关于管线焊接工艺技术的探讨

葛云峰　陆彦军

摘要：传统的管线焊接技术主要是手工焊接技术。我国目前使用的管线焊接技术虽然已经开始应用自动焊接技术，但依然难以满足人们的很多需求，所以在未来的发展过程中，中国应集中精力在管线焊接过程中应用更多的自动化技术，本文对管线焊接技术的要求进行分析概述，希望对这项技术将来的发展做出贡献。

关键词：管线;焊接工艺;焊接技术;需求

1.影响管线焊接工艺的技术的因素  中国目前使用的焊接方法相对来说比较困难，因为管线本身很难焊接，管线焊接工艺技术因管线而异，并且管线焊接设备也需要针对不同的管线工作点进行修改，另外，管道焊接设备还对抗震性还有体积和设备质量有一定的要求。管线焊接技术的质量、工作水平和焊接耗材也是影响管道焊接技术的重要因素，这就要求焊接人员具有非常好的焊接技术和更高水准的的技术水平。另外使用的材料需要严格把关以避免因材料问题影响工艺水平，同时焊接的施工速度也需要提高，这可以通过最小化根部焊接来解决。其次，由于结构的变化性，不同的管道直径、天气条件、人类环境以及不同焊工的技术能力也是管道焊接过程的基础条件。如今中国在西气东输方面取得了重大进展，这使中国对未来管道焊接的发展充满信心，中国需要充分考虑将来会影响管道焊接工艺技术的种种因素和会出现的问题，以确保在今后的工作进行时不会因为这些问题的出现而措手不及，同时还可以为将来的建设中选择最合适的焊接工艺。

2.管道焊接工艺技术2.1 手工下向焊工艺  手工下向焊技术是我国油气管道建设中的一项崭新技术，其基本工艺为根焊、热焊、填充焊和盖焊。根部焊接的主焊条为直拉型无摆动，如果间隙太大或焊接孔的长度太长，最好使用往返式运条，以免因温度过高而烧穿，热焊的作用是加强根部焊缝并避免根部焊缝开裂，同时保持恒定的高温;直线往复运条的焊接特点是速度比较快，边缘的熔合也比较高，所以在热焊之前进行根部清洁操作更为重要，填充焊缝的形式可以是单个或多个，但是要求相对较高，所以在控制焊接层的厚度以确保完美焊接的同时，运条需要稍微横向摆动;盖焊用于增强焊道的外观，为了达到美观和平滑的目的时，摆动焊接是更常用的。

2.2 全自动的向下焊接技术  通过全自动的向下焊接技术，对具有焊接性能的焊丝可以利用与焊接金属焊接时产生的电弧熔化焊丝和钢管进行应用时，在焊接过程中，从焊接区域发出的保护气体用于将管道与空气隔离，并防止空气与管道发生反应并造成有害影响，全自动向下焊接工艺必须确保工作完成后连续稳定地送丝，全自动向下焊接技术在进行熔融电极的电弧焊接时更易于实现区域保护，整个过程简单易观察，焊接工艺简单易操作，焊接过程简单易控制，并且焊接效果好。

2.3 组合焊接工艺  组合焊接是一种使用各种管道焊接技术完成环焊的焊接技术，这种技术在焊接过程中可以达到很高的焊接效果，在组合焊接过程中将纤维素电极用于热焊接和根焊，并使用向下焊接方法，但是对于覆盖面焊接和填充焊接，焊接厚度必须控制在7至17 mm的范围内，从焊接管口的角度来看，向下焊接方法是最佳的。在对较厚的母材进行焊接时，焊接层的数量和焊接过程中的厚度通常成比例，不然焊接效率会降低，工作时间也会延迟，这将严重影响焊接工艺的质量。因此，在焊接工艺技术中，有必要考虑待焊接管道的壁厚是否大于17mm，如果大于17mm则大部分焊接是通过向上焊接和向下焊接的组合进行的。

2.4 低氢焊条下向焊技术

低氢焊条下向焊接方式主要采用的焊条为低氢型。在应用这种焊条的过程中，焊缝中的熔融金属含量达到一定值，具有相对较高的抗断裂性和较高的韧性，并且适合于在高腐蚀和高温环境下的焊接工作，在根焊中，通常使用低氢焊条以确保高斜角尺寸精度，不然很可能会发生不完全的焊缝，延伸的咬边甚至熔合较差等情况，所以，该方法不能单独用于焊接长距离管道。

3. 管道焊接的工艺质量控制3.1 对于焊口的检查与处理  根据结构图检查焊缝斜角的形状和大小，检查工艺选择以及喷嘴形状是否为标准椭圆形，保持工作表面清洁并防止结垢现象，同时清洁焊缝表面，特别是凹槽内的油以及磨蚀物和其他物质，必须使工作表面具有金属光泽度，不然将会影响整体焊接质量，同时注意钢管的状况，如果在焊接过程中间隙太小，则可能会发生路径熔化不良，如果缝隙太大，则会烧穿并在内部形成焊接块，这将会影响管线后期的使用。

3.2 根据管线焊接施工的特征来确定对应的焊接工艺  其中，底部焊接工艺主要使用有机材料和具有很强气体产生能力的纤维素电极，由于电弧热的作用，在焊接过程中产生大量的二氧化碳和一氧化碳气体，在保护焊接熔池中的金属和电弧的同时，极大地提高了吹弧功率，这不仅确保了熔滴在管道中的所有点处稳定地过度焊接，而且还防止了液态炉渣和铁水流动。但是，由于其优异的间隙填充性能和相对较高的熔深能力，管道焊接工艺技术不那么严格，并且非常适合使用较低焊接工艺技术，此外，还有覆盖和填充焊接技术，覆盖面与填充物的焊接工艺技术主要采用铁粉的低氢焊接法进行覆盖面与填充物的焊接，国内外有很多成功使用这种方法的例子，覆盖和填充焊接工艺得到充分利用，因为覆盖和填充焊接工艺技术灵活简单，并且中国的管道焊接工艺拥有大量的技术人员，特别是近年来，管道焊接工艺技术的性能有所提高，填充焊接工艺可以满足中国目前管道焊接的需求，并成为非常实用的焊接工艺技术。

3.3 焊接人员管理  焊工在焊接过程中起着主导作用，加强焊接人员的管理和技术培训非常重要，员工焊接技术水平对焊接质量有一定影响，定期对焊工进行评估，以基本了解其熟练程度，将工作过程中会出现的问题扩大化进行分析，并研究探讨解决办法，焊工必须通过部门的培训，才能进行作业，焊工必须具有工作资格并且能够执行相应的焊接操作，以确保焊接质量3.4 焊层间温度与焊接规范的管理控制  在管道焊接工作中，必须根据焊接工艺规范的标准值控制管道焊接层之间的温度，且各层之间的温度不得低于标准值，在施工过程中，必须安排专业人员负责这项工作，以便可以在焊接过程中随时测量温度，如果温度降至标准温度，则必须停止焊接，并使用火焰加热器重新加热热量，以使中间温度不低于标准值。在进行管线焊接工作时，焊接质量与焊接过程密切相关，所以标准化的管理是保证焊接质量的重要环节，应严格要求要求焊工遵守焊接程序的焊接规范，并根据不同规格的要求进行焊接过程，才能有效控制各个环节的质量。

结束语： 近年来，随着天然气和石油应用的快速发展，贸易需求逐步增加的同时对管道的需求也持续增长，这使人们对管道焊接工艺技术也越来越重视，依靠现有的中国焊接工艺技术和设备，中国很难满足当前经济市场的竞争要求，所以我们需要在短时间内创新高效的自动焊接设备，提高焊接工艺技术水平以满足经济市场的需求水平。焊接单位需要采用科学合理的焊接工艺和技术，以达到相应质量控制的標准，严格遵守有关规章制度和操作规范，防止出现安全事故的同时确保管道的综合质量。

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