管子气焊操作技术

五、管子气焊操作技术

1.管子坡口

钢管的气焊应用比较广泛，管子的用途不同，对焊缝的要求也不同。对于一般用途而不承受较大的工作压力的工件，对焊缝接头一般只要求不漏，强度达到一定的要求即可。

对于比较重要的管子，焊缝接头要保证工作压力的要求，当厚度小于3mm时，可不开坡口就能保证焊透，完全可以满足焊接需要。当厚度大于3mm时，为了保证焊缝全部焊透，需开坡口进行焊接。坡口的尺寸及形状见表4－53。

表4－53　管子的坡口形式及尺寸

开坡口的管子对接时，钝边和间隙的大小对焊接质量的影响很大。如果钝边过大和间隙太小，容易产生未焊透的缺陷，影响焊接质量;如果钝边太小、间隙过大，则容易烧穿，管子内壁产生焊瘤。对于重要管子的气焊，既要保证焊透，又要保证不烧穿。接头一般可焊两层，避免焊缝内、外表面凹陷和过分凸出，焊缝的加强高以不超过管子表面1～2mm为好，焊缝的宽度应盖过坡口边缘1～2mm，并且焊缝表面保证圆滑过渡。

2.管子的定位焊

直径不超过70mm的管子，一般定位焊缝的数量为2个，如果直径较大，可适当增加定位焊缝的数量，如图4－217所示。无论直径大小，起焊点应在两个定位焊缝的中间。

图4－217　管子定位焊及起焊点

3.可转动管子的气焊

可转动管子的气焊，要将管子转到比较容易操作的位置进行，如图4－218所示。如果管壁较薄，最好将管子转到水平的位置焊接。对于开坡口的厚壁管，不利于在水平位置焊接。由于管壁较厚，需要填充的金属较多，加热时间较长，如果在平焊位置焊接，不能得到较大的熔深，不利于焊缝金属的堆高，最好采用爬坡焊。

图4－218　转动管对接平焊

管子焊接时，可以从头到尾一次焊完，也可以分两次焊完，由一点起焊，两条焊道往相反方向焊接。当管径大于50mm时，为防止变形，可采用对称焊法。无论采用何种焊接方法，收尾处应与起焊处重叠5～10mm，如图4－219所示。

图4－219　转动管对接平焊方法

当管子壁厚小于3mm时，管对接焊可不开坡口进行单层焊，但必须留有1.0～2.0mm的间隙，才能保证焊透。焊接时最好控制在水平位置施焊，如图4－220所示。

图4－220　薄壁管焊接位置和角度

单层焊时，焊缝既要熔透，又要有足够的余高。因此，焊接时，当起焊点形成熔池时，火焰要向根部压一下，然后用焊丝填满熔池，火焰向前移动，再形成新的熔池，火焰再向根部压一下，再填满熔池，逐渐形成焊缝。在收尾接头处应搭接5～10mm，接头要圆滑过渡，不要过高和脱节。

4.水平固定管对接焊

水平固定管的气焊操作难度较大，它包括了平焊、立焊和仰焊的焊接位置，要求对这几种焊接位置的操作都要非常熟练，才能焊出优质的焊缝。水平固定管全位置焊接时的焊接分布如图4－221所示。

图4－221　水平固定管全位置焊接分布

焊缝呈环形，在焊接时随着焊缝空间位置的改变，要不停地移动焊丝和焊炬，保证一定的角度进行焊接。通常焊丝与焊炬的夹角保持在90°，焊丝和焊炬与工件的夹角一般在45°，如图4－222所示。

图4－222　焊炬和焊丝与管子夹角

当管子壁厚小于3.0mm时，可不开坡口进行单道焊，焊接分两半圈进行，如图4－223所示。从A点到B点为前半圈，焊前半圈时，起点和终点要超过中心线5～10mm为宜;从C点到D点为后半圈，焊后半圈时，起点和终点都要和前段焊缝搭接10～20mm为好。

(1)前半圈的焊接。

管子前半圈焊接时，焊工应站在管子侧面，在仰焊位置A点起焊，焊炬垂直管壁对A点加热。待金属熔透并形成熔池时，方可加入焊丝。焊接时，随着焊缝空间位置的改变，焊炬和焊丝要绕着管子，按仰焊、立焊、平焊的顺序进行，但焊炬和焊丝的夹角基本不变。

焊接时还要根据焊缝间隙和熔池形状的改变，适当调整和灵活掌握焊炬和焊丝的位置。

图4－223　水平固定管起焊点位置

当焊接到定位焊点处时，应将火焰向根部熔透，使原焊点重新熔合，表面要适当少加些焊丝，使焊缝表面高度均匀。收尾时，火焰应缓慢离开。

(2)后半圈的焊接。

后半圈的起头与收尾在与前半圈的起头和收尾连接时，应圆滑过渡，不要产生脱节，同时，又要少加些焊丝，使接头处与整个焊缝高度一致，焊接方法与前半圈相同。

5.垂直固定管的气焊

垂直固定管的对接接头为横焊缝。常见的接头形式见图4－224。

垂直固定管—管的焊接，焊缝为水平横焊，焊接较为困难，焊后易产生焊缝上部的咬肉、下部产生焊瘤及未熔合等焊接缺陷，如图4－225所示。

图4－224　垂直固定管对接接头形式

图4－225　垂直固定管横焊缺陷

(1)操作方法。

开始焊接时，先将被焊部位进行适当预热，然后将熔池烧穿，形成一个熔孔，如图4－226所示。熔孔一直保持到焊接结束。熔孔的大小以控制在等于或稍大于焊丝直径为宜。熔孔的主要作用一是使管子能够熔透，以得到双面成形，二是通过控制熔孔的大小控制熔池的温度。

图4－226　熔孔形状和运条范围

熔孔形成后，开始填充焊丝。施焊过程中，焊炬不进行横向摆动，而只在熔池和熔孔间进行轻微的前后摆动，以控制熔池温度。若熔池温度过高时，为使熔池得以冷却，此时火焰不必离开熔池，可将火焰焰心朝向熔孔，外焰笼罩着熔池和近缝区，保护液态金属不被氧化。

焊接过程中，焊丝始终浸在熔池中，用椭圆形运条方法并不断地向上挑铁水，采用双面成形一次焊满。运条范围不要超过管子对口下部坡口的1/2处，否则容易出现熔滴下淌现象。

因焊缝一次焊成，所以，焊接速度不可太快，必须将焊缝填满，并留有一定的余高。

(2)左焊法。

当采用左焊法时，对于不开坡口的管子焊接，焊嘴应向上倾斜，一般与管子轴线成65°～75°角，与管子切线方向成40°～50°角，如图4－227所示。

图4－227　不开坡口左焊法

对开有坡口的管子若采用左焊法，必须进行多层焊，焊接顺序如图4－228所示。

图4－228　多层左焊法的焊接顺序

左焊法焊接垂直管时，焊炬的位置应随着环形焊缝的前进而不断变换位置，以保持焊炬、焊丝和管子切线方向的夹角不变，更好地控制焊缝的熔池形状。否则容易出现焊缝高低不平的现象，尤其是焊接直径较小的管子更应保证熔池的成形。当管壁较薄时，焊炬不进行横向摆动，焊丝要始终浸在熔池中。当管壁较厚时，焊炬进行小环形摆动，焊丝进行半圆形摆动，并在摆动中加热熔化。为防止火焰烧手，可将焊丝弯成45°～60°，手持垂直向下的一端。

(3)右焊法。

垂直钢管也可以采用右焊法，对于壁厚小于7mm的垂直管子的横缝，操作技术熟练的焊工可以做到单面焊双面成形一次焊成，从而提高焊接效率。采用右焊法时不同管壁的坡口形式及尺寸见表4－54。

表4－54　右焊法时的坡口形式及尺寸

采用右焊法时，火焰选用中性焰或轻微碳化焰，火焰能率与一般焊接工件相同或稍小。施焊时，焊嘴与管子轴向夹角为80°左右，焊嘴与管子切线方向的夹角为60°，焊丝与管子轴线方向的夹角为90°。焊嘴与管子的相对位置见图4－229。

图4－229　管子右焊法焊嘴与管子的相对位置

6.三通管的气焊

焊前按要求清理试样和焊丝，保证装配间隙0.5～1.0mm。可以采用左焊法施焊，根据管子直径大小，对称布置定位焊，定位焊点数为3～6。

三通管是沿着立管外壁的弧线进行焊接的。焊炬要沿立管管壁进行弧线运动，焊工手腕随时都得变动，操作比较困难。T形接头立管比水平管容易加热，焊接时，焊接火焰要较多地朝向水平管件，焊炬与水平管件之间的夹角为50°～60°，如图4－230所示。

气焊焊炬只沿弧线进行前后摆动，不进行左右摆动，这样就能有效地控制熔池温度。焊丝始终在火焰保护的范围内，靠近立管一滴一滴地送入熔池前沿，依靠送丝动作与焊炬前后摆动协调配合，控制立管不烧穿、不咬边，使焊缝质量满足要求。三通管焊接属于封闭形焊缝，焊缝收尾处要与起焊点重叠5～10mm。

图4－230　三通管焊接焊炬和焊丝角度

7.管板气焊

管板气焊火焰要紧对管壁，火焰朝向板件，焊炬要不断地沿着管壁随着手腕转动。焊接开始时，焊炬倾斜角要大些，可以垂直于管件，随着熔池温度的升高可以逐渐减小。

管板整圈焊缝分两次焊完，第一次应焊完整圈焊缝的2/5左右，第二次焊完余下部分。填充焊丝时，要求快速小滴填入。焊接过程中，必须注意管内壁的结合情况，不要使管内壁有堆积和结合不良的现象。焊第二段焊缝，开始和收尾都要与第一段焊缝的起焊点和收尾处重叠5～10mm。

管板焊时要利用焊炬上下跳动和填丝动作的协调控制熔池温度，不要产生焊缝反面焊不透或焊透过多等缺陷，尽量使焊缝高低、宽窄一致，焊透均匀。管板气焊操作方法如图4－231所示。

图4－231　管板气焊操作技术