铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用

铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用内容摘要：

的纵环焊缝 直径大于 200mm的纵焊缝和直径大于 700mm的纵环焊缝 直径大于 700mm的环焊缝，管轴线垂直位置 任意直径的纵环焊缝 直径大于 100mm的环焊缝 直径大于100mm的环焊缝 备注 需清根 不需清根且速度快 不需清根且速度快但有气孔 背面成形不均匀 易产 生根部缺陷 垫板易烧化 双面焊焊接技术的特点及应用 常规双面焊技术特点及应用 常规双面施焊工艺是最早使用的一种双面焊工艺。 通常适用于焊接薄板的拼缝或直径大于 700mm 的管道筒节的纵环焊缝。 一般根据板的厚度选择开坡口双面焊或不开坡口双面焊。 板厚不大于 5mm的焊缝通常不开坡口，而板厚大于 5mm的焊缝通常需要开坡口，一般为“ V”型坡口。 17 图 1 常规双面焊焊缝外部成形 图 2 常规双面焊焊缝内部成形 因铝合金的导热性能比较好，采用常规双面焊方法施焊铝合金焊缝 时，厚度不大于 14mm 可不需预热，而厚度大于 14mm 时则需预热，预热温度一般不超过15℃，（ 100~150℃为宜）。 为了清除根部缺陷，采用常规双面焊方法施焊铝合金焊缝封底焊道时，一般需要采用风铲、铣刀进行清根。 常见厚度铝合金焊缝双面焊的焊接规范参数见表 2； 表 2 常见厚度铝合金焊缝双面焊的焊接规范参数 板厚 mm 焊丝直径mm 钨极直径mm 喷嘴直径 mm 氩气流量L/min 预热温度℃ 焊接电流A 焊接层次正反 焊缝形式 4 4 3~4 10~12 8~12 —— 100~140 1/1 Ⅰ 5 4 4 12~14 10~12 —— 140~170 1/1 Ⅰ 6 4 4~5 12~14 10~12 —— 180~200 1/1或 2/1 Ⅰ 8 5 5 12~14 12~14 —— 220~250 2/1 Ⅰ或Ⅴ 10 5~6 6 12~14 12~14 —— 260~300 2/1或 3/1 Ⅴ 12 6 6 14~16 12~14 —— 260~300 2/2或 3/1 Ⅴ 14 6 6~7 14~16 14~16 150 280~320 2~3/1~2 Ⅴ 16 6 6~7 16~18 16~18 150 280~360 2~3/1~2 Ⅴ 18 6 6~7 16~18 16~18 150 280~360 3~4/1~2 Ⅴ 20 6 6~7 16~18 16~18 150 320~380 3~4/1~2 Ⅴ 双人双面同时立焊（双面立焊） 方法特点：这种方法采用手工钨极氩弧焊，两台焊机（性能相近、最好是同 18 型号、必须同相位），两个焊工采用相近的焊接规范，在立焊位置，同时同步向上焊接（图 3）。 一般采用一个人加焊丝一个人不加焊丝的方法；有时也可以采用双面加焊丝的方法施焊。 图 3 双面立焊示意图 图 4 环焊缝双面立焊 为了保证同步，焊工必须彼此看清对方的电弧的移动。 另外为了加强电弧的清洁作用和加强气泡与氧化铝的上浮逸出，往往采用比较大的间隙，一般采用≥5mm。 特殊情况下（如塔卧装时，为保证塔板水平），也采用无间隙的双面立焊，这就需要两个焊工配合更加默契。 这种焊接方法通常用于施焊直径不小于 700mm 筒节纵环焊缝（保证内部施焊焊工有充分的操作焊把和观察电弧的空间），对于直径小于 700mm 且长度不大于 1500mm 的筒节，采取专用的工装和措施也可以采用双面立 焊施焊。 比如，采用增加焊接平台，加强内部焊把、中间起焊、颠倒焊接的方法等。 图 5 双面立焊焊缝外部成形 图 6 双人面立焊展示 双面立焊的优点： 1）、生产率高，壁厚≤ 12mm 的可不开坡口，一次焊成，并且不用清根； 2）、由于对称焊接，工件变相小； 3）、熔池表面积大，又处在立焊位置，有利于气泡逸出、氧化物夹杂等的上浮，因此对焊前的清理要求可适当 19 降低； 4）、双面电弧不仅使电弧清洁作用加强，而且相当于双面气体保护； 5）、热利用率高，焊接热输入少，有利于保证焊缝金属的结晶组织； 6）、 焊缝内部质量好，成形较好，拍片合格率高。 由于具备上述一系列优点，因此广泛用于铝制管道及容器的制作。 适用范围： 1）、平板对接或管径≥ 200mm，而长度不大于 1500mm 的管道焊缝（对于直径小于 700mm 且长度不大于 1500mm 筒节，必须采取专用的工装和工艺措施）。 2）、大口径管道（φ≥ 700mm）或容器的纵焊缝。 3）、管道焊缝，其中一短节长度不大于 400mm。 直径不大于 200mm（如果直径增加，则短节长也可允许再加长）。 上述三点只是就一般情况而言，只要焊工可操作（指正反两面），可见性好，环焊缝就应优先采用双面立焊（图 4）。 双面立焊焊接规范参数。 在一般情况下，两个焊工采用相同的焊接规范。 有时为了某种需要或正面加焊丝的原因，也采用正面焊接 电流略大于背面的操作方法。 双面立焊的焊接规范参数见表 3，常用接头形式见图 7。 表 3 双面立焊的焊接规范参数 板厚mm 焊丝直径 mm 钨极直径 mm 喷嘴直径 mm 氩气流量 L/min 焊接电流 A（正反） 钝边mm 间隙mm 焊缝形式 备注 4 4 4~5 10~12 10~12 75~85/60~70 4 3~4 Ⅰ 见图 31 5 4 4~5 10~12 10~12 80~90/60~70 5 4 Ⅰ 6 4~5 4~5 10~12 10~12 90~100/80~90 6 4 Ⅰ 8 5 5 12~14 12~14 130~150/110~130 8 4~5 Ⅰ 10 5~6 6 12~14 12~14 150~170/130~150 10 5~6 Ⅰ 见图 32 12 5~6 6 12~14 12~14 170~190/150~170 12 6 Ⅰ 14 5/6 6 14~16 14~16 190~210/170~190 260~320(盖面 ) 8~10 6~7 Ⅴ TIG 双立打底 手工 TIG或 MIG盖面（见图 33） 16 5/6 6~7 16~18 16~18 210~230/190~210 260~320(盖面 ) 10~12 6~7 Ⅴ 18 5/6 6~7 16~18 16~18 220~240/200~220 300~340(盖面 ) 10~12 6~7 Ⅴ 20 5/6 6~7 16~18 16~18 240~260/220~240 10~12 6~7 Ⅴ 20 320~380(盖面 ) 图 7 双面立焊常用坡口形式 双面立焊可能产生的缺陷，问题及防止途径。 除 TIG 焊共性缺陷外，双面立焊的特有缺陷及防止途径见表 4。 表 4 双面立焊的特有缺陷及防止途径 问题、缺陷 类型及位置 产生原因 防止途径 单台焊接工作正常，两台焊接配合发现电弧不稳，其中一台引不起电弧或氩气保护不良。 焊机相位不对 可将其中一台焊接变压器的原极接线对调一下，使其相位一致 间断气孔（原定位焊部位） 焊枪引弧时间不够长 在定位焊缝位置操作不良 引弧应在引弧板施焊一段时间； 焊到高位焊缝 10mm左右距离，焊枪向上移动，将定位焊缝金属熔下来，焊枪下移、加丝、向上再熔下来、焊枪下移、再加丝 … ； 焊前作 100~150℃预热。 未焊透（焊缝中间部位） 焊接电流小； 焊接速度快； 焊枪角度不正确； 接头清理不良 梁焊工配合不佳，不同步，或不加焊丝，焊工向上移动过快 采用合适的焊接规范及正确的操作方法。 焊工培训练习，使配合默契。 21 注。