20#钢管水平固定障碍氩弧焊单面焊双面成形焊接技术

郭新照

摘 要：水平固定管氩弧焊是管类焊接操作中难度较大的一种，尤其是障碍氩弧焊单面焊双面成形，操作难度更大。本文详细描述了直径60mm、壁厚4mm、20#钢管水平固定障碍氩弧焊单面焊双面成形焊接操作技术，对管件的坡口角度、钝边修整、对口间隙、组装点固和支架固定要求进行了说明，对焊机和焊接材料的选用提出要求，把整个焊接过程分打底层焊、盖面层焊接时工艺参数的合理选择及各层的焊接技术技巧进行了详细的阐述。

关键词：钢管；水平固定；障碍；氩弧焊；单面焊双面成形；焊接技术

1 焊前准备

（1）工件：20#钢管，直径60mm，壁厚4mm，长100mm，30度V型坡口。

（2）钝边厚：1.2mm，对口两侧各20～30mm打磨出金属光泽。

（3）对口间隙：2～2.5mm。

（4）点固点：在12点位置正式焊10mm（同打底焊缝），（也可在6点位置正式焊5～10mm）。

（5）支架固定要保证工件与地面平行，高度合适，点固点放置在12点与1点间，与上下障碍管距离均匀。

2 打底层焊接

2.1 设备调节及参数

直流逆变式氩弧焊机ZX7-315或ZX7-400型；极性采用正接（地线接电源正极），使用无收弧程序；风冷焊枪，喷嘴使用5#；氩气纯度99.99%，流量8～10L/min；焊丝TG50，直径2.5mm；钨极直径2.4mm，两端磨削成尖状（一般磨削4～5mm长度）；焊接电流I=85A左右，起弧电流调至0，推力/衰减调至0。

2.2 打底焊操作要领

2.2.1 焊枪角度

按前后两半部分由下至上焊接，打底焊接钨极伸出长度可以随着焊接位置进行调整，在下部起焊处和上部收尾处钨极伸出长度可适当长些（因为此处有障碍管，对焊枪的位置受到限制），一般伸出8～10mm；焊枪与两侧工件垂直，钨极伸到起焊处5点钟位置的坡口间隙內，焊枪靠在下侧的障碍管壁上；焊丝前段弯成弧形，焊丝放在钨极前端的坡口根部，以便于送丝；戴好头盔焊帽引弧。

2.2.2 起头

戴好头盔焊帽按下焊枪开关引燃电弧，预热5点钟起焊端两侧坡口根部的钝边处约0.5～1秒钟，看到钝边亮红状态，把焊丝前部送入到电弧下侧坡口根部的一侧钝边处，让熔化的焊丝铁水与这侧钝边熔合，然后电弧向另一侧摆动把铁水和另一侧的钝边熔合，形成一个完整的熔池，第一个熔池形成后，焊枪向前摆动继续熔化焊丝向前施焊。

2.2.3 正常焊接

焊接中焊丝熔化的熔滴以滴状过渡到坡口根部与钝边处熔合形成焊缝，焊接管子下部时熔滴1/2送入到管子里侧，以防止内部凹陷，焊接到立焊部位时熔滴1/3送入到管子里侧，以保证内部成形均匀（该位置可以适当缩短钨极的伸出长度，可伸出5～6mm），焊接到平焊部位时熔滴1/4送入到管子里侧，以防止内部凸起过高；整个焊接焊枪与焊缝成70°～80°左右的夹角，焊丝与焊枪成90°～100°左右的夹角，焊枪做横向摆动切两侧稍作停留，以保证焊缝两侧与破口面熔合良好，填充量达到正面焊缝熔合管壁厚度的1/2和1/3为宜；焊至管子上方超过12点位置到11点钟位置收弧（焊至1点钟位置时需要恢复钨极的伸出长度，以保证在上障碍管的影响下确保钨极到达11点钟位置处）。

2.2.4 接头

调整站立位置到工件另一侧最佳状态，焊枪与两侧工件垂直，钨极指向起焊处6点钟位置的焊缝上，焊枪靠在下侧的障碍管壁上；焊丝前段弯成弧形待用，焊丝放在前半部起焊部位焊缝的最末端坡口根部；戴好头盔焊帽，按下焊枪开关，引燃电弧，预热前半部起焊部位6点钟至5点钟位置的焊缝至到最末端时，送进焊丝同时熔化形成新的熔池后继续向前焊接（同前半部）。

2.2.5 收尾

焊至管子上侧与前半部分焊缝相连接时，停止送丝，继续摆动焊枪向前熔化到12点钟处切断电源灭弧且焊枪防止3～5秒钟收尾。

3 盖面层焊接

3.1 设备调节及参数

直流逆变式氩弧焊机ZX7-315或ZX7-400型；极性采用正接（地线接电源正极），使用无收弧程序；风冷焊枪，喷嘴使用5#；氩气纯度99.99%，流量8～10L/min；焊丝TG50，直径2.5mm；钨极直径2.4mm，两端磨削成尖状（一般磨削4～5mm长度）；焊接电流I=95A左右，起弧电流调至0，推力/衰减调至0。

3.2 盖面焊操作要领

3.2.1 焊枪角度

按前后两半部分由下至上焊接，盖面焊接钨极伸出长度可以随着焊接位置进行调整，在下部起焊处和上部收尾处钨极伸出长度可适当长些（因为此处有障碍管，对焊枪的位置受到限制），一般伸出6～8mm；焊枪与两侧工件垂直，钨极指向起焊处5～6点钟中间位置的打底焊缝，焊枪靠在下侧的障碍管壁上；焊丝前段弯成弧形，以便于送丝；戴好头盔焊帽引弧。

3.2.2 起头

戴好头盔焊帽按下焊枪开关引燃电弧，预热5～6点钟中间位置的打底焊缝处约1-2秒钟，看到局部打底焊缝亮红状态，把焊丝前部送入到电弧下面熔化形成熔滴，借助焊枪横向摆动使熔化的铁水铺开形成完整的熔池并与两侧的坡口楞边良好熔合，焊枪摆动继续熔化焊丝形成新的熔池向前延伸。

3.2.3 正常焊接

焊接中焊丝熔化以持续状态熔化为宜，焊丝前端部放在电弧前下方打底焊缝的中心位置，根据打底焊缝高低状态及盖面焊缝填充成形来确定焊丝送入量，以保证两侧与坡口楞边熔合良好，两边不咬边，还要保证中间焊缝凸起不超过2mm为最佳填丝量；整个焊接焊枪与焊缝成60°～70°左右的夹角，焊丝与焊枪成90°～100°左右的夹角，焊枪做横向摆动，中间过渡时成外弧形，两侧压低稍作停留（中间电弧稍长，两侧电弧稍短）；焊接中下部适当少熔化填充焊丝，上部适当多熔化填充焊丝，以保证焊缝高度均匀一致；上部焊至超过12点钟位置5～10mm收弧。

3.2.4 接头

调整站立位置到工件另一侧最佳状态，焊枪与两侧工件垂直，钨极指向起焊处6点钟位置的盖面焊缝上，焊枪靠在下侧的障碍管壁上；焊丝前段弯成弧形待用，焊丝放在前半部盖面层起焊部位前面；戴好头盔焊帽，按下焊枪开关，引燃电弧，预热前半部盖面层起焊部位6点钟位置的焊缝至到熔化并向前摆动焊枪，选择合适部位送进焊丝（送尽量要少）并与原焊缝起头部位同时熔化形成新的熔池后继续向前焊接（同前半部）。

3.2.5 收尾

焊至管子上侧与前半部分焊缝相连接时，逐渐减少送丝，继续摆动焊枪向前熔化到12点钟处切断电源灭弧且焊枪防止3～5秒钟收尾。

特别提示：

（1）打底焊接时应先焊焊缝对口间隙大的一边，仰焊时可用连灭弧相结合焊接；

（2）接头送丝量宜少.可把焊丝前部磨削成尖状）；

（3）若手不稳，可把手中指支在管上面某个地方；

（4）焊接时注意调节各位置的送丝量。