纖(xian)維素焊條立向下焊的工(gong)藝(yi)特點

近(jin)年來，隨(sui)著石油(you)管(guan)道鋪設工程的發展，大(da)口徑管(guan)道的焊(han)(han)接工藝不斷推新(xin)發展，由過去單一的焊(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)（酸(suan)性、堿性焊(han)(han)條(tiao)），發展到管(guan)道自(zi)動(dong)(dong)焊(han)(han)、半(ban)自(zi)動(dong)(dong)焊(han)(han)工藝。焊(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)也由結507焊(han)(han)(han)(han)條單一品種(zhong)全位(wei)置(zhi)(zhi)施焊(han)(han)(han)(han)發展為纖維素焊(han)(han)(han)(han)條立(li)向下焊(han)(han)(han)(han)等高(gao)效焊(han)(han)(han)(han)接(jie)施工工藝。改變(bian)了(le)普通焊(han)(han)(han)(han)條立(li)向上(shang)焊(han)(han)(han)(han)的(de)傳統工藝方法，將原水平固定管(guan)狀對接(jie)全位(wei)置(zhi)(zhi)運條操作法，改變(bian)為類似平焊(han)(han)(han)(han)運條法的(de)下向焊(han)(han)(han)(han)，即由(you)12點位(wei)置起弧焊至管口下部6點(dian)位(wei)置結束，提(ti)高熔(rong)數效率1~3倍，深受管道施工單(dan)位的(de)好(hao)評。西氣東(dong)輸工程中(zhong)大口(kou)徑管道（Φ1016）根部打底焊和部分管道的多層(ceng)焊接均采用纖維素焊條施焊。

纖維(wei)素焊(han)(han)條立向下焊(han)(han)，電弧具(ju)有熔深大，穿透(tou)力強，根部打底焊(han)(han)單(dan)面焊(han)(han)雙面成形(xing)好，氣孔敏感(gan)性小，操作難度低，焊(han)(han)縫(feng)內外質量高，焊(han)(han)工(gong)易掌(zhang)握，培訓周期短等(deng)工(gong)藝特(te)點。廣泛應用于(yu)石(shi)油化工(gong)、天然氣、電力、民用行業的輸(shu)油、輸(shu)氣、輸(shu)水大口徑(jing)管道安裝(zhuang)鋪設施(shi)工(gong)中。

1、纖維素焊條藥皮成分和工(gong)藝特性

1．1 纖維(wei)素焊(han)條藥皮的主要成分：

25~40%纖維素（木粉(fen)、淀粉(fen)、酚醛(quan)樹(shu)脂粉(fen)、微(wei)量纖維、麥(mai)粉(fen)等(deng)）；

8~16%碳(tan)酸鹽（碳(tan)酸鉀、鈣等）；

8~20%鐵(tie)合(he)金(jin)（SiO2、TiO2、MnO、FeO、MgO、Al2O3等）；

10~15%金屬氧化物(wu)；

20%其它成分(fen)。

1．2 藥皮中(zhong)大量有機物分解(jie)，形成大量氣體（CO、CO2、H2、H2O等），對焊縫有很強的(de)保(bao)護效(xiao)果(guo)，并且電弧(hu)吹力大，熔滴過渡呈噴射狀。

1．3 在直流弧焊(han)機電源正接和反接時，其熔滴過渡的形態(tai)不同。

a. 直流正接(jie)時(shi)，焊條(tiao)(tiao)端部形成(cheng)的熔(rong)(rong)融金(jin)屬體積(ji)小，電弧吹力大，氣流足(zu)以使焊條(tiao)(tiao)端頭(tou)熔(rong)(rong)化金(jin)屬飛離，實(shi)現小顆粒過(guo)渡。電弧穩定性(xing)強，焊縫熔(rong)(rong)深大，一般(ban)適用于根部打(da)底焊，單面焊雙(shuang)面成(cheng)形背面成(cheng)形好(hao)。由于正(zheng)接(jie)電弧的飛濺大，熔深大，不易獲得滿意的表面(mian)(mian)成形，在熱焊(han)、填(tian)充焊(han)和蓋面(mian)(mian)焊(han)不常使用。

      b. 直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)反(fan)接(jie)時，焊(han)條(tiao)端(duan)部(bu)熔(rong)融金屬幾(ji)乎(hu)完全(quan)是(shi)塊狀(zhuang)的熔(rong)化(hua)金屬，表面吹力大，雖有這么大的造氣劑(ji)也很(hen)難(nan)將熔(rong)滴吹成(cheng)小顆粒(li)過渡形態。因此，直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)反(fan)接(jie)時，其熔(rong)滴過渡為接(jie)觸式(shi)(shi)短路(lu)過渡。每次(ci)短路(lu)過渡后(hou)，由于(yu)焊(han)條(tiao)端(duan)部(bu)熔(rong)融金屬體(ti)積變(bian)小，在(zai)藥皮(pi)套(tao)筒(tong)和氣流(liu)(liu)的影響下，又出現顆粒(li)過渡形態。所以，纖維素焊(han)條(tiao)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)反(fan)接(jie)時是(shi)短路(lu)過渡伴隨顆粒(li)過渡的混合過渡形態。這是(shi)不同于(yu)其它焊(han)條(tiao)過渡形態的特殊形式(shi)(shi)，直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)反(fan)接(jie)一(yi)般適用(yong)于(yu)熱焊(han)、填充焊(han)、蓋面焊(han)層(ceng)的施焊(han)。

2、纖維素焊條弧焊電源的工藝特(te)點(dian)

2．1 一般普通直(zhi)流焊(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)電源，在用于纖(xian)維素焊(han)(han)條(tiao)時，會(hui)出現斷弧(hu)、熄弧(hu)、“喘(chuan)息”滅弧(hu)，粘條(tiao)、電弧(hu)不(bu)穩定(ding)、過渡顆粒粗(cu)大等(deng)不(bu)良工藝現象。因(yin)此纖(xian)維素焊(han)(han)條(tiao)的電弧(hu)電壓高于普通焊(han)(han)條(tiao)8~12V（如E6010，U =26~35V）。電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)拉長時(shi)，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)壓高過電(dian)(dian)(dian)源外特性的(de)恒流段，找不到穩定的(de)工(gong)作點，必然熄(xi)弧(hu)(hu)(hu)。而電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)壓低時(shi)，電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)壓偏低，直(zhi)流反接時(shi)，熔滴(di)短路過渡，熔融金屬體積大，很容易粘(zhan)條，尤其是小電(dian)(dian)(dian)流（I =50--70A）。下向焊(han)時，粘條傾向嚴重(zhong)，妨礙正常焊(han)接，且焊(han)層接頭多(duo)，內部凹陷，氣孔(kong)、夾(jia)渣等缺陷嚴重(zhong)。

2．2 纖維素焊(han)條專用(yong)焊(han)機增設了推力電流，在電弧較(jiao)短、電弧電壓(ya)低時，在原焊(han)接(jie)電流值上瞬時加上50~80A的(de)推力電流(liu)。因此(ci)，藥皮(pi)發氣(qi)量與電流(liu)平(ping)(ping)方成(cheng)正比關系，電弧力也是(shi)以電流(liu)的(de)平(ping)(ping)方成(cheng)正比猛增，瞬時將短路熔滴(di)吹開(kai)，增加(jia)小顆粒過渡的(de)次數，有效地防止了焊條(tiao)與熔池粘接(jie)的(de)現象發生(sheng)。

2．3  纖(xian)維素焊(han)條專用(yong)焊(han)機在二次(ci)輸出回路(lu)中(zhong)串(chuan)接大(da)容量輸出電抗器，減(jian)緩短路(lu)電流(liu)(liu)的(de)上升速度，解決(jue)了(le)(le)小電流(liu)(liu)時電弧連續穩定的(de)動特性問題，有(you)效地解決(jue)了(le)(le)熄弧、滅弧、粘條現象。Φ3.2纖維素焊條（E6010）在直流正接時，最小電流If=30A。直流反(fan)接If=40A時，電弧仍然十分(fen)穩定，這(zhe)是其它直流弧焊機難于(yu)實現(xian)的(de)工藝參數。

2．4 由于纖維素(su)焊(han)(han)條專用焊(han)(han)機(ji)上以輸出電感和控制電路上不同于普通焊(han)(han)條弧焊(han)(han)機(ji)的電源特(te)(te)性，所以在(zai)纖維素(su)焊(han)(han)條輸出特(te)(te)性上，燒焊(han)(han)堿(jian)性焊(han)(han)條（如E5015）電(dian)弧(hu)(hu)(hu)穩定(ding)性(xing)降低，又帶來了(le)堿性(xing)焊(han)條(tiao)的(de)(de)熄弧(hu)(hu)(hu)、粘條(tiao)等不良工藝(yi)問題。為了(le)兼容(rong)兩(liang)類(lei)焊(han)條(tiao)的(de)(de)熔化(hua)(hua)特性(xing)，直流弧(hu)(hu)(hu)焊(han)機電(dian)源設計上應該考(kao)慮(lv)兩(liang)種最佳特性(xing)共存的(de)(de)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)電(dian)源，即(ji)滿足于纖維素焊(han)條(tiao)的(de)(de)熔化(hua)(hua)特性(xing)，又適(shi)合于普通堿性(xing)焊(han)條(tiao)的(de)(de)熔化(hua)(hua)特性(xing)，即(ji)在這(zhe)種弧(hu)(hu)(hu)焊(han)電(dian)源上各類(lei)型焊(han)條(tiao)的(de)(de)工藝(yi)特性(xing)均達到最佳效果。

據上述思路，時代公司研制開發(fa)了(le)多款纖(xian)維素焊(han)條(tiao)和普通(tong)焊(han)條(tiao)工藝性能兼容的直流(liu)逆變弧焊(han)機(ji)。該焊(han)機(ji)設有三個輸出端子(zi)，一(yi)是纖(xian)維素焊(han)條(tiao)，二(er)是普通(tong)焊(han)條(tiao)，三是母材工件。正(zheng)反接轉(zhuan)換由快插接頭迅(xun)速調整。焊(han)接電流(liu)、推力電流(liu)調節，焊(han)接電流(liu)適用范圍大（20~400A），并(bing)設(she)有防(fang)觸電(dian)功(gong)能和(he)保護電(dian)路。幾年(nian)來，經廣大用(yong)戶的使用(yong)，性能穩定，可靠性高(gao)，適用(yong)各類焊(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)工(gong)藝(yi)，尤其是纖維素焊(han)條(tiao)的管道下向(xiang)焊(han)工(gong)藝(yi)。

3、纖維素焊條的工藝參數

3．1 常(chang)用(yong)纖(xian)維素焊條有：

    E6010（相當于E4310、J425G）適用于(yu)打底焊(han)(han)、熱焊(han)(han)、填充焊(han)(han)；

    E8010（相當于(yu)E5511、J555）適(shi)用(yong)于(yu)熱(re)焊(han)、填充焊(han)、蓋面焊(han)層(ceng)，一般(ban)用(yong)低(di)氫下向(xiang)焊(han)條；

    E7048（相當于J506X）焊縫外形整潔、美觀(guan)。

3．2 常用焊接工藝規范參(can)數(shu)

a)        試(shi)件裝配尺寸

坡口(kou)角度（a）	對(dui)口間隙(xi)（c）	鈍邊尺寸（p）
60°	2-2.5	0.5-1.0

b、焊接工藝規范(fan)參數

焊(han)接 層次	焊條 直徑	電(dian)源 極性	焊接電(dian)流 （A）	電(dian)弧電(dian)壓 （V）	焊接速度 （cm/min）	運條 方法
打底焊(han)	Φ3.2	正接	50-70	22-24	12-15	直拉(la)
熱(re)  焊	Φ4.0	反接	90-95	26-28	15-18	直拉 或 擺(bai)動
填充焊	Φ4.0	反接	130-150	28-30	12-15
蓋面焊(han)	Φ4.0	反接	130-150	28-30	14-18