1Cr5Mo管道实芯焊丝熔化极MAG气体保护焊焊接方法

1Cr5Mo管道实芯焊丝熔化极MAG气体保护焊焊接方法

赵宗,张学东

抚顺石化工程建设有限公司

摘要

随着焊接技术的快速改进创新，大管径、壁厚管道不断应用，使常规的焊接设备和焊接工艺满足不了工程施工的焊接的需求，为提高焊接效率和焊接质量，根据芯焊丝熔化极MAG气体保护焊特点，结合现场实际情况，对焊接设备，焊接工艺参数，气体的配比，焊枪角度进行分析，指导施工现场生产，该焊接工艺既能保证焊接质量又提高工作效率，又降低成本，推动焊接技术优化发展。

关键词：焊接特点；实芯焊丝；焊接工艺

1前言

我公司承揽高压管道焊接中，结合管道预制和施工现场焊接任务量的实际情况，手工电弧焊焊接效率低，焊接质量不稳定，严重制约了工程的焊接质量和施工进度。采用管道实芯焊丝MAG焊接工艺，其焊接效率是手工电弧焊的3-5倍，特别是在大口径后壁管道焊接效率尤为突出，可在油蜡联产管线预制中进行推广。

2.1Cr5Mo材质焊接性分析

1Cr5Mo材质管道中主要含有铬、钼等元素，这些都是显著提高钢淬硬性的元素，特别是铝的作用比铬约大，它们延迟了钢在冷却过程中的转变，提高了过冷奥氏体的稳定性，从而在较高的冷却速度下可能形成马氏体组织，如果管材厚度较大且焊接不预热时，就有可能产生100％马氏体，转变出现淬硬组织，冷裂纹倾向较大，铬铝耐热钢还具有再裂纹倾向和回火脆性。

主要合金元素的作用： Cr 元素在耐热钢中的作用是提高钢的抗氧化能力，并且在高温时能使金属表面形成氧化路保护膜，从而防止内部的合金元素继续氧化。 Mo 元素主要是提高钢的热强性，是高温下固溶强化最有效的元素，Mn含量主要是保证 Mn / S 的值，减轻硫的有害作用，从而降低其热裂纹倾向。 Si 的作用是提高钢的抗氧化性。 C 元素的作用是提高钢的强度，含碳量的增加对钢的高温性能有不利的影响。

1Cr5Mo材质的化学成分（%）

1Cr5Mo管的力学性能

3.设备介绍

结合目前管道焊接设备的调研和分析，采用四川玛瑞焊业发展有限公司生产的DSP-500焊机，比常规CO2气保焊焊接速度快、焊焊接穿透力强、 焊接飞溅小、溶敷效率高，小电流焊接可喷射过渡、电弧燃烧更稳定。该设备具有过流、过欠压、过热等保护功能，焊机操作简单、容易调节工艺参数，可以用于实芯焊丝或者金属粉芯焊丝的焊接工作。

4.焊接材料的选择

结合施工现场高压管道焊接的实际情况，依据SH/T 3520-2015《石油化工铬钼钢焊接规范》要求，焊接材料应选择于母材的化学成分相同的焊接材料，采用H1Cr5Mo焊丝，规格φ1.2，大盘20KG，焊接材料成分和性能见表

 化学成分（%）

 力学性能

5.坡口形式

（1）坡口形式及尺寸应按便于操作、减少焊接缺陷、减少熔合比、减少坡口尺寸和焊缝填充金属，最终我们选择采用了35°坡口，焊接摆动幅度和融合效果好，保证了焊缝的质量。

（2）管道坡口宜采用机械加工，采用砂轮机将坡口及端部内外两侧不少于30MM范围内的氧化层打磨干净，坡口组对后表面不得有裂纹、分层等缺陷。

6.焊接参数

采用配比合适的焊接工艺参数是保证焊接质量的重要条件。主要是送丝速度、焊接弧压、行走速度、焊枪的摆动宽度及速度。

6.1焊接电流

焊接电流的大小取决于送丝速度的快慢，使用过大的焊接电流，线能量对焊接材质里的合金成分过度烧损，使焊缝的综合性能变差。在热焊层填充过程中容易击穿打底层焊缝、焊缝氧化、飞溅堵塞导电嘴、焊缝凹凸不平、产生扎丝和炸丝现象。

使用过小的焊接电流，熔深浅、填充金属连接性差、焊接电弧燃烧不稳定、焊接电压急剧升高形成较大的熔池，熔化金属在热态下侵润面积大，容易造成道间、层间及侧壁伪熔合，电弧不稳定熔滴颗粒度变大，产生较大飞溅等。送丝速度的大小就是焊丝送给熔池的速度快慢，送丝速度设定的数值越大，表示焊丝送给的速度就越快，相应的焊接电流就会越大，因此焊接电流与送丝速度成正比。焊接电流主要影响焊缝的熔深。

6.2焊接电压

焊接电压越大在焊接过程中的电弧长度越大，因此电压与电弧长度成正比。焊接电压主要影响焊缝的宽度。电弧长度越小焊接电压就越小，在焊接过程中会出现焊丝熔化不良、造成顶丝、焊缝宽度不够、熔池温度过高使熔池流淌、焊缝未熔合、飞溅等，电弧长度越大焊接电压就越大，在焊接过程中会出现焊缝金属不连续、凹陷、焊缝氧化、局部气孔、端部球形、焊缝坠流下榻、根部烧穿等。

6.3焊接速度

焊接速度过小会造成焊缝成形不良，焊接线能量增大，造成焊缝过热使焊材中的一些元素蒸发、氧化。过大的焊接速度会使焊缝金属不连续产生缺陷。

6.4摆幅的快慢直接影响道间温度有效措施之一

通过控制焊接速度、摆幅宽度，防止焊接时焊缝内部产生缺陷和合金元素的损耗。

6.5焊丝干伸长度

焊丝的干伸长度过短会使焊接电流增大、喷嘴与焊件的距离缩短，造成焊工视线不好、焊道成形不良、喷嘴过热、飞溅堵塞喷嘴。焊丝干伸长度过长会使焊丝的电阻值增大、焊接电弧不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良。焊丝的干伸长度保持在5-8mm，有利于电弧燃烧的稳定性，尽量压低喷嘴到熔池的距离。

7.焊接注意事项

(1）焊接前，调整气体流量保证混合气体对熔池的保护。

(2）焊接前，根据焊接工艺检查设备和工件是否符合要求。

(3）层间焊接时，控制好摆幅的宽度、停留时间、焊接速度和摆动宽度，使焊缝达到标准要求。

8.混合气体的选择分析

在实际焊接过程中，选择80%Ar-+20%C0，焊接弧燃烧稳定、飞减小、提高焊丝熔化速度、增加熔深、电弧分布均匀、减轻焊缝表面氧化现象、降低焊缝咬边倾向，熔池金属的润湿性好焊缝成型美观。

9.焊接参数的选择

以Φ127*12  1Cr5Mo为例，经过大量的焊接实验，总结出的参数。

10.结束语

实芯焊丝工艺应用是一种必然的趋势，从坡口形式、焊接材料、焊接设备、焊接工艺参数的深入分析。采用合理的焊接工艺和技术措施，既保证焊接质量，又提高了效率，焊接接头内外焊接质量得到了全面的控制，各项指标符合标准要求，该管道实芯焊丝焊接工艺值得推广使用。

[参考文献]

[1]《石油化工铬钼钢焊接规范》SH/T3520-2015

[2]《焊接材料的选用》化学工业出版社 李亚江 2004年

[3]《承压设备无损检测》NB/T47013-2010