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1、低碳钢管TIG打底焊的焊丝选用李俊摘要结合多年对低碳钢管进行手工钨极氩弧焊(TIG)的经验，通过选用H08A、H08Mn2Si、TIG-J50焊丝对20低碳钢管进行的焊接工艺试验以及现场使用的比较分析，认为焊丝中Mn、Si含量及其比值Mn/Si具有关键作用，施工选用H08Mn2Si、TIG-J50、ER49-1是可行的，在目前首选H08Mn2Si焊丝进行低碳钢管TIG打底焊是合理的。主题词低碳钢焊接材料选择焊接工艺试验在石油、化工、电站装置中，工艺管道和石油化工管式炉及锅炉的炉管绝大部分是低碳钢管，最常用的牌号有：10、20、Q235、20g。由于这些装置工艺条件苛刻，对焊缝质量和管道清洁度都
2、有较高要求，在现场施工中，我们常采用手工钨极氩弧焊(TIG)打底和手工电弧焊(SMAW)填充、盖面的焊接工艺焊接较为重要的碳钢管。我国80年代初在上述装置管道焊接中开始推广手工钨极氩弧焊打底技术，目前，除了电力建设系统开发的部分专用氩弧焊焊丝和GB/T8110-1995标准中推荐的气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝可以作为TIG焊丝外，一般都选用埋弧焊用焊丝和CO2气体保护焊用焊丝作为TIG焊丝。由于低碳钢焊材主要按“等强度”原则选用，现行施工规范和有关手册推荐的焊丝主要有：H08(或H08A)、H08Mn2Si、TIG-J50、ER49-1。现结合我公司对这些焊丝的使用情况进行分析比较。1焊接工
3、艺试验选用H08A、H08Mn2Si、TIG-J50焊丝分别对20低碳钢管分别进行手工钨极氩弧焊打底、手工电弧焊填充、盖面水平固定口和垂直固定口的焊接。母材和焊材的化学成分和机械性能分别见表1、表2、表3、表4。表120钢管化学成分元素CSiMnSP含量(%)0.220.230.210.220.500.510.0280.0290.010.014表2焊材化学成分(%)牌号CSiMnSPCrNiCuER49-10.110.650.951.802.100.0300.0300.20/H08A0.100.0380.0340.460.0240.0350.010.020.0210.0290.0430.074
4、0.077H08Mn2Si0.090.110.790.881.881.940.0110.0170.0140.0160.150.20/TIG-J500.1070.6531.570.0240.038/E43030.080.160.430.0100.019/表320钢管机械性能参量b(MPa)s(MPa)8(%)数值412.4470.4264.6371.62937表4E4303焊条机械性能参量b(MPa)0.2(MPa)5(%)AKv(J)-20数值47039028.286.84、76平均82焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、表7。 表5焊接试验工艺参数接头型式和层次分组焊接
5、工艺参数焊道焊接电源焊接直径焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(cm/min)线能量(kJ/cm)方法极性材料(mm)20钢管：D575mm水平固定11TIG SMAW正接H08A E43031.68512512.222.58022621.121TIG SMAW正接H08Mn2Si E43031.685124.812.822.58022621.131TIG SMAW正接TIG-J50 E43032.59015613.522.59023620.720钢管：D575mm垂直固定41 2-312-312-3TIG SMAW正接H08A E43031.6851287.652.585221110.25
6、 6TIG SMAW正接H08Mn2Si E4303TIG-J50E43031.68512512.22.5852210.610.6TIG SMAW正接2.59015810.132.580221010.56表6RT探伤结2.5果分组号缺陷性质判定级别1多点气孔、2夹渣3无4多点气孔5无6夹渣表7机械性能试验分组号拉力试验值 b(MPa)弯曲试验结果90面弯90背弯1461.1、452.1无裂纹合格无裂纹合格2480、480无裂纹合格无裂纹合格3460、450无裂纹合格无裂纹合格4460.8、450.2无裂纹合格无裂纹合格5485、495无裂纹合格无裂纹合格6430、445无裂纹合格无裂纹合格2现
7、场焊接我们在施工现场进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢管时，曾采用过H08(或H08A)、H08Mn2Si、TIG-J50及ER705-3和瑞典OK焊丝，十多年的应用经验表明，没有发生焊接质量事故，焊缝能够满足设计和使用要求。不同焊丝的差别主要是：使用H08A焊丝TIG打底时，焊缝根部容易产生气孔，焊缝成型差；使用H08Mn2Si和TIG-J50焊丝打底时，焊缝成型好，易于手工操作，气孔很少，焊缝质量容易保证。由于H08Mn2Si是国内生产的埋弧焊焊丝，容易采购，H08Mn2Si焊丝在手工钨极氩弧焊打底中得到广泛应用。3分析手工钨极氩弧焊打底所选用的焊丝，除应满足机械性能要求外，还应具有良好的可
8、操作性并且不产生缺陷。从焊接工艺试验的机械性能可以看出，H08Mn2Si焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝的较高；从无损探伤和现场手工焊接操作性上看，H08A焊丝打底容易产生气孔，且焊缝成型差；从化学成分的Mn、Si元素含量看，H08Mn2Si元素和ER49-1相当，TIG-J50次之，H08A最低。经过对比分析可以认为，采用H08A焊丝TIG打底焊产生气孔、成型差的原因，关键在于其Mn、Si元素的含量。焊缝中Mn、Si是主要合金化元素，同时也是一种较好的脱氧剂，Si脱氧能力比Mn要强，Mn和Si都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，
9、而Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。因此，必须使焊缝材料保持适当的Mn/Si比值，该比值愈高，焊缝金属的韧性愈好，一般认为Mn/Si2对焊缝韧性不利。4结论采用手工钨极氩弧焊工艺进行低碳钢打底焊，选用H08(或H08A)焊丝是不合适的，施工中选用H08Mn2Si、TIG-J50、ER49-1是可行的。在目前生产TIG-J50和ER49-1焊丝的厂家较少的情况下，进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢选用H08Mn2Si焊丝是合理的。我们经过十多年的应用，没有发现因焊丝强度较高，导致焊缝的淬硬倾向，而产生延迟裂纹等焊接质量事故。 作者单位:李俊(中油第六建设公司)541004广西桂林市参考文献1张文钺.金属熔焊原理及工艺.北京：机械工业出版社，1980
