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焊接施工方案

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焊接作业指导书

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施工单位：枣庄矿业集团元创机电工程公司

焊接施工方案
一、焊接概况
1、本工程管道材料主要为碳素钢管。
2、焊接施工执行DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》。
二、焊工
1、担任锅炉受压元件焊接的焊工，须持有按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》考试合格的合格证，持证焊工所承担的焊接项目必须与持证项目相符。
2、参加焊接的焊工应有较强的责任心，能认真执行国家的各项标准和规范，严格遵守工艺纪律，按给定的焊接作业指导书或焊接工艺卡的要求施焊。
3、焊工应对所焊焊缝质量负责。当焊口组对不符合要求时，焊工有权拒绝焊接并及时向焊接检查员报告。当出现重大质量问题时，报告有关人员，不得自行处理。
4、焊缝焊接完毕，应清理焊接飞溅，做好自检工作，并按规定打上焊工钢印，及时填写焊接记录，上报焊接施工员。
三、焊接材料的管理
1、采用的焊接材料应符合设计文件规定。焊接材料及焊接用的各种气体必须有质量证明书或合格证，并应符合国家有关标准的规定，本工程中使用的焊条应符合GB5117《碳钢焊条》；焊丝应符合GB1300《焊接用钢丝》的要求。标准规定或对焊材质量有怀疑时，应进行抽查试验，待试验合格后方可使用。
2、施工现场专门设置焊材室,并由专职人员负责焊材的管理、验收、烘干、贮存、发放、回收等工作。焊材室须安装除湿设备，以防焊材受潮（温度宜在5OC以上，相对湿度应小于60%）。
3、焊条按规定的温度烘焙，烘焙时每只烘箱每次只能烘一种牌号的焊条。
4、本工程使用的焊条、焊丝应分类挂牌贮存，焊工应凭焊接施工员签发的领用卡领用焊材，焊材室按领用卡发放焊材，防止错用焊条、焊丝。
5、焊工领出的焊条必须装入温度保持在100-150 OC的焊条保温筒内，随用随取。
6、焊条、焊丝按根领用，焊工应交回当日未焊完的焊材及焊丝头、焊条头，焊材室应认真做好发放、回收工作，为每个焊工建立台帐，并采取一定的措施以控制焊条头、焊丝头的回收率。
7、焊接用的氩气应符合GB4842《氩气》的规定，纯度应不低于99.96%，氧气纯度应不低于98.5%，乙炔气纯度应符合GB6819《溶解乙炔》的规定。
四、焊接工艺评定试验及焊接工艺卡的编制
1、按照《锅炉安全技术监察规程》(12版)、DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》、JB4420-89《锅炉焊接工艺评定》、JB4708-2000《压力容器焊接工艺评定》等规范的要求，根据工程招标文件和图纸所提供的钢材种类、规格情况,选定合适的焊接工艺评定。
2、焊接施工员根据设计图纸所采用的钢材牌号、规格及所使用的焊材牌号、焊接方法等，按照工艺评定报告中的各项工艺参数来编制焊接工艺卡，在焊前发给焊工用于指导焊工施焊。
五、焊前准备
1、焊缝坡口的加工及组对尺寸按设计图纸的规定,图纸无规定的按DL/T869-2004规范中表4.0.2执行。不同厚度对口按DL/T869-2004规范中图4.0.8的形式处理。
2、承压管道坡口的加工应采用机械方法进行加工。
3、对采用火焰切割的坡口，应将割口表面的熔渣、氧化物及飞溅物清理干净,并将不平处打磨平整。
4、焊缝在组装前应将坡口内、外壁两侧各20mm范围内的油、漆、垢、锈等杂物清理干净，并打磨出金属光泽。不锈钢焊件在组装前应将坡口两侧表面不小于100mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺等杂物清理干净，并采取防止焊接飞溅物沾污表面的措施。所使用的砂轮片、钢丝刷及清除焊渣的工具由不锈钢制成。
5、焊件组装时应垫置牢固，以免在焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。焊口禁止用强力对口，以防引起附加应力。
6、焊接前应做好各项防护措施。如：采用蓬布遮挡、搭设活动防护棚等办法来防止风、雨、雪等天气对焊接造成的影响，以确保工程的焊接质量。
六、焊接工艺及要求
1、当焊接环境出现下列任何一种情况时，应采取有效的防护措施，如搭设防护棚，采取预热等措施，否则不得施焊。
1.1手工电弧焊时，风速大于10m/s。
1.2氩弧焊时，风速大于2m/s。
1.3相对湿度大于90%。
1.4焊件有水、雪或接触到雾。
1.5当焊件温度低于0OC时。
2、露天场所焊接采用搭设活动棚的办法来防止雨、雪、风等天气情况对焊接造成的影响，以确保工程质量。
3、焊接方法的选用：
3.1承压管道的焊接采用氩弧焊、手工电弧焊或氩弧焊打底、电弧焊盖面的方法进行焊接。
3.2钢结构、烟风道、支吊架等的焊接采用手工电弧焊焊接。
3.3焊口的点焊及组对卡具的焊接应与正式焊接各项要求相同，并由合格焊工施焊。当发现定位焊缝有裂纹、气孔等缺陷时应清除重焊。
3.4焊接时不得在焊缝坡口外引弧,以免擦伤母材产生淬硬组织。
3.5管子焊接时,管内不得有穿堂风，管端应堵上。
3.6管道采用氩弧焊时,管内应充氩气保护,管内空气应用氩气置换后方可进行焊接。
3.7需预热的焊口在点焊和整个焊接过程中应始终保持预热温度。
3.8多层焊时各层间接头应错开，并做好各层间的清理工作。
3.9组对卡具的去除不得损伤母材，应用砂轮进行磨削，并将残留焊疤打磨平整。
3.10水平固定管（吊焊）焊接
(1)焊接特点
l 焊工通常以平、仰焊点为界将环形焊口分为对称两个半园形焊口，按照仰一立一平的焊接顺序焊接。
l 为保证第一层焊透且背面成型良好，对不带垫圈的管接关，用酸性焊条施焊采用灭孤法，用碱性焊条施焊采用边焊边调节电流的方法，控制熔池温度的根部焊透程度。
l 由于焊接位置沿园形连续变形，要求施焊人员站立的高度工和运条角度必须适应焊接位置变化的需要。
l 焊接时，为了控制熔池的温度和状，除了采用火弧法或随焊随调节电流的方法外，主要靠摆动焊条来控制热量。
l 水平固定管V型坡口焊缝根部常出现的缺陷如图所示
5
6
位置1与6易出现多种缺陷；
4

2易出现塌腰及气水；
3、4铁水与熔渣易分离，焊透程度痕好
3
1

5、出现焊透程度过分，形成焊瘤环均匀
2

(2)定位焊
l 定位焊的焊接电流应比正常焊接偏大10-20%，焊条直径应较正常细些，确保焊处有足够的温度。
l 定位焊焊丝长度一般为10-20mm，焊点厚度一般不应超过焊缝厚度的1/2。
l 定位焊不允许有浮缝、裂缝、气孔等缺陷，工艺与正式施焊相同。
(3)焊接方法
① 第一层焊接
a、第一层焊缝的焊接，是决定焊接质量的关键，一般采用作摆动的直线运条法焊接。
b、第一层前半部的焊接：起焊和收焊尾点应超过5-10mm，如下图引弧时电流应稍大些，在坡口面上引弧，长弧预热2-3秒钟，待坡口两侧接压熔化状态，表面出现“焊味”时，立即压低电弧上第一滴铁水，并向前移动，当铁水在坡口内形成熔池时，应迅速将焊条抬起或灭弧，使熔池温度下降，然且再压低电弧或重新引弧焊接，当运条到定位焊缝时，必须用电弧熔穿板间隙，使之充分熔合。在焊接过程中，应从下往上焊，位置不断变化，因此焊条角度也必须相应变化。一般常用的焊条角度如下图所示：
焊接方向

5
5-10mm

6

4

3

1
2
5-10mm

c、第一层后半部的焊接：焊接方法与前半部相似焊上下接头时，应把先焊缝端头用电弧割法5-10mm，接头处焊接时，要使原焊缝充分熔化，并形成熔孔，以保证根部焊透，平焊接头时，应压低电弧，焊条前后摆动，推开熔渣，并击穿根部，以保证焊透，熄弧前填满弧坑。
② 间层焊接
a、除第一层与最外层外，其余都称为中间层，一般壁厚大于6 mm时，才有中间层。
b、中间层焊接要求参数选择适当，因中间焊波较宽，一般采用月牙形或锯齿形运条法进行连续焊接，并在坡口两侧应稍作停留，焊条角度也要相应变化。
③ 外层的焊接
a、外层的焊接应符合设计要求，表面应均匀美观，沿园周基本一致。
b、外层焊接一船采用月形运条法，摆动要慢而稳，坡口两侧要有足够的停留时间，当坡口较宽时，可采用多道焊，多道焊应先焊坡口两侧，后焊中间。
c、使用碱性焊条时，坡口的焊前处理应严格，不能用长弧预热和灭弧法焊拉否则会出现气孔，在焊接过程中，应始终保持短弧焊，用边焊边调节的方法来控制熔池的温度和形关。
3.11.垂直位置固定管（横焊）的焊接
(1)焊接特点
焊缝处于水平位置，下坡口面能托住铁水，使之不易下流。
铁水因垂直下流会造成坡口边缘咬口的缺陷。
采用多层多道焊，易引起层间未焊透和夹渣，表层焊接不易焊得平稳美观，会出现凹凸不平的缺陷。
接头省，焊条角度弯孔小，运条会掌握。
(2)定位焊
定位焊要求与水平固定管第2条定位焊相同。
(3)焊接方法
1、第一层焊接
a、始焊点选定后，用敲击法在坡口面上引弧，选用长弧预热始焊处。待坡口两侧接近熔化状态时，应立即压低电弧，形成熔池后，采用垂直或斜锯齿形运行法施焊。
b、接过程中，要始终控制熔池形关为斜椭图形，此时焊缝断面形状及焊条角度如图所示：
60-70°

焊接
方向

80-88°
60-70°

c、换焊条的运作要快，当焊缝尚未冷却时就再次引燃电弧，当焊一周后回到始焊处，将焊外转一个角度，使焊条垂直于始焊点园弧的切线，并压低电弧，听到击穿声后，焊条略加摆动，填满弧坑后收弧。
2、中间层焊接
a)横焊时，往往外层成型不良，因此焊中间层的最后一层时，坡口两侧要有一定留量，中间部位稍微凸起，而焊外层时上、下焊道速度要快，而中间焊道稍慢，以便得到园弧形焊接。
b)焊最后一道时，焊条垂直倾度要小，防止咬边现象，焊道间可不必打渣后焊，使温度下降缓慢，以到改善焊缝成型。
3.12氩弧焊打底手工电弧焊盖面焊接工艺
(1)焊接规范参数
1、坡口型式采用单面V形坡口对接接头。
2、母材20#与20#管子对接。
3、焊材：电焊条J426、J422、J507、ф2.5-4mm,焊丝TIG-R30，TIG-R31，TIG-J50，H08Mn2SiA，ф2-3.2mm，
钨极类型，铈钨极Wse20，ф30-2.5mm，保护气体，采用纯度大于99.95%的氩气（AR）。
4、焊接顺序：根据管壁厚度选择1-5道焊满，其坡口间隙应作如下表进行调正。
焊层
管壁厚度（mm）
坡口角度（度）
对口间隙（mm）
1
1.5-3
60
1.0-1.5
2
3-5
60
1.5-2.5
3
5-9
60-55
2.5-3.5
4
9-12
55
3.5-4
5
12-16
55
3.5-4.5
5、焊接温度：低碳钢管，壁厚小于26mm或室温0℃以上时，焊接前一般不预热。
6、电特征，电流种类：直流，极性——氩弧焊打底层为正接，手工电弧焊盖面可以反接，熔滴过渡方。
7、气体保护特征，保证气体纯度大于99.95%氩气，流量为6-9L/min。
8、其他参数：钨极伸出长度为5-10mm，喷咀直径为ф6-10mm，喷咀与工作夹角一般控制在70℃-80℃，焊接电流当管径小于ф76mm为70-90A，ф76-ф159为90-110A，大于ф159为110-130A，电压为16-24V。
(2)施焊技术
1、使用简易直流弧焊机时，采用短路方法引弧，注意钨极接触焊件的动作要轻快，防止碰断钨极端头，造成电弧不稳及焊缝产生夹钨缺陷。
2、使用无电流衰减装置的简易直流焊机焊接时，收弧的焊接速度应适当减慢，注意增加焊丝填充量，将熔池填满，以避免产生弧坑和裂缝。
3、焊接过程中应尽量避免停弧，以减少“冷接头”的次数。
4、管道对口焊手工钨极氩弧焊打底，采用电弧在管壁外侧燃烧，焊丝从坡口外侧填加的外填丝方法操作，此法应掌握下述几点
5、焊枪的喷嘴与焊丝的相对位置如图7所示，焊接方向不限。
6、管道对口的间隙大小随填丝动作及管径大于管壁厚度而定，对于大直径厚壁的对口间隙应稍大于焊丝直径，焊接过程中，注意焊丝连续送丝入熔池，并稍作横向摆动，使焊缝增厚，保证坡口两侧熔化良好。

7、小直径厚壁管对口间隙一般要求小于或等于焊丝直径，焊丝有对口中心沿管壁送给，可不作横向摆动，焊接速度稍快，采取断续送给均匀。
b
a

70-85°

15-20°

a) 喷咀
b) 焊丝
8、困难位置施焊，应注意下述几点：
a、从最困难的部位起弧和在障碍最小的地方收弧封口，以免焊接时影响操作和焊工视线接头质量。
b、进行劳动组织，避免焊接接头时温度过低，并采取因人对焊的方式进行焊接。
c、小管径的点固焊，应在坡口内直径电焊。直径小于60的管子，点焊一处即可；直径76-159的管子，应点焊2-3处。点固焊缝一般为15-20长度，位置一般在平焊或立焊处。
d、底焊缝应一气呵成，不允许中途停止，打底层焊缝应检查合格后，及时进行次层焊接。
e、焊1-2层时不须摆动，焊3-4层时左右摆动，如Z形或锯齿形。
f、打底焊道和中间焊道焊后，应用磨光机打磨清理。
g、次层施焊时，应注意以下几点：
●进行次层焊接时，不得将底层焊缝焊穿，与打底层相邻的次层电弧焊所使用的焊条直径不宜过大，一般为ф2-3.2。
●当管子壁厚小于2.5时仅用氩弧焊焊接一层，壁厚为5-8时可点焊盖面，壁厚为9-12时加两层电焊盖面。
●电焊的焊接工艺同前。
3.13钢结构的焊接
3.13.1钢结构的焊接视具体结构尽量采用双人对称施焊或分段退焊施焊,焊接参数的选用应尽量相同,以尽量控制焊接变形和减少焊接残余应力；对需采取加固措施的部位，等加固好后再进行焊接，以免产生变形。
3.13.2所有焊缝焊后应仔细检查，并做到不漏焊和误焊。
七、焊接质量的检验
7.1焊缝的检查方法主要采用：RT无损探伤方法进行检查。
7.2所有焊缝均应进行外观检查，按三检规定(焊工自检、施工员复检、焊接检查员专检)检查合格后，再进行其它项目的检查。（外观检查按DL/T869-2004规范中8.0.1-1～3执行）
7.3焊接接头分类检验的方法、范围及数量按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第五章的有关规定和DL/T869-2004规范中表7.0.2的规定执行。
7.4现场焊接的焊口无损探伤数量规定主要如下：
7.4.1外径大于等于159mm，或壁厚大于等于20mm的管口焊缝100%探伤；
7.4.2工作温度大于300℃且不大于450℃的汽水管道的焊缝50%探伤；
7.4.3本工程锅炉受热面管外径小于等于159mm的管口焊缝10%探伤；
7.4.4焊缝无损探伤结果若有不合格时,应对不合格的焊缝进行返修。对要求局部探伤的焊缝，还应按DL/T869-2004规范的规定进行加倍检验，加倍检验仍有不合格时，则应进行100%探伤检查。
7.5要求局部探伤的焊缝，其检查部位应由检查人员来确定。
八、焊缝的返修
8.1焊缝出现超标缺陷可采用挖补的方式进行返修。
8.2缺陷的清除方法采用磨光机进行打磨。
8.3焊缝同一位置上的挖补次数一般不得超过三次，否则应经技术总负责人批准。
8.4一般的返修按原焊接工艺，重要部位的返修应另外编制返修工艺。
8.5返修后的焊缝还应按原探伤要求进行无损探伤检查。

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