本文介紹了重慶市城口中壩子水電站不銹鋼管制造和安裝中采取的焊接工藝，埋弧焊是一種優(yōu)質(zhì)、高效、勞動(dòng)條件好、焊后處理簡單的焊接方法，應(yīng)用此技術(shù)可以達(dá)到保證施工質(zhì)量、降低工程成本、加快工程進(jìn)度、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的良好效果。
1工程概況
重慶市城口中壩子水電站壩址位于城口縣北屏鄉(xiāng)小竹溪溝口，水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的最大水頭231m、加權(quán)平均水頭217.6m，額定水頭210m、最小凈水頭197.5m。電站裝機(jī)二臺(tái)，電站總裝機(jī)容量25MW。
2埋弧自動(dòng)焊工藝
2.1焊接方法的選擇
不銹鋼管的縱縫、工廠內(nèi)的環(huán)縫（變徑管、彎管的環(huán)縫、加勁環(huán)等的角焊縫除外）均采用埋弧自動(dòng)焊焊接，其它焊接采用手工電弧焊和CO 2氣體保護(hù)焊?，F(xiàn)場安裝焊接采用手工電弧焊。壓力不銹鋼管的縱縫和環(huán)縫埋弧自動(dòng)焊接，是在平焊位置施焊。鋼板厚度44、46mm，埋弧焊坡口型式為X形、內(nèi)壁a=50°、外壁a1=70°、P=4mm、b=0～0.5mm。這種坡口在反面氣刨清根刨掉根層焊道后正反面熔敷金屬相同，有效地減少角變形，鈍邊4mm不留間隙可不加焊劑墊焊接。
（1）焊前準(zhǔn)備。①坡口尺寸不符合設(shè)計(jì)圖時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)磨。焊前應(yīng)打磨滲碳層，清除坡口面及坡口兩側(cè)異物，且露出金屬光澤。間隙應(yīng)盡量控制到零，若間隙＞1mm時(shí)，可能引起焊穿，可用手弧焊先打底，焊層厚度4～5mm。②埋弧焊選用逆變式自動(dòng)焊機(jī)。焊條、焊劑烘焙制度為350℃×1h，烘干后的應(yīng)放在100～150℃保溫，隨用隨取。焊絲應(yīng)保持干燥，無生銹污染現(xiàn)象。③定位焊縫、打底焊用手弧焊。定位焊縫位于不銹鋼管的外側(cè)。定位焊縫長度一般為100mm，間距為200mm，焊層厚度4～5mm。定位焊、打底焊要有持證焊工施焊。④埋弧縱縫兩端設(shè)置引弧板和引出板，其材質(zhì)、板厚、坡口尺寸應(yīng)與正式焊縫引弧板和引出板的尺寸一般不小于100×100mm，與焊件的接頭處應(yīng)封底焊，以防燒穿。
（2）焊接工藝。①焊前預(yù)熱溫度50～75℃，層間溫度50～200℃。預(yù)熱寬度為焊縫中心兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)，測溫應(yīng)位于被加熱面的反面，距焊縫中心50mm處對(duì)稱測量，縱縫不少于3對(duì)，環(huán)縫每隔一米測一對(duì)，不少于10對(duì)，20～30分鐘測量一次。②采用多層多道焊，埋弧自動(dòng)焊根層厚度5～6mm，后續(xù)焊層厚度4～5mm。焊接線能量控制在20～40kj/cm。③焊接參數(shù)：φ4.0mm焊絲焊接電流550～590A、電弧電壓34～38V焊接速度35～39cm/min。④焊接過程中應(yīng)對(duì)每一道的焊接線，能量進(jìn)行測量和記錄，具體施焊必須嚴(yán)格按照焊接工藝卡中的規(guī)范要求進(jìn)行。⑤雙面焊背縫用碳弧氣刨清根。氣刨清根時(shí)，應(yīng)保持預(yù)熱溫度。氣刨清根到根層焊道，清根后打磨修整刨槽，打磨面積大于90％。⑥埋弧焊的內(nèi)、外環(huán)縫的起弧處應(yīng)力求打磨不小于50mm的過渡區(qū)域。熄弧處應(yīng)與起頭的焊縫重疊40～50mm，環(huán)縫各層道間接頭應(yīng)錯(cuò)開100mm以上。⑦每條焊縫應(yīng)連續(xù)焊完。如因故需中斷焊接時(shí)，至少應(yīng)焊三層以后，并要緩慢冷卻。再開始焊接之前要重新進(jìn)行預(yù)熱。
（3）縱、環(huán)縫焊接方法。①縱、環(huán)縫焊接時(shí)不銹鋼管放在無級(jí)調(diào)速焊接滾輪架上。用立柱焊接操作機(jī)施焊。在焊縫外側(cè)兩邊貼上履帶式加熱板進(jìn)行預(yù)熱。達(dá)到預(yù)熱溫度后即可進(jìn)行焊接。②縱縫內(nèi)縫焊接時(shí)，焊絲對(duì)準(zhǔn)在不銹鋼管的6點(diǎn)位置平焊位施焊。外縫焊接時(shí)，焊絲對(duì)準(zhǔn)在不銹鋼管的12點(diǎn)位置平焊位施焊。不銹鋼管不動(dòng)焊機(jī)移動(dòng)施焊。③環(huán)縫內(nèi)縫施焊時(shí)，焊絲對(duì)中在6點(diǎn)逆焊接方向約30～40mm位置平焊位開始施焊。外側(cè)焊接時(shí)焊絲對(duì)中在12點(diǎn)逆焊接方向約30～40mm位置開始施焊。
2.2焊縫的檢驗(yàn)內(nèi)容
（1）每道焊后焊工都應(yīng)仔細(xì)檢查、清理干凈熔渣才能繼續(xù)下一層焊接。全部焊接完后焊工應(yīng)將焊縫表面清理干凈。外觀進(jìn)行自檢，合格后做上焊工代號(hào)。
（2）由專職焊接質(zhì)檢員進(jìn)行焊縫外觀三檢查，表面不得有裂紋、夾渣、氣孔、未焊滿?？v縫焊接后，用規(guī)定樣板檢查縱縫處的弧度，其與樣板的間隙應(yīng)≤4mm。
（3）焊縫焊接24小時(shí)后進(jìn)行無損檢驗(yàn)，焊縫的探傷部位應(yīng)由監(jiān)理工程師指定。
一類焊縫：不銹鋼管管壁縱縫、湊合節(jié)的縱縫和環(huán)縫。超聲波探傷比例100％+射線探傷10％。或全部射線探傷50％。二類焊縫：不銹鋼管管壁環(huán)縫，止推環(huán)對(duì)接焊縫。超聲波探傷比例100％，超探不能準(zhǔn)確判定時(shí)用射線復(fù)檢5％?；蛉可渚€探傷20％。
超聲波探傷按GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，一類焊縫BⅠ級(jí)合格，二類焊縫BⅡ級(jí)合格。
射線探傷按GB3323-87《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，一類焊縫Ⅱ級(jí)合格，二類焊縫Ⅲ級(jí)合格。
2.3焊縫的返修
（1）焊縫表面有超標(biāo)缺陷時(shí)，允許焊工自行修補(bǔ)，但表面有裂紋應(yīng)及時(shí)的報(bào)告有關(guān)人員，不得擅自處理。
（2）焊縫內(nèi)部缺陷和表面裂紋返修前應(yīng)認(rèn)真分析原因，制訂切實(shí)可行返修方案，并經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)主管人員審批，方可補(bǔ)焊。
（3）焊縫同一部位返修次數(shù)不宜超過二次，第三次返修方案必須經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可補(bǔ)焊，并將返修情況載入產(chǎn)品質(zhì)量檔案。
3結(jié)論
埋弧焊無弧光輻射，焊工的主要作用只是操作焊機(jī)，使埋弧自動(dòng)焊成為電弧焊方法中操作條件最好的一種方法。
埋弧焊需依靠顆粒狀焊劑覆蓋電弧形成保護(hù)條件，只能適用于水平面俯位焊接。立焊、橫焊雖有過研究，均因無顯著效果而未得到廣泛應(yīng)用。
焊劑主要成分為MnO、SiO 2等金屬、非金屬氧化物，難以焊接鋁、鎂等氧化性強(qiáng)的金屬及其合金。只適合于長焊縫焊接，短焊縫焊接的生產(chǎn)率還不及手工電弧焊。
焊劑的化學(xué)成分決定了埋弧焊的電弧弧柱電位梯度較大，電流小于100A時(shí)電弧穩(wěn)定性較差，故不適宜焊接厚度1mm以下的薄板。