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1、薄壁不锈钢管承插氩弧焊施工工法1前言输水管道对饮用水造成的污染，影响人们生活质量，一直受人们关注。为了解决这一个问题，建筑施工中采用了薄壁不锈钢管来改变饮用水的质量，为了使薄壁不锈钢管在建筑工程中更加安全可靠、经济合理、环保卫生、使用和维护方便，而采用的薄壁不锈钢承插氩弧焊连接，已备受社会青睐。我们进行了多个试验和工程试点，并总结成工法，应用指导施工，确保施工质量。2工法特点本工法具有以下特点：21 施焊过程不需要焊材（以扩管边代替） ，由钢管插入管件承口，用钨极氩弧焊（GTAW）将承端部作一圈焊接,使管道熔成一体，不仅能使焊缝与管道浑然一体、成色一致，且能省却焊接辅料，并提高焊接速度。22
2、经耐压、气密、拉拨、负压和盐雾等试验，管件连接强度和密封性等性能，较其他连接方式具有明显的优势；它适用范围广，这种“无接头连接”的连接方式特别是在管道井、嵌墙等场合，更具有特殊的优势，省工省料，维修方便，符合环保要求。23 性价比高，管件结构简单，价格优势明显，安全可靠、经久耐用、外表美观、环保卫生、使用和维护方便。3适用范围适用于工业和民用中、低压的冷水、热水、饮用纯净水、蒸气、暖通、输气、污水处理等工程及设备连接 DN15DN50 管道。4工艺原理承插氩弧焊在焊接过程中不需要焊材，由管道自身材料焊接而成，焊缝颜色与管材颜色一致，节省焊接辅材及部分管件，是一种省料，无接头连接的连接方式。5施
3、工工艺流程及操作要点51 工艺流程施工准备 焊接材料准备 焊接 焊缝清洗、抛光 焊缝检查试验、吹洗52 操作要点521 施工准备1 编制施工方案和施工进度计划，建立质量工作标准。2 操作人员以管工、氩弧焊工为主，其它工种配合，并且氩弧焊工应具有相关部门颁发的合格证。3 施工用料按材料计划备齐，送到现场，并保证按计划供应。4 对现场操作人员进行书面技术交底、现场技术、安全交底。522 焊接材料准备1 管材与管件的选用，应根据使用环境界质因素、化学成分及其使用压力，而选用相应等级的产品，以确保焊缝金属组织和机械性能。2 氩气应符合国家标准氩气GB 4842的规定，应选用纯度为99.96的氩气，若杂
4、质含量过多，会削弱氩气的保护效果，直接影响焊缝质量。3 电极材料采用国产Wce20型铈钨极。铈钨极的端头形状和直径对焊接过程的稳定性和焊缝成型有很大的影响。圆锥形平端效果最佳，见图5.2.2。根据所焊接管道厚度和焊接电流的大小来选用钨极，焊接技术参数见表5.2.220180mm 图5.2.2 圆锥型示意图表5.2.2 焊接若干技术参数管材厚度（mm）焊接电流 运弧速度 氩气流量 适用钨极焊接垂直角度焊接水平角度喷嘴焊件间距离0.8 30/A 45mm/min 5(L/min) 1.0mm 10o15 o 50o75 o 10mm1.0 35/A 45mm/min 5(L/min) 1.0mm
5、10o15 o 50o75 o 10mm1.2 40/A 45mm/min 5(L/min) 1.2mm 10o15 o 50o75 o 10mm1.5 45/A 60mm/min 5(L/min) 1.6mm 10o15 o 50o75 o 10mm1.7 55/A 60mm/min 8(L/min) 1.6mm 10o15 o 50o75 o 10mm2.0 60/A 70mm/min 8(L/min) 2.0mm 10o15 o 50o75 o 10mm2.3 70/A 70mm/min 8(L/min) 2.5mm 10o15 o 50o75 o 10mm4 焊枪选用PW150型风冷枪
6、，喷嘴孔径的大小直接影响保护效果，一般喷嘴孔径选用10mm。523 焊 接1 将已下料好的不锈钢管插入管件承口，示意图见 523，承插式管件承口尺寸见表 523管 道管 件不锈钢氩弧焊承插式管件承口示意图 523表 523 承插氩弧焊式管件承口尺寸（mm）公称直径 DN 管道外径 D1 管件外径 D 承口内径 D2 承口长度 L15 16 176 160.10.05 1020 20 24 200.050.2 1025 25 28 250.10.25 1032 32 376 320.10.35 1240 40 426 400.10.3 1250 50 534 500.10.3 152 施焊时，在
7、承口端部以外各刷一道宽 4050mm 的白垩粉，待干燥后开始施焊。先以四周点焊，35 点为宜。3 操作时以腰部为中心，上体半径为动力，转动上体由右向左旋转。这样焊接既易观察熔池，又能更好的保护熔池。待电弧正常燃烧形成熔池后，电弧作横向并向前运弧，将承口端部作环状一圈的焊接，以控制熔池大小及熔池温度。其焊枪与焊缝之间的角度见表5.2.2，钨极伸出长度为48mm，钨极端部距工件距离为11.5mm,喷嘴到焊缝距离为510mm见示意图5.2.3。施焊中间停弧或焊接结束时，要用衰减法熄弧。即收弧时，将焊枪轻移至坡口外，使电弧熄灭，再立即将焊枪收至收弧处，继续送气35S，使焊接熔池在延时气体的保护下冷却，
8、以防止产生缩孔和裂纹，焊后在自然环境下进行冷却。 管 件 喷 嘴钨 极 管 材焊 枪.5焊接操作示意图5.2.34 焊接时，观察焊缝成色，若焊缝颜色成灰色和黑色时，说明氩气保护不够，要调大氩气的流量，直到焊缝颜色为金黄、蓝色、红色为止。5 焊接时电流调至合适，具体技术参数见表 5.2.2。焊接电流太大，不仅易烧穿、焊缝容易出现下榻和咬边，而且会导致钨极烧损。焊接电流太小，电弧不稳定和偏吹，易产生未焊透、夹渣和气孔等缺陷。6 施焊速度根据焊接电流的大小具体参照表 5.2.2 来选择。速度太快，气体保护效果受到破坏，还会使焊缝金属和钨极易氧化缺陷。太慢时会造成易熔焊。7 施焊时应遵循小电流、快速度
9、的原则，对不同壁厚的管材，都有相应的电流要求。依靠气流保护，快速升温降温，旨在避开6000C800 0C 的後化温度，以免引起晶间腐蚀。8 在不产生短路的情况下，采用短弧焊接，气体保护效果好、热量集中、电弧稳定、焊透均匀，变形小；电弧电压过高时，气体保护效果不好，会使焊缝金属氧化、产生未焊透等缺陷。9 焊接时的风速不应超过 2m/S，当超过时应有挡风板遮挡施工区域。10 在潮湿区域施焊时，焊接电弧 1m 范围内的相对湿度不得大于 90%，大于 90%时应停止施焊。524 焊缝抛光、清洗1 焊完后，用磨光机磨掉管道及焊缝表面多于的焊瘤。2 焊接冷却后应及时将焊缝清理干净，对焊缝及邻近区域进行酸洗
10、与钝化处理。酸洗后效果见 图 5.2.4图 5.2.4 焊缝酸洗后效果图525 焊缝检验1 焊工对所有焊缝的表面质量必须作100%的自检。酸洗后焊缝颜色和管材颜色一致2 焊缝表面不允许有裂缝、气孔、未熔合、超规咬边等缺陷。3 焊缝的外形尺寸应符合设计要求，焊缝边缘应圆滑过渡至母材。4 焊缝不允许有严重氧化或过烧（指焊缝正面或反面发黑、起渣等）。5 焊缝效果判断，银白、金黄见图 5.2.5 为最好，蓝为良好，红灰为较好，灰为不好，黑最差。图 5.2.5 焊缝效果观察图526 试验、吹洗1 管道系统试验及吹扫应接系统进行，但应视管道布置的情况也可分条分段进行。试验、吹扫前应将系统内设备隔离或盲堵，
11、防止杂物进入设备内。2 除浆料与已完管道采用水压试验、空气吹扫外，其它管道均采用空气试验及空气吹扫。3 气流输送系统管道只进行系统的严密性试验及吹扫。4 水压试验为工作压力的 1.5 倍，气压试验为工作压力的 1.1 倍，空气吹扫应有足够的流量，流速不小于 20m/s。5 试验吹扫合格后，将管道内水介质排净，将系统内隔离的设备恢金黄色复原状态，加入的盲板原数撤出，记录好试验、吹扫记录，并交工归档。6 若为生活饮用水管，应用含有 2030mg/L 游离氯的水侵泡 24h，进行消毒，再用水冲洗。6材料与设备61 材料611 主要材料有：薄壁不锈钢管、氩气、铈钨极等。1 管材和管件，应具有相关部门的
12、检测报告；用于生活饮用水的管材和管件，还应具备国家卫生检验部门的检验报告和卫生许可批件。2 施工使用的每一批管材和管件应有产品质量证明书，并应有明显标志标明生产厂名和产品名称，包装上还应标有材料牌号、规格尺寸、生产日期和检验人员的印记。3 管材、管件内外表应光滑平整，无明显痕纹凹陷，断面平直，内壁清洁无油污、杂质。4 管材与管件的质量符合薄壁不锈钢管 CJ/T1512001，流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T127712000 要求。62 设备见表 6.2表 6.2 设备明细表设 备 名 称 规 格 型 号 单位 数 量氩弧焊机 国产逆变式DC500台砂轮切割机 JIG-H2-355 台角向磨光
13、机 SIM DW-100 台电动试压泵 3D-SY600/2.5 台7质量控制与验收71 遵守下列质量标准及技术规范工业金属管道工程施工及验收规范GB502351997不锈钢薄板熔焊技术条件QJ1165 87建筑给水薄壁不锈钢管管道工程技术规程CECS153：2003钨极惰性气体保护焊工工艺方法JB/Z 26186建筑给水排水及采暖工程质量验收规范GB 50242200272 施工操作质量控制和验收一般规定721 施工前由焊接技术人员向焊工、焊接检验员等有关人员进行技术交底，并作好技术交底记录。722 施工过程中，施工员、质检员、要坚守现场、监督管理；723 施工过程中，施工单位、监理共同作好
14、检查记录。73 施工操作质量控制和验收内容731 焊缝质量要求要满足本工法中 5.2.5 款中的规定;732 不锈钢管材检验按薄壁不锈钢管CJ/T1512001 进行检验。733 压力实验和系统吹洗按建筑给水排水及采暖工程质量验收规范GB 502422002 检验。8安全措施81 氩弧焊机开机前应做好设备的例行保养及安全检查；且氩弧焊机应有良好的接地。82 氩弧焊工经过培训合格后持证上岗，正确使用劳动保护用品。83 工作场地及附近区域不得有易燃易爆物品。84 不准将通电的焊钳搭在管子上。85 施工中切割管材时带好防护面罩，劳保用品，以免灼伤身体。86 针对现场情况，对操作人员要有具体的分部分项
15、安全技术交底。87 在封闭区域施工时，应采取通风措施。88 遵守施工现场临时用电安全技术规范 JGJ 462005安全防范工程技术规范 GB 503482004机械设备安装工程施工及验收通用规范GB 50231989环保措施91 建筑垃圾处理的技术措施911 施工过程中产生的废料，集中由专业公司回收处理。912 严禁在现场内焚烧各种产生有毒气体的材料。92噪音控制的技术措施921 施工中采用低噪音的工艺和施工方法922 管材切割的噪音超过现场噪音的限值时，应在专门的加工区加工好后，拿到施工现场安装。923 夜间施工时，操作声响过大，应停止施工。93焊光防护措施931 施焊时，适当遮蔽焊光，避免伤害行人、小孩和其他人眼睛。
