摘要： 焊接作为一种工业制造手段，广泛的应用到各行各业。然而焊接过程是一个局部不均匀加热的过程，造成的局部应力集中很有可能产品在使用过程中焊接部位疲劳、断裂．由于不均匀加热产生的母材塑性变形，会导致产品外观质量不合格，产生不必要的整形工序成本，以及产品加工余量的增加。所以，焊接结构变形的控制是涩及行业比较关注和主要攻关的一个项目。
关键词：特细焊条：打底焊；中小管道；焊接工艺评定
1、正文：
在中小管道施工中,打底焊缝质量往往是影响管道焊接质量和工期的重要因素之一。目前,氩弧焊打底工艺已广泛应用于管道焊接中,但由于氩弧焊成本高、效率低、对坡口组对及防风措施要求严格,在管线野外施工时需频繁移动气瓶及防风棚等,在一定程度上限制了氩弧焊工艺的推广。本文对特细焊条打底，低氢焊条填充、盖面的焊接工艺进行了试验研究，取得了氩弧焊质量，焊条电弧焊速度的良好效果，是野外中小口径管道施工替代氩弧焊打底的一种理想新工艺。
2、焊接工艺试验
2.1焊接设备及材料
2.1.1焊接设备
美国rrw集团公司生产的Miller BigBlue 502D CC/CV多功能焊机：四川电子焊接设备公司生产的ZX7-400S逆变焊机；无锡电焊机厂生产的AXC1-400-1型活动焊机。
2.1.2焊条
打底焊 DD571φ1.8mm φ2.0mm
填充、盖面焊 E5015 φ2.5mm φ3.2mm
2.1.3管材
钢种：20#
规格：φ108mm*8mm, φ114mm*6mm, φ76mm*6mm
2.2 焊接工艺
2.2.1 坡口清理及组对
用角向磨光机、钢丝刷将坡口两侧各10mm范围内内外壁上的铁锈、油污、水及氧化皮清除干净，直至露出金属光泽，以减小焊接过程中气孔产生的倾向。在坡口内2点和10点钟位置进行定位焊，定位焊缝长度在15mm左右。
2.2.2焊条烘干与作业环境
焊前DD571和E5015焊条需350℃烘干1h,保温2h后放入保温桶，随用随取。分别在室内施焊和室外风速＜8m/s无防护措施中施焊。
2.2.3焊接工艺参数
分别对3种规格钢管进行焊接工艺评定（均含全位置焊，电源极性DC）。
特细焊条打底，低氢焊条填充、盖面焊接工艺参数：1、试件规格（mm):Φ108×8mm 焊接层次 打底用的焊条规格DD571 2.0 焊接电流是55-65安培 电弧电压是20-22伏 焊接速度是6-9毫米每秒， 填充用的焊条规E5015 2.5格焊接电流是80-90安培 电弧电压是21-23伏特 焊接速度是9-12毫米每秒，盖面用的焊条规E5015 3.2格焊接电流是100-110安培 电弧电压是22-24伏特 焊接速度是7-10毫米每秒。2、试件规格（mm):Φ114×6mm 焊接层次 打底用的焊条规格DD571 2.0 焊接电流是55-65安培 电弧电压是21-22伏 焊接速度是5.5-8.5毫米每秒，盖面用的焊条规E5015 2.5格焊接电流是80-90安培 电弧电压是21-23伏特 焊接速度是6-8毫米每秒。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆3、试件规格（mm):Φ76×6mm 焊接层次 打底用的焊条规格DD571 1.8 焊接电流是50-60安培 电弧电压是21-22伏 焊接速度是5-8毫米每秒，盖面用的焊条规E5015 2.5格焊接电流是75-85安培 电弧电压是22-23伏特 焊接速度是6-9毫米每秒。
3、操作方法
3.1打底焊
打底焊道分两步施焊，按顺时针方向从6点钟位置至12点钟位置为前半圈，按逆时针方向从6点钟位置至12点钟位置为后半圈。从6点钟位置坡口内侧划擦引弧搭桥连接，形成稍宽于对口间隙的熔池和熔孔后，开始锯齿形摆动连弧焊接，因参数小，焊件温度低，此时的摆动幅度应很小。仰焊时尽量压低电弧，弧长小于2mm为宜，电弧指向熔孔。平焊时电弧应指向熔池。在整个焊接过程中应保持熔孔比间隙增宽0.5-10mm，保持短弧焊接，焊条角度应随焊接位置的变化改变。
3.2焊接接头的处理
因打底层是采用小间隙，小参数、小熔孔的焊接工艺，为不破坏坡口外形，选用较薄的砂轮片对接头进行处理，一般以厚度3mm左右为宜。 将焊道的起弧和收弧部分打磨成缓坡形，继续施焊时，在打磨处稍后5-10mm处引弧，当焊至缓坡处时由于前端焊道已打磨得很薄，在电弧高温的作用下自行熔化，形成一条连续的打底焊道。
3.3层间清理
打底层焊接完成后将焊缝表面的焊渣及飞溅物清理干净，用角向磨光机将焊接接头处的双层焊道及焊道中的凸出部分修磨平整，以利于下一层的焊接。填充及盖面操作方法基本相同。
4、试验结果
4.1射线探伤及力学性能试验
试件按JB 4730-94标准进行X射线探伤，按GB228-87、GB232-88规定进行力学试验。
Ｘ射线探伤及力学性能试验结果是：1、试件尺寸（mm) Φ108×8mm 焊口数量 1 射线探伤Ⅰ/Ⅱ级 拉伸强度510/505Mp 结果合格面弯合格背弯合格。2、试件尺寸（mm) Φ114×6mm 焊口数量 1 射线探伤Ⅰ/Ⅱ级 拉伸强度480/465Mp 结果 合格 面弯 合格 背弯 合格.3、试件尺寸（mm)Φ76×6mm 焊口数量 1 射线探伤Ⅰ级 拉伸强度490/510Mp 结果 合格 面弯 合格 背弯 合格.
4.2 特细焊条打底与氩弧焊打底焊接速度比较
特细焊条打底与氩弧焊打底焊接速度比较：1、特细焊条Φ108×8mm 焊接速度是6-9厘米每分钟、Φ114×6mm 5.5-8.5厘米每分钟、Φ76×6mm 5-8厘米每分钟。2、氩弧焊条Φ108×8mm 焊接速度是4-7厘米每分钟、Φ114×6mm 3.5-6.5厘米每分钟、Φ76×6mm 3-6厘米每分钟。
可以看出。特细焊条打底的焊接速度要比氩弧焊打底快得多，如果再加上移动氩气瓶、防风蓬的时间，特细焊条打底工艺的生产效率要比氩弧焊打底工艺高1倍左右。
5、结论
（1）焊接质量高，特细焊条工艺性能好，电弧燃烧稳定，飞溅少，可以连弧焊，容易实现单面焊双面成型，适于中小口径管道全位置打底焊。
（2）焊接成本低，与氩弧焊相比，省去了氩气，钨极等费用，其焊接成本仅为氩弧焊的1/2左右。
（3）生产效率高，该焊条脱渣性好，焊道不宜中间凸起，减少了焊工清渣打磨的工作量，另外还省去了氩弧焊频繁移动气瓶及防风蓬的时间，便于野外管道施工。
（4）适应能力强，该工艺对焊机要求不高，一般的活动焊机皆能满足该工艺要求，而氩弧焊需专用的焊接设备。
（5）易于操作，该工艺操作技巧与普通焊条电弧焊其本相同，有基础的焊工通过一周的培训即可掌握此焊条连弧焊打底技术。
个别焊机老化，参数调节达不到工艺要求，不宜采用此焊接工艺。由于焊接参数所限，对于大口径管线，与纤维素焊条下向焊打底工艺相比焊接效率低。
论文作者:陈雷
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/2
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