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【摘 要】碳钢管道自我国钢管产业发展中具有十分重要的地位,对于碳钢管道的焊接也需要遵循一系列的技术要求.在这种背景下,本文首先探讨了碳钢管道焊接的总体技术规定,进而分析了碳钢管道焊接施工技术与应用控制,最后探讨了碳钢管道焊接技术应用的品质保证.
【关 键 词】碳钢管道；焊接技术；应用
一、碳钢管道焊接的总体技术规定
碳钢管道或通俗称碳钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨制成.碳钢管在我国钢管业中具有重要的地位.对于碳钢管道的焊接,应当遵循如下规定.
一是碳钢管道焊接准备热态调整必须按照经过审批的工艺文件的进行.热态调整均应在600℃-800℃的温度范围内进行.用表面温度计或测温笔测温.热态调整后的工件应在静止的空气中冷却.二是对于有关标准规定不准进行热态调整的材料品种,不得进行热态调整.焊接焊接工艺评定应根据《现场设备、工业管道焊接工程施工与验收规范》（GB50236-98）的规定进行焊接工艺评定.预热在接头处实测的最厚焊件厚度超过25mm时,必须预热至100-150℃.在焊接环境温度低于0℃时,应在焊缝始焊处100mm范围内预热到15℃以上.在特殊情况下,如焊缝接近大型法兰、阀门等可能影响焊缝冷却速度的管配件时,及铸件或锻件的含碳量≥0.3%时,应考虑进行后热.三是焊接材料的选择应符合设计要求.熔敷金属的机械性能指标不得低于基本金属的机械性能指标.当采用下向焊工艺时,必须先进行下向焊的焊接工艺评定.改变任何影响焊接质量的因素（如电极、焊丝型号或牌号、保护气体）,都必须得到批准.当进行封底焊时,应打磨清除上层焊道的缺陷.填充、盖面焊时,焊条直径不得大于4mm.
二、碳钢管道焊接施工技术与应用控制
(一)MIG焊接法：（惰性气体电弧焊接）
在半自动焊接过程中,消耗性电极金属线以一定速度向母材输供,由电极金属线先端的电弧热产生的熔滴以喷状填供母材焊接.一般视材料的大小,选择适当线径的焊线,对焊道品质及变形量的控制是有非常大的关系.因为焊线线径大小直接与焊接条件的变换有直接的变数.在6m/m以下板厚（脚长）可选用1.2ψ（m/m）的焊线,在6m/m以上板厚对接板（脚长）建议使用1.6m/m的焊线为宜.
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(二)TIG焊接法：（钨极电弧焊接）
属非消耗性电极的电弧焊接,是由钨电极棒与母材间通过电流产生热量熔化母材形成熔池,再另外填加棒形焊材使的熔填入熔池形成焊道,其过程如同MIG也需以惰性气体遮护,使焊道不致形成缺陷.焊枪的运行与MIG相同也使用前进法,喷嘴的选择视开槽状况、焊道脚长、工作习惯、环境及使用的钨棒棒径而定,通常比铁类金属焊接为大.根据熔池的判断决定是否采用织动式,若采用织动以不要超出钨棒直径为宜,否则会造成焊道的遮护气体保护不良及填送焊料不足难保焊道品质及变形量的增加.
(三)电弧的控制：
前进焊法的焊接无法完全观察全部的熔池状况,仅可看到前方约1/3-2/3的熔池熔融,所以焊接作业者必须要有更熟练的焊接技巧；当能够看到全部的熔池时,表示电弧长度已超出了范围,一般铝焊的电弧长度是15-20m/m,电弧长度太长会改变焊接条件及破坏遮护气体保护范围,因而破坏焊接品质.碳钢管道的电弧光为白色或带有蓝色,电弧光线强度比铁类强,更易造成皮肤及眼部的灼伤；但其熔池熔融时色泽不变,仅呈银白的液状熔融,焊接时对熔池的判断要格外的细心,才能正确的判断熔池熔融状况配合适当的运弧速度.
(四)焊接顺序
碳钢管道焊接顺序原则上与钢构造相同,但因为热传导比一般碳钢要快,且膨胀系数较高,所产生的收缩应力会相对提高,因此有许多的状况必须按照组合顺序来施焊可减少变形,同时容易达到要求的尺寸.施工时遵行焊接顺序施焊,可减少变形,达到焊道的要求尺寸,减少焊道缺陷发生,尤其是大构件施工时更有其必要性.焊接顺序应考虑收缩量大的焊缝先焊,由中央的焊缝开始,再顺序向外焊.碳钢管道焊接采用TIG、MIG焊法中焊枪的喷嘴较大,所以操作上会有一些困难,尤其小空间位置甚难进入,在组合顺序作业中也须作适当的考量做配合性的工作.因此,在施工作业时依据经验判断选择最适当的组合顺序与焊接顺序相辅相成.
三、碳钢管道焊接技术应用的品质保证
焊接检验是焊接品质保证的最后一道关卡,若要积极的确保焊道品质,除了焊后的检验外,焊接前就要作各项确认工作：材料的选择,选择适合于母材匹配的焊材；焊法,形状、尺寸、外观等选择正确适当的焊法；接头开槽形状,接头需以考虑特性要求或作业性等决定；开槽加工,加工方法的选择同时也要决定加工精
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为了确保焊机技术的应用品质,有必要进行气体保护.遮护气体不仅对焊接的品质重要,对于作业性与工作环境也然.适当的焊接过程需要考虑整个系统,包括选择填料金属和遮护气体等焊接材料,焊接机、送线器、焊枪和自走台车等硬体设备,以及焊接参数、焊前后处理等软体条件,等等.不同的焊接人员根据其对防蚀、机械性质、外观、业性及工作环境和应用要求的不同,有不同的适当选择.碳钢管道焊接常用的遮护气体为惰性气体如氩气（Ar）及氦气（He）.氦气是用于焊接碳钢管道时非常好的遮护气体,它可以与氩气以任何比例混合使用,它的缺点除了价格较贵外,主要是电弧稳定度较差.
四、小结
总体而言,碳钢管道焊接要想达到预定的品质水平,光是以文字表示都不太容易,实际的施工要件要求事项精确度要高很多,焊接人员必须经过严格培训且专业专职,才能获得稳定的工作品质.除了直接思考捍接工作人员对焊接品质的影响外,同时不要护士管道设计者及冷却组装人员的重要性,他们对焊接品质优劣的影响度也有相当密切关联性.
参考文献：
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