發布日期：2013-10-16
纖維素焊條立向下焊的(de)工藝特點
近年來(lái)，随着石油管道(dào)鋪設工程的(de)發展，大(dà)口徑管道(dào)的(de)焊接工藝不(bù)斷推新發展，由過去單一(yī / yì ／yí)的(de)焊條電弧焊（酸性、堿性焊條），發展到(dào)管道(dào)自動焊、半自動焊工藝。焊條電弧焊也(yě)由結507焊條單一(yī / yì ／yí)品種全位置施焊發展爲(wéi / wèi)纖維素焊條立向下焊等高效焊接施工工藝。改變了(le／liǎo)普通焊條立向上(shàng)焊的(de)傳統工藝方法，将原水平固定管狀對接全位置運條操作法，改變爲(wéi / wèi)類似平焊運條法的(de)下向焊，即由12點位置起弧焊至管口下部6點位置結束，提高熔數效率1~3倍，深受管道(dào)施工單位的(de)好評。西氣東輸工程中大(dà)口徑管道(dào)（Φ1016）根部打底焊和(hé / huò)部分管道(dào)的(de)多層焊接均采用纖維素焊條施焊。
纖維素焊條立向下焊，電弧具有熔深大(dà)，穿透力強，根部打底焊單面焊雙面成形好，氣孔敏感性小，操作難度低，焊縫内外質量高，焊工易掌握，培訓周期短等工藝特點。廣泛應用于(yú)石油化工、天然氣、電力、民用行業的(de)輸油、輸氣、輸水大(dà)口徑管道(dào)安裝鋪設施工中。
1、纖維素焊條藥皮成分和(hé / huò)工藝特性
1．1 纖維素焊條藥皮的(de)主要(yào / yāo)成分：
25~40%纖維素（木粉、澱粉、酚醛樹脂粉、微量纖維、麥粉等）；
8~16%碳酸鹽（碳酸鉀、鈣等）；
8~20%鐵合金（SiO2、TiO2、MnO、FeO、MgO、Al2O3等）；
10~15%金屬氧化物；
20%其它成分。
1．2 藥皮中大(dà)量有機物分解，形成大(dà)量氣體（CO、CO2、H2、H2O等），對焊縫有很強的(de)保護效果，并且電弧吹力大(dà)，熔滴過渡呈噴射狀。
1．3 在(zài)直流弧焊機電源正接和(hé / huò)反接時(shí)，其熔滴過渡的(de)形态不(bù)同。
a. 直流正接時(shí)，焊條端部形成的(de)熔融金屬體積小，電弧吹力大(dà)，氣流足以(yǐ)使焊條端頭熔化金屬飛離，實現小顆粒過渡。電弧穩定性強，焊縫熔深大(dà)，一(yī / yì ／yí)般适用于(yú)根部打底焊，單面焊雙面成形背面成形好。由于(yú)正接電弧的(de)飛濺大(dà)，熔深大(dà)，不(bù)易獲得滿意的(de)表面成形，在(zài)熱焊、填充焊和(hé / huò)蓋面焊不(bù)常使用。
b. 直流反接時(shí)，焊條端部熔融金屬幾乎完全是(shì)塊狀的(de)熔化金屬，表面吹力大(dà)，雖有這(zhè)麽大(dà)的(de)造氣劑也(yě)很難将熔滴吹成小顆粒過渡形态。因此，直流反接時(shí)，其熔滴過渡爲(wéi / wèi)接觸式短路過渡。每次短路過渡後，由于(yú)焊條端部熔融金屬體積變小，在(zài)藥皮套筒和(hé / huò)氣流的(de)影響下，又出(chū)現顆粒過渡形态。所以(yǐ)，纖維素焊條直流反接時(shí)是(shì)短路過渡伴随顆粒過渡的(de)混合過渡形态。這(zhè)是(shì)不(bù)同于(yú)其它焊條過渡形态的(de)特殊形式，直流反接一(yī / yì ／yí)般适用于(yú)熱焊、填充焊、蓋面焊層的(de)施焊。
2、纖維素焊條弧焊電源的(de)工藝特點
2．1 一(yī / yì ／yí)般普通直流焊條電弧焊電源，在(zài)用于(yú)纖維素焊條時(shí)，會出(chū)現斷弧、熄弧、“喘息”滅弧，粘條、電弧不(bù)穩定、過渡顆粒粗大(dà)等不(bù)良工藝現象。因此纖維素焊條的(de)電弧電壓高于(yú)普通焊條8~12V（如E6010，U =26~35V）。電弧拉長時(shí)，電弧電壓高過電源外特性的(de)恒流段，找不(bù)到(dào)穩定的(de)工作點，必然熄弧。而(ér)電弧電壓低時(shí)，電弧電壓偏低，直流反接時(shí)，熔滴短路過渡，熔融金屬體積大(dà)，很容易粘條，尤其是(shì)小電流（I =50--70A）。下向焊時(shí)，粘條傾向嚴重，妨礙正常焊接，且焊層接頭多，内部凹陷，氣孔、夾渣等缺陷嚴重。
2．2 纖維素焊條專用焊機增設了(le／liǎo)推力電流，在(zài)電弧較短、電弧電壓低時(shí)，在(zài)原焊接電流值上(shàng)瞬時(shí)加上(shàng)50~80A的(de)推力電流。因此，藥皮發氣量與電流平方成正比關系，電弧力也(yě)是(shì)以(yǐ)電流的(de)平方成正比猛增，瞬時(shí)将短路熔滴吹開，增加小顆粒過渡的(de)次數，有效地(dì / de)防止了(le／liǎo)焊條與熔池粘接的(de)現象發生。
2．3 纖維素焊條專用焊機在(zài)二次輸出(chū)回路中串接大(dà)容量輸出(chū)電抗器，減緩短路電流的(de)上(shàng)升速度，解決了(le／liǎo)小電流時(shí)電弧連續穩定的(de)動特性問題，有效地(dì / de)解決了(le／liǎo)熄弧、滅弧、粘條現象。Φ3.2纖維素焊條（E6010）在(zài)直流正接時(shí)，最小電流If=30A。直流反接If=40A時(shí)，電弧仍然十分穩定，這(zhè)是(shì)其它直流弧焊機難于(yú)實現的(de)工藝參數。
2．4 由于(yú)纖維素焊條專用焊機上(shàng)以(yǐ)輸出(chū)電感和(hé / huò)控制電路上(shàng)不(bù)同于(yú)普通焊條弧焊機的(de)電源特性，所以(yǐ)在(zài)纖維素焊條輸出(chū)特性上(shàng)，燒焊堿性焊條（如E5015）電弧穩定性降低，又帶來(lái)了(le／liǎo)堿性焊條的(de)熄弧、粘條等不(bù)良工藝問題。爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)兼容兩類焊條的(de)熔化特性，直流弧焊機電源設計上(shàng)應該考慮兩種最佳特性共存的(de)弧焊電源，即滿足于(yú)纖維素焊條的(de)熔化特性，又适合于(yú)普通堿性焊條的(de)熔化特性，即在(zài)這(zhè)種弧焊電源上(shàng)各類型焊條的(de)工藝特性均達到(dào)最佳效果。
據上(shàng)述思路，時(shí)代公司研制開發了(le／liǎo)多款纖維素焊條和(hé / huò)普通焊條工藝性能兼容的(de)直流逆變弧焊機。該焊機設有三個(gè)輸出(chū)端子(zǐ)，一(yī / yì ／yí)是(shì)纖維素焊條，二是(shì)普通焊條，三是(shì)母材工件。正反接轉換由快插接頭迅速調整。焊接電流、推力電流調節，焊接電流适用範圍大(dà)（20~400A），并設有防觸電功能和(hé / huò)保護電路。幾年來(lái)，經廣大(dà)用戶的(de)使用，性能穩定，可靠性高，适用各類焊條電弧焊工藝，尤其是(shì)纖維素焊條的(de)管道(dào)下向焊工藝。
3、纖維素焊條的(de)工藝參數
3．1 常用纖維素焊條有：
E6010（相當于(yú)E4310、J425G）适用于(yú)打底焊、熱焊、填充焊；
E8010（相當于(yú)E5511、J555）适用于(yú)熱焊、填充焊、蓋面焊層，一(yī / yì ／yí)般用低氫下向焊條；
E7048（相當于(yú)J506X）焊縫外形整潔、美觀。
3．2 常用焊接工藝規範參數
a) 試件裝配尺寸
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坡口角度（a） |
對口間隙（c） |
鈍邊尺寸（p） |
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60° |
2-2.5 |
0.5-1.0 |
b、焊接工藝規範參數
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焊接 層次 |
焊條 直徑 |
電源 極性 |
焊接電流 （A） |
電弧電壓 （V） |
焊接速度 （cm/min） |
運條 方法 |
|
打底焊 |
Φ3.2 |
正接 |
50-70 |
22-24 |
12-15 |
直拉 |
|
熱 焊 |
Φ4.0 |
反接 |
90-95 |
26-28 |
15-18 |
直拉 或 擺動 |
|
填充焊 |
Φ4.0 |
反接 |
130-150 |
28-30 |
12-15 |
|
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蓋面焊 |
Φ4.0 |
反接 |
130-150 |
28-30 |
14-18 |
