第三节 钢管的焊接

参加燃气管道焊接的焊工必须取得《锅炉压力容器焊工合格证》方可准许参加燃气管道的焊接施工。

一般情况下，应尽可能采用电弧焊，只有壁厚在4mm及以下的钢管才可用气焊焊接。

一、管子端面处理及对口

管子端面的形状和尺寸是保证焊接质量的首要条件。燃气管道的焊接一般均采用对接接头，对接接头的形式有：

1）不开坡口：适用于壁厚≤4mm的钢管，通常两接头间留1～2mm的间隙。

2）V形坡口：管壁厚度超过4mm时选择表3-1所示V形坡口。坡口的主要作用是保证焊透；钝边的作用是防止金属烧穿；间隙是为了焊透和便于装配。

不同壁厚的管子、管件对焊时，如两壁厚相差大于薄管壁厚的25%或大于3mm时，必须对厚壁管进行加工，如图3-6所示。

对已加工好的坡口两侧15mm以内，应清除油、锈、水等脏物。管子对口时，两管纵向焊缝应错开，错开的环向间距不小于100mm；错口允许偏差为0.5～1.0mm。组对短管时，短管长度不应小于管径，且不应小于150mm。

二、焊接工作的组织

对口完毕即可进行点固焊，然后焊成一定长度的管段，待强度试验后，将管段下到沟槽内再焊成管路。焊接作业组按流水作业进行。

1）对口点固焊组：负责把管子放在垫木或转动装置上，对好口，点固焊成管段。

2）转管焊接组：把点固焊的管段全部施焊完毕并进行强度试验。

3）固定口焊接组：把下到沟底的管段全部施焊完毕，一般是在沟内对口和固定口全位置焊接。

上述作业组形式适于长距离和较大管径（DN＞150）的焊接工程，短距离焊接工程根据具体情况组织一个或两个作业组。

三、管道的焊接技术

1. 固定口全位置焊接技术

水平管道固定口全位置焊接的特点是焊缝的空间位置沿焊口不断变化，熔池形状也不断变化，因此操作比较困难，容易产生缺陷。

各部位产生的缺陷是各不相同的，如将管口分成8等分，如图3-7所示，则从位置1～6容易出现各种缺陷，部位2容易出现弧坑未填满和气孔，部位5容易出现熔透过分，形成焊瘤，部位3和4的熔渣与铁水容易分离。

水平管固定口的焊接通常以平焊点6和仰焊点1为界，将环形焊口分为两个半圆形焊口，按仰焊、立焊、平立焊和平焊的顺序进行焊接。

（1）前半圈的焊接 起焊应从仰焊部位中心线前5～15mm处开始，如图3-7所示，管径较小时提前值取下限。首先在坡口侧面上引弧，用长弧预热，当坡口开始熔化时迅速压短电弧，靠近钝边做微小摆动；再用“半击穿法”将坡口两侧钝边熔透，形成反面成形，然后按仰焊、仰立焊、立焊、斜平焊及平焊顺序将半个圆周焊完。前半圈收尾时应在越过平焊部位中心线5～15mm处熄弧。焊接时焊条角度的变化如图3-8所示。焊接过程中遇到定位点焊焊缝时，必须用电弧将焊缝一端的根部间隙熔穿，以确保充分熔合，当运条至点固焊缝另一端时，焊条应稍停一下，使之充分熔合。

（2）后半圈的焊接 由于仰焊起焊时最容易产生各种缺陷，所以在后半圈焊接开始时，应把前半圈起焊处的焊缝端部用电弧割去约10mm的一段，这样既可以除去可能存在的缺陷，又可以形成缓坡形的焊缝端部。操作方法是先用长弧预热原焊缝端部，待端部熔化时迅速将焊条转成水平位置，对准熔化铁水用力向前一推，必要时可重复2～3次，直到将原焊缝端部铁水推掉形成缓坡形槽口。随后将焊条移回到焊接位置，从割槽的后端开始焊接，这时切勿熄弧，以使原焊缝充分熔化，消除可能存在的缺陷。当运条至底部中心线时必须将焊条用力向上一顶，以便将根部熔透，形成熔孔后方可熄弧。此后即进行后半圈的正常焊接。

（3）平焊接头 平焊接头是两个半圈结尾的交接部分，也是整个焊口的收尾部分，要保证此处充分熔合并焊透。为此，运条至原焊缝尾部时应使焊条略向前倾，并稍作前后运条摆动，以便充分熔合。当接头封闭时，将焊条稍微压一下，这时可以听到电弧击穿根部的声音，说明根部已充分熔透。填满弧坑后，即可熄弧。

（4）表面多层焊 完成封底焊缝后，其余各层的焊接比较容易。但应注意使各焊道之间，以及坡口之间必须充分熔合；每焊完一道后要仔细清除熔渣，以免产生层间夹渣。

2. 固定口横焊技术

横焊时，熔池金属有自然下流造成上侧咬边的趋势，表面多层焊道不易焊得平整美观，常出现高低不平等缺陷。

（1）封底焊 因为全部是横焊，条件相同，所以要始终保持焊条与管子之间的角度相同，如图3-9所示，具体操作完全同于横焊单面焊双面成型焊接操作技术。焊接时要尽可能将熔池的形状控制为斜椭圆形，避免凸椭圆形，如图3-10所示。当组对间隙较小时，应增大电流或使电弧紧靠坡口钝边作直线运条，用击穿法进行焊接。

（2）表面多层焊 为了避免夹渣、气孔等缺陷，焊接电流应大些，运条速度不宜过快，熔形状尽可能控制为斜椭圆形。若铁水与熔渣混合不清，可将电弧略向后一带，熔渣就会吹向后方，而与铁水分离。当遇到焊缝表面凸凹不平时，在凸处运条应稍快，在凹处应稍慢，以获得较平整的焊缝。表面多层焊可使用直线和斜折线运条法。

3. 转动口焊接技术

转动口单面焊双面成型焊接可在立焊和斜立焊位置进行，如图3-11所示。立焊位置可保证根部很好熔合与焊透，熔渣与铁水容易分离，组对间隙较小时更适于采用立焊位置。斜立焊位置除具有立焊的优点外，还具有平焊操作方便的优点，可用较大的电流，以提高焊接速度。