水平固定管焊接的操作要点

    水平固定管的焊接具有以下特点：

   1)施焊过程中焊条位置变化很大，操作比较困难。

   2)熔化金属在仰焊位置有向下（向焊道外）坠落的趋势，而在立焊及过渡到平焊位置时，则有向管材内部滴落的倾向，因而有透度不匀及外观不整齐的现象。

   3)仰缝施焊时，主要依赖电弧的吹力使熔化金属熔化到坡口中去，并与母材很好地接合在一起。若电弧吹力不够，则熔滴输送到熔池的力量就会减弱，所以只有增大电流强度才能使电弧吹力增加。但电流过大，熔池面积增加，熔化金属容易下坠。由于焊件温度随着焊接过程的进行而升高，所以为了防止熔化金属下坠，必须使用合适的电流。

   4)焊接根部时，仰焊及平焊部位比较难于操作，通常仰焊部位背面出现焊不透或容易产生凹陷，表面因熔化金属下坠出现焊瘤、咬口和夹渣等缺陷。平焊部位容易产生焊不透以及因熔化金属下坠而形成的焊瘤。

   5)自立焊部位至平焊部位这一段焊缝，往往由于操作不当等原因，常产生气孔和裂纹等缺陷。

    根据上述特点，在操作时应针对性的采取以下措施：

    (1)对口要求及定位焊组对时，管材轴线必须对正，以免形成弯折的接头；同时考虑到焊缝冷却时会引起对口间隙的收缩，所以对较大直径的管材，有必要于焊接前使平焊部位的对口间隙大于仰焊部位。

    定位焊基本上与转动焊接相同。

   (2)根部施焊在施工现场，常见的为不带垫圈的V形坡口对接焊，其焊接方法基本上与钢板的焊接方法相似。

    焊法有两种：第一种是分两半焊接，此法应用广泛；第二种是顺着管材圆周焊接。

   1)两半焊接法。两半焊接的施焊程序为：仰焊+立焊+平焊，此法能保证熔化金属和熔渣很好地分离，透度比较容易控制。

    该操作方法是沿垂直中心线将管材截面分成相等的两半，各进行仰、立、平三种位置的焊接。在仰焊及平焊处形成的两个接头如图3-53所示。

    操作要点为：首先对正定位焊焊口，在仰焊缝的坡口边上引弧至焊缝间隙内，用长弧烤热起焊处（时间3～5s）。预热以后，迅速压短电弧熔穿根部间隙施焊。在仰焊至斜仰焊位置运条时，必须保证半打穿状态；至斜立焊及平焊位置，可运用顶弧焊接。其运条角度变化过程及位置如图3-54所示。

    图3-53    两半焊接法示意图

    图3-54    两半焊接法运条位置

    为了便于仰焊及平焊接头，焊接管材前一半时，在仰焊位置的起焊点及平焊部位的终焊点都必须超过管材的半周（超越中心线5~10mm），如图3-55所示。

    为了使根部透度均匀，焊条在仰焊及斜仰焊位置时，尽可能不作或少作横向摆动，而在立焊及平焊位置时，可作幅度不大的反半月形横向摆动。

    当运条至定位焊焊缝接头处时，应减慢焊条的前移速度，以便熔穿接头处的根部间隙，使接头部分能充分熔透。当运条至平焊部位时，必须填满熔池后再熄弧。

    焊接环形焊缝后一半的运条方法基本上与前一半相同，但运条至仰焊及平焊接头处时必须多加注意。

    各种接头施焊时，应注意以下几点：

    第一，仰焊接头方法。由于起焊处容易产生气孔和未焊透等缺陷，故接头时应把起焊处的原焊缝用电弧割去一部分（约10mm长），这样既割除了可能有缺陷的焊缝，又可以形成缓坡形割槽，也便于接头。其操作方法如下：首先用长弧烤热接头部分，稍微压短电弧，此时弧长约等于两倍焊条直径；从超越接头中心约10mm的焊波上开始焊接，此时电弧不宜压短，也不作横向摆动，一旦运条至接头中心时，立即拉平焊条压住熔化金属向后推送，未凝固的熔化金属即被割除而形成一条缓坡形的割槽；焊条随即回到原始位置（约30°），从割槽的后端开始焊接；运条至接头中心时，切勿灭弧，必须将焊条向上顶一下，以打穿未熔化的根部，使接头完全熔合，如图3-56所示。

    图3-55    管材前一半的焊接

   a-起焊点b-终焊点

    图3-56    仰焊接头操作示意图

   a)电弧预热之后开始用长弧焊接（不摆动）；b）拉平焊条准备割槽

   c)焊条向后推送形成割槽；d）焊条回到正常位置并从割槽后端起焊

    对于重要管道或使用低氢型焊条的焊接，可用凿、锉等手工加工方式修理接头处，把仰焊接头处修理为缓坡形，然后再施焊。

    第二，平焊接头方法。平焊接头时，应先修理接头处，使其成一缓坡形。选用适中的电流值，当运条至斜立焊（立平焊）位置时，焊条前倾，保持顶弧焊，并稍作横向摆动（图3-57）。当距接头处尚有3~5mm间隙（即将封闭）时，绝不可灭弧。接头封闭的时候，需把焊条向里稍为压一下（此时可听到电弧打穿根部而产生的“啪喇”声），并在接头处来回摆动以延长停留时间，从而保证充分的熔合。熄弧之前必须填满熔池，然后将电弧引至坡口一侧熄灭。

    图3-57    平焊接头用顶弧焊法

    第三，定位焊缝和换焊条时的接头操作方法。定位焊缝和平焊处的接头施焊方法相似，其要点在于首先修理定位焊焊缝，使其成为具有两个缓坡形的焊点。在与定位焊焊缝的一端开始连接时，必须用电弧熔穿根部间隙，使其充分熔合。当运条至定位焊缝的另一端时，焊条在接头处稍停，使接头熔合。

    换焊条时有两种接头方法：第一种是当熔池尚保持红热状态时就迅速地从熔池前面引弧至熔池中心接头（图3-58），此法接头比较平整，但运条要灵活，动作要敏捷；第二种方法是由于某种原因，如换焊条动作缓慢或焊缝冷却速度太快等，以致熔池完全冷凝，这时焊缝终端由于冷却收缩时常形成较深的凹坑，并且也常产生气孔和裂纹等缺陷，因此必须用电弧割槽或手工修理后，方可施焊。

   2)沿管周施焊。沿管周施焊主要用在对质量要求不高的薄壁管的焊接。操作方法是：以斜立焊位置作为起焊点（图3-59），在自上而下的运条过程中最好不要灭弧，焊条端部托住熔化金属使用顶弧焊接。在平焊→立焊→斜仰焊这几段焊接过程中，焊条几乎与管周成切线位置，在由斜仰焊至仰焊这一段，焊条位置可以稍偏于垂直。在仰焊→立焊→平焊位置运条过程中，施焊方法与“两半焊接法”相同。整个环形焊缝最后在斜立焊位置闭合。

    图3-58    红热状态时的接头方法

    图3-59    沿管周施焊方式示意图

   a)起焊点（A点）b）沿管周施焊

    此方法由于有一半是自上而下运条，熔化金属及熔渣有向下坠落的趋势，所以熔深不大，透度不易控制，熔化金属与熔渣不易分离，焊缝容易产生夹渣等缺陷。但由于运条速度快，能提高焊接生产率。

   (3)其他各层的焊接。其他各层也分两半进行仰焊→立焊→平焊的施焊方法，操作要领基本上与相应位置的钢板焊接法相似，但还必须注意以下几点：

   1)为了消除底层焊缝中存在的隐藏缺陷，在其外层焊缝施焊时，应选用较大的电流值，并适当控制运条，达到既不产生严重咬边又能熔化掉底层焊缝中隐藏缺陷的目的。

   2)为了使焊缝成形美观，当焊接外部第二层焊道时，仰焊部位的运条速度要快，使形成厚度较薄、中部下凹的焊缝（图3-60a）；平焊部位的运条速度应该缓慢，使形成略为肥厚而中央稍有凸起的焊缝（图3-60b）。必要时，在平焊部位可以补焊一道焊肉（图3-60c），以达到整个环形焊缝高度一致的目的。

   3)当对口间隙不宽时，仰焊部位的起焊点可以选择在焊道中央；如果对口间隙很宽，则宜从坡口的一侧起焊。

    图3-60    外部第二层焊道良好成形图

    当采用从焊道中央起焊时，其接头方法为：首先应在越过中线10~15mm处引弧预热，起焊时电弧不宜压短，需作直线运条，速度稍快，至中线（接头中心）处开始逐渐作横向摆动（图3-61）。

    图3-61    仰焊部位的起焊运条方式（从焊道中心起焊）

    在焊接管周的另一半时，首先在接近于A点的对称部位A′点引弧预热，接头起焊时电弧较长，运条速度稍快，坡口两侧停留时间比焊缝中央为长，接头处的焊波应该薄些，避免形成焊瘤。

    当采用从坡口一侧起焊时，其接头方法为：起焊和接头的基本要求与上面方法相似，只是起焊点在坡口的一侧，接头处的焊波是斜交的，如图3-62所示。

    图3-62    从坡口一侧的起焊方法