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摘要：SMAW/FCAW下向焊是指根焊采用手工电弧焊，填充盖面采用自保护药芯焊丝熔化极半自动焊的一种焊接方法。它是目前国内外在管道施工，尤其在长输管线施工中一项重要的焊接工艺，与传统焊接方法（手工电弧上向焊）有其独特的优越性。
关键词：矿浆输送管道；下向焊；材料
库管道焊接工程实践经验的基础上编制而成。
向下焊焊接技术采用的是纤维素焊条直流正接根焊，自保护药芯焊丝半自动下向焊填充、盖面技术。采用纤维素型焊条直流正接进行根焊，具有操作灵活、抗风性能好、适应性强、焊速快、单面焊背面成型平缓、均匀、美观、内在质量保证。填充盖面全部采用自保护药芯焊丝直流正接半自动焊方法具有较优越的技术经济指标，其熔敷效率高，焊接速度快，全位置成型好，环境适应能力强，焊工易于掌握，焊缝质量稳定。
1施工技术原理
1.1纤维素下向焊焊条的药皮中含有30%～50%的有机物（纤维素），其有极强的造气功能，焊接时分解了大量的CO 和CO2 气体，在保护电弧和熔池金属的同时，增加电弧吹力，保证熔滴在全位置焊接时向熔池的稳定过渡，并阻止铁水和熔渣下淌。同时有较大的熔透能力，具有优异的填充间隙性能，对管子的对口间隙要求不很严格。焊缝背面成形好、气孔敏感性小、易于获得高质量的焊缝。
1.2填充盖面采用自保护药芯焊丝半自动下向焊，由于药芯在高温分解释放出大量气体对电弧及熔池进行保护，同时通过熔渣对熔池及凝固焊缝金属进行保护，故焊缝质量稳定，熔敷率高，焊接速度快。
2 施工工艺要点
2.1工艺要点
2.1.1以合格的焊接工艺评定为依据，编制详细的焊接作业指导书。
（1）指导焊工培训、考试合格后方能上岗。
（2）指导现场的焊接施工作业。
2.1.2焊接设备的选型上，必须适应于纤维素下向焊接的逆变直流焊机。其空载电压在80～98V。
2.1.3焊接材料的选择，原则上应与管材的化学成份、机械性能相匹配，并便于操作。不得使用受潮的纤维素焊条，如受潮应有专人负责进行烘干，并作好记录。烘干温度为70～80℃，恒温时间0.5h，并保温1h。焊条重新烘干不得多于二次。
图2 管口坡口要求
2.1.4施焊前应将管焊口两侧各不少于150mm表面上的泥土、油污、锈蚀、水份等脏物清理干净，其坡口及两侧10mm范围，还应露出金属光泽。
2.1.5管口的组对与定位焊是保证下向焊焊接质量的重要部份，是促使管接口背面成型良好的关键。管口的坡口型式、间隙、钝边要求见图2。为保证错边量＜2mm，管道的对接接口组对时，应用管道专用外对口器或内对口器。
2.1.6焊前管道对接接口的预热，应根据不同的管材按规定进行预热。管口预热应采用环形火焰加热圈，或电热板（丝）均匀加热。预热宽度以焊缝中心为基准，坡口两侧大于50mm为宜，该范围内预热温度应均匀。
2.1.7焊接
（1）焊接层次及焊接顺序严格按照焊接工艺作业指导书要求执行，对于管道直径小于711mm，每层焊道由二名焊工同时施焊。当管道直径大于或等于711mm时，每层焊道宜由三名焊工同时焊接。管道下向焊的施焊顺序见图3。
（3）施焊时的焊接工艺参数应在焊接工艺规定的范围内，参见表2。
表2 焊接工艺参数
（4）为保证焊接质量，要严格控制层间温度，一般情况下根焊完成后10中内要进行热焊，达不到此项要求时，热焊前要再次对焊口进行加热。层间温度一般控制在60℃至150℃之间。
3 材料与设备
本技术没有特别说明的材料，采用的机具设备见表4。
表3 机具设备表
4质量保证措施
4.1现场焊接时，管口组必须采用对口器，其管道下应放置枕木或沙袋填实，防止产生附加应力。管道使用内对口器时，全部根焊焊完后，才能撤除；当使用外对口器时，全部根焊焊完50%后，才能撤除。
4.2根焊的操作，施焊时从管接头12点往前约10mm处引弧，形成一个熔池后，焊条迅速压底，采用短弧焊接，焊条作直线状或往复小动作快速、均匀地向下运条，熔池大小控制在每侧坡口根部钝边熔化1~1.5mm为宜。
4.3填充层焊接时采用自保护药芯焊丝半自动焊，应将每层的前道焊缝打磨干净，焊丝的干伸长度始终保持在20～30mm，焊接电弧可略高些，操作时手把要稳，焊接速度要均匀，并采用多层多道直线向下运条焊接。
4.4盖面焊同填充层焊应一致，但注意在5点～6点间的施焊过程中，焊接电流可略小10%～15%，以避免出现下坠和咬边现象。焊缝余高控制在比管平面高出1～1.6mm，焊缝表面成形应美观。
5结论
本技术具有操作易掌握，焊缝质量可靠稳定，焊接速度大大加快、焊缝金属熔敷率高，节约焊材成本，加快施工进度，野外施工作业适应性强，并可在长输管线焊接施工中进行流水作业。与手工上向焊相比，工效可提高一倍以上。
论文作者:孔维宾,张鹏鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/10
标签：熔池论文; 焊条论文; 管道论文; 口器论文; 焊丝论文; 电弧论文; 纤维素论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;