管道坡口是指管道與管道進(jìn)行焊接或承插作業(yè)時(shí),需要對(duì)管道的接口處進(jìn)行加工打磨而形成的一個(gè)斜坡。也就是在管道進(jìn)行焊接或承插作業(yè)前,將管道的待焊端部加工成一定形狀,組對(duì)后形成的溝槽稱(chēng)為坡口。
開(kāi)坡口的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)完全熔透。此外還可調(diào)整焊縫成分及性能、改善結(jié)晶條件,提高接頭性能。
1.爬管式坡口機(jī)應(yīng)用于原油、燃?xì)?、煤氣、自?lái)水、船舶、鉆井平臺(tái)等行業(yè)實(shí)際運(yùn)營(yíng)管道的搶維修,在危險(xiǎn)的易燃易爆工作環(huán)境下,對(duì)管道進(jìn)行無(wú)火花、冷切割坡口作業(yè)。
爬管式坡口機(jī)可根據(jù)焊件厚度和工作條件不同,進(jìn)行I型和V型坡口作業(yè)。管道工程中常用的焊接接頭形式有對(duì)接、搭接、丁字接和角接等四種。 對(duì)接接頭是各種焊接結(jié)構(gòu)中采用最多的一種接頭形式。因?qū)咏宇^受力較均勻,所以重要的受力焊縫尺量選用。根據(jù)焊接板厚不同,對(duì)接接頭的坡口型式有:
(1)I形坡口(或稱(chēng)平接):用于焊接板厚為1-6mm的焊接,為了保證焊透件,接頭處要留有0-2.5mm的間隙。
(2)V形坡口:用于板厚為6-30mm焊件的焊接,該坡口加工方便。
(3)X形坡口:用于板厚12-40mm焊件的焊接,由于焊縫兩面對(duì)稱(chēng),焊接應(yīng)力和變形小。
(4)U形坡口:用于板厚20-50mm焊接的焊接、容易焊透、工件變形小。
2.焊縫的空間位置
按焊縫在空間位置不同,可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊等。平焊時(shí)操作方便、勞動(dòng)條件好,生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量容易保證,對(duì)操作者的技術(shù)水平要求較低,所以應(yīng)盡可能地采用平焊。仰焊最難焊接。
3.焊接工藝參數(shù)及其確定
焊接工藝參數(shù)是焊接時(shí)為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量的總稱(chēng)。手弧焊的焊接工藝參數(shù)主要包括:焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度和焊接層數(shù)等。
(1)焊條直徑的選擇:根據(jù)焊件的板厚國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的直徑規(guī)格進(jìn)行選擇。工件厚時(shí),可選擇較粗焊條,平焊低碳鋼時(shí),可按下面選取。
焊件厚度(mm) 2 3 4~5 6~12 >12
焊條直徑(mm) 2 3.2 3.2~4 4~5 5-6
(2)焊接電流的確定:根據(jù)焊條直徑選擇焊接電流。焊接低碳鋼時(shí),按下面經(jīng)驗(yàn)公式選擇焊接電流:I=(30~50)d。應(yīng)當(dāng)指出,上式只提供一個(gè)大概的焊接電流范圍,實(shí)際生產(chǎn)中,還要根據(jù)焊件厚度、接頭形式、焊接位置、焊條種類(lèi)等因素,通過(guò)試焊來(lái)調(diào)整和確定焊接電流大小。電流過(guò)小,易引起夾渣和末焊透;電流過(guò)大,易產(chǎn)生咬邊、燒穿等缺陷。
(3)電弧電壓:由電弧長(zhǎng)度決定(即焊條焊芯端部與熔池之間的距離)。電弧長(zhǎng),電弧電壓高,電弧燃燒不穩(wěn)定;熔深減小,飛濺增加,且保護(hù)不良,易產(chǎn)生焊接缺陷;電弧短,電弧電壓低。操作時(shí)采用短電弧,一般要求電弧長(zhǎng)度不超過(guò)焊條直徑。
4.經(jīng)過(guò)爬管式坡口機(jī)的修整,電焊工藝方法進(jìn)行分析后得出:坡口直邊符合管道切割工藝,斷管面合理;坡口角度正常,能夠?yàn)楣艿蓝鄬雍附犹峁┱_的角度。此次實(shí)險(xiǎn)使用的是鎳基合金,焊縫金屬不像鋼那樣容易潤(rùn)濕展開(kāi),即使增大焊接電流也不能改進(jìn)焊縫金屬的流動(dòng)性,反而起到有害的作用,這是鎳基合金的固有特性。
因此,在此次焊接管板難度系數(shù)增大。焊接電流超過(guò)推薦范圍,不僅使熔池過(guò)熱、增大熱裂紋的敏感性,而且使焊縫金屬中的脫氧劑蒸發(fā),出現(xiàn)氣孔。
另外,由于焊縫金屬的流動(dòng)性差,不易流到焊縫兩邊,所以在實(shí)驗(yàn)中為獲得良好的焊縫成形,使用了擺動(dòng)焊接工藝。但是這種擺動(dòng)是小擺動(dòng),擺動(dòng)的距離不超過(guò)焊絲直徑的三倍。最后確定兩遍都填絲焊接,這樣可以有效減少熱裂紋的產(chǎn)生。