管道焊接施工工藝標(biāo)準(zhǔn)

1、焊接方法優(yōu)缺點及主要使用場合

2、 焊接材料

3、手工電弧焊及 CO2 氣體保護焊

3.1 適用范圍

本焊接方法適用于無縫鋼管及焊接鋼管的焊接。

3.2 兩種工藝的特點

3.3.焊接要領(lǐng)

（1）二氧化碳氣體保護半自動焊焊接示意圖如下所示。

（2）焊接燃弧點位置如果燃弧位置過小時，背面成型焊縫有呈漏出現(xiàn)象不是熔合焊縫且成型焊縫兩交界有明顯的凹痕界線未有過渡熔合。當(dāng)間隙過大時，即產(chǎn)生焊瘤，甚至焊穿無法正常成型，所以燃弧點位置掌握非常關(guān)健的操作技術(shù)，燃弧點每次焊接都要在距底部 1～2mm 處進行連續(xù)燃弧焊接。

（3）用月牙形橫向擺動手法，在兩邊坡口處稍作停留運條焊接，當(dāng)裝配間隙大于 4mm 時，可采用月牙形增大往后回復(fù)弧度擺動手法，使背面焊縫能正常成型，可視對背部面焊縫的技術(shù)要求而定。

（4）根部擊穿小孔在0.5～1mm 范圍內(nèi)擊穿小孔是確保背面焊透成型的重要方法，其根部擊穿小孔，即可控制背面成型焊縫高度尺寸。

（5）層焊縫接頭方法：應(yīng)在弧坑前 2～3mm 處引弧后焊至弧坑前方邊界時即把焊槍向下壓 1～2mm使焊縫增加重力，背面焊縫接頭處重新熔出接上，不會產(chǎn)生內(nèi)凹或脫節(jié)現(xiàn)象，也可在弧坑上進斜削打磨，減薄弧坑也可接上。

（6）當(dāng)管道焊接環(huán)形密封接頭時，應(yīng)先在已焊弧坑處用砂輪打磨一個斜度，當(dāng)焊接此斜度時焊槍向下壓 1～2mm即可接上背面成型焊縫無內(nèi)凹和脫節(jié)現(xiàn)象。

（7）為使焊接穩(wěn)定，焊機選用 NBK—350 焊機和使用較輕巧的焊槍，操作靈活。

（8）由于在坡口內(nèi)焊接根部時，焊絲伸出長度會增加，此時焊槍導(dǎo)電與噴嘴內(nèi)縮為 0.5～1mm 以便使焊接過程穩(wěn)定。

（9）若使用混合氣體，Ar+CO2混合比 80%∶20%焊接可使焊接電弧更穩(wěn)定和飛濺明顯減少，且顆粒細小。

（10）由于采用短路過渡小電流低電壓，規(guī)范焊接其焊機的外部接線必須牢固可靠尤其接工件回路線。

（11）采用反極性接法：即“－”接工件，“+”接焊槍，否則極點壓力增大產(chǎn)生嚴(yán)重飛濺。

（12）不能吹風(fēng)焊接，如自然穿堂風(fēng)較大時，應(yīng)加活動防風(fēng)擋板，否則，焊縫產(chǎn)生氣孔。

（13）合理選用焊絲直徑，當(dāng)板厚≤6mm 時，應(yīng)使用焊絲直徑 1mm，當(dāng)板厚＞6mm時，應(yīng)使用焊絲直徑 1.2mm，并根據(jù)不同空間位置焊接，調(diào)節(jié)最佳規(guī)范焊接。

3.4 坡口加工

（1）進行對焊時，必須進行適當(dāng)?shù)拈_口處理或者倒角處理，坡口根據(jù)鋼管壁厚采用“V”型或“I”型坡口。管道坡口采用坡口機方式進行，坡口表面要求整齊、光潔，不合格的管口不得進行對口焊接。焊接 I、V型坡口形式及尺寸見下表（參考GB/T 985.1-2008）：

坡口可采用以下形式加工：

（2）管道對口

管道對口采用支架或者吊架調(diào)整中心，在沒有引起兩管中心位移的情況下保留開口端空間，管道對口時必須外壁平齊，用鋼直尺緊靠一側(cè)管道外表面，在距焊口 200mm 另一側(cè)管道外表面處測量，管道與管件之間的對口，也要做到外壁平齊。

（3）點焊固定

鋼管對好口后進行點焊，點焊與第一層焊接厚度一致，但不超過管壁厚的70%，其焊縫根部必須焊透，點焊位置均勻?qū)ΨQ。

（4）焊接注意事項

a 采用多面焊時，在焊下一層之前，將上一層的焊渣及金屬飛濺物清理干凈，并等管道自然冷卻。各層引弧點和熄弧點均錯開 20mm 或錯開 30°角。

b 焊縫均滿焊，焊接后立刻將焊縫上的焊渣、氧化物清除，每個焊縫在焊接完成后立即標(biāo)記出焊工的標(biāo)識。

c 管道焊接要選擇適合的管道材質(zhì)的焊條及電流，焊縫的焊接層數(shù)與選用焊條的直徑、電流大小、管道壁厚、焊口位置、坡口形式有關(guān)。具體選用標(biāo)準(zhǔn)見下表所示。

d 焊條必須嚴(yán)格按國標(biāo)及技術(shù)規(guī)范選用。焊條不得出現(xiàn)涂層剝離、污物、老化、受潮或者生銹跡象。焊條必須保存在專門的干燥的容器內(nèi)。

e 在焊接工作過程中，必須采取措施防止因為漏電，電擊，或者其它因素引起的火災(zāi)或者對人員的傷害。為了稀釋有毒氣體（例如鋅的蒸汽），要準(zhǔn)備好防護裝置和進行充足的通風(fēng)。

f 為減少焊縫處的內(nèi)應(yīng)力，施焊時，應(yīng)有防風(fēng)、雨等措施。管道內(nèi)還應(yīng)防止穿堂風(fēng)。

4、釬焊

4.1 適用范圍

本焊接方法適用于銅管與配件的焊接。

4.2 焊接操作步驟

4.3 焊接技術(shù)要領(lǐng)

4.3.1 接頭安裝

釬焊的接頭形式有對接、搭接、T 型接、卷邊拉及套接等方式；

1）釬焊間隙

釬焊接頭的安裝須保證合適均勻的釬縫間隙，針對所使用的銅磷釬料，要求釬縫間隙（單邊）在 0.05mm~0.10mm 之間。

2）套接長度

對于套接形式的釬焊接頭，選擇合適的套接長度是相當(dāng)重要的。 一般銅管的套接長度在 5mm-15mm，（注：壁厚大于 0.6mm 直徑大于 8mm的管，其套接長度不應(yīng)小于 8mm）； 毛細管的套接長度在 10mm-15mm。

4.3.2 接頭檢驗

接頭安裝完畢后，應(yīng)檢驗釬焊接頭是否的變形、破損及套接長度是否合適，如圖所示不良接頭應(yīng)力求避免，若出現(xiàn)不良接頭應(yīng)拆除重新安裝后方可焊接。

4.3.3 冷卻方法

1）冷卻方法的分類

a）浸入式冷卻

將需要冷卻的部品完全浸沒在水中進行釬焊的作業(yè)方法。

b）噴淋式冷卻

向需要冷卻的部品連續(xù)地淋水進行釬焊的作業(yè)方法。

c）濕布式冷卻

用含水的濕布包裹需要冷卻的部品進行釬焊的作業(yè)方法。

d）非接觸式冷卻

通過連續(xù)水流冷卻工裝外壁，來冷卻部品進行釬焊的作業(yè)方法。

2）冷卻方法的選擇原則

確保冷卻部品充分冷卻，在釬焊的過程中，部品的非耐熱部份最高溫度不超過120℃;便于操作，不影響釬焊質(zhì)量和工作效率。

3）再冷卻

為了防止釬焊余熱使非耐熱部品的溫度上升，釬焊完成后，必須將釬焊部品浸入水中或淋水進行冷卻，使溫度降至室溫。

4.3.4 調(diào)節(jié)火焰

O2-LPG 氣體火焰可根據(jù)氧氣與 LPG 的混合比不同,有三種不同性質(zhì)的火焰：氧化焰、中性焰和還原焰（亦叫碳化焰），三種火焰。氧化焰使用溫度640-925°C，中性焰使用溫度3100～3150°C，碳化焰使用溫度 1000～1500°C。

如圖所示。當(dāng) O2 與LPG 的體積比為 3.5 時為中性焰，小于 3.5 時為還原焰，大于 3.5 時則為氧化焰。

4.3.5 焊嘴和焊炬的選折

使用通用焊炬進行釬焊時，最好使用多孔噴嘴（通常叫梅花嘴），此時得到的火焰比較分散，溫度比較適當(dāng)，有利于保證均勻加熱。焊炬及焊嘴的選擇見下表：

在實際選擇中必須根據(jù)銅管的直徑和壁厚，綜合選擇焊炬和焊嘴。

4.3.6 加熱

針對現(xiàn)有的情況，焊接有三種位置：豎直焊、水平焊、倒立焊。如下圖所示：

三種施焊方式，加熱方法如下圖所示，管徑大且管壁厚時，加熱應(yīng)近些。為保證接頭均勻加熱，焊接時使火焰沿銅管長度方向移動，保證杯形口和附近 10mm范圍內(nèi)均勻受熱，但倒立焊時，下端不宜加熱過多，若下端銅管溫度太高，則會因重力和鋪展作用使液態(tài)釬料向下流失。

注意事項：

a）管徑較大時應(yīng)選用大號的焊嘴，反之則用小號的焊嘴；

b）毛細管焊接時應(yīng)盡可能避免直接對毛細管加熱；

c）管壁厚度不同時應(yīng)著重對厚壁加熱；

d）螺紋管釬焊時，加熱和保溫時間比光銅管的時間要短些，以防釬料流失；

e）先加熱插入接頭中的銅管，使熱量傳導(dǎo)至接頭內(nèi)部。

4.3.7 加入釬料、釬劑

當(dāng)銅管和杯形口被加熱到焊接溫度時呈暗紅色，需從火焰的另一側(cè)加入釬料，如果釬焊黃銅和紫銅，則需先加熱釬料，焊前涂覆釬劑后方可焊接。 焊接時，可能出現(xiàn)焊料成球狀滾落到接合處而不附著于工件表面的現(xiàn)象，可能的原因是：被焊金屬未達到焊接溫度而焊料已熔化或被焊金屬不清潔。

4.3.8 焊后處理

焊后應(yīng)清除焊件表面的雜物，特別是黃銅與紫銅焊接后應(yīng)用清水清洗或砂紙打磨焊件表面，以防止表面被腐蝕而產(chǎn)生銅綠，自動焊接時應(yīng)用最后一排槍噴出出氣體助焊劑的氛圍中冷卻，防止高溫的銅管在冷卻過程中被氧化。

注意事項：

a）目視檢查釬焊部位，不應(yīng)有氣孔、夾渣、未焊透、搭接未溶合等；

b）去除表面的焊劑和氧化膜；

c）用水冷卻的部件，必須用氣槍吹干水份；

d）按規(guī)定定置擺放所有部件，避免碰傷、損壞。

4.3.9 常見釬焊缺陷及處理對策

4.3.10 補焊的技術(shù)要求

補焊是針對釬焊接頭有缺陷的現(xiàn)象進行的一種補救措施，但不是所有有質(zhì)量缺陷的接頭都能采用此法。

1、不能采用補焊的幾種接頭

a）已經(jīng)過燒的接頭。

b）接頭處的銅管已經(jīng)熔蝕。

c）接頭處開裂現(xiàn)象嚴(yán)重（一般大于 2mm）

d）已經(jīng)補焊過一次的接頭。

e）接頭處的銅管已經(jīng)嚴(yán)重變薄。

2、能采用補焊的幾種接頭

a）接頭間隙部分未填滿。

b）釬料只在一面填縫，未完成圓角，釬縫表面粗糙。

c）釬縫中有雜質(zhì)（清除釬縫后重焊）

d）有泄漏現(xiàn)象（未補焊過）

e）焊縫有氣孔

f）接頭部位及外套管壁焊瘤太大（超過 2mm），需用外焰進行加熱而且方向要向焊口處撥動。

4.3.11 注意事項

a）對于壁厚大于 0.5mm 的銅管，可以采用普通的銅磷釬料進行補焊；

b）對于壁厚小于 0.45mm 的銅管，可以采用含銀釬料進行補焊；

c）確認(rèn)冷凍循環(huán)中是否沒有高壓空氣、混合氣體、冷媒等。如有，從接頭或閥門處排出，確認(rèn)循環(huán)內(nèi)部沒有壓力；

d）確認(rèn)泄漏部位，除去周圍的可燃物；

e）徹底清潔需要釬焊的泄漏部位，如有氧化膜，可用砂紙輕輕打磨；

f）進行氮氣置換，釬焊時必須先將第一次釬焊的焊料加熱到可熔化的程度，再進行釬焊；

g）用濕布冷卻釬焊部位，注意水不能濺到電氣品和隔熱材上；

h）用含有熱水的布將釬焊部位的焊劑清除干凈，如有必要，用砂紙清除氧化膜；

i）用干布將鈑金件、配管和周圍的水擦干。

5、無損檢測

5.1 射線檢測（RT）

原理：射線在穿透物質(zhì)過程中會與物質(zhì)發(fā)生相互作用，因吸收和散射而使其強度減弱。如果被透照物體（試件）的局部存在缺陷，且構(gòu)成缺陷的物質(zhì)的衰減系數(shù)又不同于試件，該局部區(qū)域的透過射線強度就會與周圍產(chǎn)生差異。把膠片放在適當(dāng)位置使其在透過射線的作用下感光，經(jīng)暗室處理后得到底片。底片上各點的黑化程度取決于射線照射量，由于缺陷部位和完好部位的投射射線強度不同，底片上相應(yīng)部位就會出現(xiàn)黑度差異。底片上相鄰區(qū)域的黑度差定為“對比度”。把底片放在觀片燈光屏上借助透過光線觀察，可以看到由對比度構(gòu)成的不同形狀的影象，評片人員據(jù)此判斷缺陷情況并評價試件質(zhì)量。

5.2 超聲波檢測（UT）

原理：超聲波探傷是利用超聲波（頻率高于 20kHz 的機械波）探傷材料表層和內(nèi)部缺陷的無損檢驗方法。對焊縫進行超聲波探傷，是利用焊縫中的缺陷與正常組織具有不同的聲阻抗，聲波在不同聲阻抗的異質(zhì)界面上會產(chǎn)生反射的原理來發(fā)現(xiàn)缺陷的。

5.3 磁粉檢測（MT)

原理：鐵磁性材料被磁化后，其內(nèi)部產(chǎn)生很強的磁感應(yīng)強度，磁力線密度增大幾百倍到幾千倍，如果材料中存在不連續(xù)性（包括缺陷造成的不連續(xù)性和結(jié)構(gòu)、形狀、材質(zhì)等原因造成的不連續(xù)性），磁力線會發(fā)生畸變，部分磁力線有可能逸出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場，漏磁場的局部磁極能夠吸引磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。

5.4 滲透檢測（PT）

原理：零件表面被試涂含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細管作用下，經(jīng)過一定時間，滲透液可以滲進表面開口的缺陷中；經(jīng)過除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯象劑，同樣，在毛細管作用下，顯象劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯象劑中；在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。