帶壓開孔工程焊接保護氣體及焊劑

帶壓開孔工程焊接保護氣體及焊劑

1.保護氣體

長輸管道帶壓開孔的自動焊接多采用二氧化碳氣體保護焊和氧化性混合氣體保護焊，即焊接短節(jié)時所用的氣體為CO2、CO2+Ar或CO2+Ar+O2。其中惰性氣體（如Ar）在熔化極氣體保護焊中的作用是把電弧和熔化金屬周圍的空氣排開，以免空氣中的有害成分影響電弧的穩(wěn)定性和液態(tài)金屬被污染。其它非惰性氣體（如CO2、O2）也能用來作為熔化極氣體保護焊的保護氣體。其前提是這些氣體雖然能與被保護液體金屬發(fā)生某些冶金反應，但在焊接過程中可以創(chuàng)造條件使這些反應的后果不至于造成對焊接短節(jié)形成危害。

如采用CO2作為保護氣體，雖然在焊接過程中CO2在電弧的高溫下分解出O2和CO，進而使Fe氧化生成FeO和可能導致氣孔，但這一不良影響可通過在焊絲中加入適量的Si、Mn等脫氧元素來予以解決。研究發(fā)現(xiàn)，保護氣體成分和流量對焊縫成型有一定的影響，成分和流量不同，焊縫中含氧不同，焊縫成型不同，缺陷幾率也不同。如進行STT氣體保護焊根焊時采用純CO2作為保護氣體且流量偏大時，因CO2分解吸熱作用焊縫冷凝加快，鐵水流動性變差，致使正面焊縫易形成山脊形，在隨后的焊接過程中其凹陷處易導致未熔合、夾渣等缺陷，背面焊縫易導致假熔現(xiàn)象,這一問題在施焊環(huán)境溫度較低和線能量較低時表現(xiàn)尤為突出。

此外，焊縫因快速冷凝易導致焊縫中氣孔。若采用CO2+Ar混合氣體如CO2(15～20%)＋Ar(85～80%)可改善鐵水流動性，獲得良好的焊縫成型，母材與焊縫過渡良好且焊縫中含氧量低，焊縫沖擊韌性好。這一點在帶壓開孔焊接短節(jié)時選擇保護氣體成分和流量時應引以重視。

2.焊劑

帶壓開孔工程焊接時，選擇焊劑時主要考慮焊劑的類型、焊劑與焊絲的匹配特性、焊劑的冶金性能和工藝性能。

此外焊劑的粒度、含水量、機械夾雜物、硫磷含量也應予以考慮。從改善焊縫金屬韌性的角度考慮，可選擇高堿度焊劑。但應注意，當堿度超過某一臨界值時，再提高堿度則會導致焊縫韌性下降，這主要是因為對于管線鋼焊接時，要求較高的焊接速度，特別是在厚板不開坡口、不留間隙的條件下，工藝性能惡化，焊縫表面出現(xiàn)氣孔、麻點，焊縫中氧化物夾雜物明顯增多，導致韌性下降。因此，合理選擇焊劑，對提高焊縫韌性有重要意義。