng)注意,當(dāng)堿度超過(guò)某一臨界值時(shí),再提高堿度則會(huì)導(dǎo)致焊縫韌性下降,這主要是因?yàn)閷?duì)于管線鋼焊接時(shí),要求較高的焊接速度,特別是在厚板不開(kāi)坡口、不留間隙的條件下,工藝性能惡化,焊縫表面出現(xiàn)氣孔、麻點(diǎn),焊縫中氧化物夾雜物明顯增多,導(dǎo)致韌性下降。因此,合理選擇焊劑,對(duì)提高焊縫韌性有重要意義。