吴颖东
摘要：长输油气管道焊接，采用钨极氩弧焊打底，可提高焊接质量、控制焊接成本、提高管道焊接施工效率、提高一次焊接合格率具有显著效果。焊接工作人员，应掌握钨极氩弧焊打底焊接技术，为提高管道施工质量奠定基础。
关键词：手工、钨极氩弧焊、大口径、长输管道、应用
引言：手工钨极氩弧焊（简称TIG焊）又称钨极惰性气体保护焊，和焊条电弧焊一样，是一种非常普遍的焊接方法，我国一般常用在异种钢材和薄壁板的焊接上，在压力管道工程的应用中，主要用在站场工程的小口径管材的焊接，鲜有使用在大口径长输管道的焊接中。
1手工钨极氩弧焊的工艺参数选择及应用
手工钨极氩弧焊的主要焊接工艺参数有电弧电压、钨极直径、焊接电流、焊接速度、电源种类、喷嘴直径、端部形状、钨极伸长长度、喷嘴与焊件间的距离及氩气流量等。选择合理的焊接工艺参数是保证焊接质量的重要措施，对新材料或没用使用过的材料，一般应先进行材料的焊接工艺评定，评定合格后，才可按评定合格的焊接工艺参数施焊。焊接工艺参数主要是根据不同的被焊金属、焊件厚度以及结构形式而进行合理地选择。
1.1接头设计
采用普通V形坡口，外对口器组对，间隙比常规间隙稍大，焊前必须将工件坡口及内外壁两侧各50mm范围内的铁锈、水、油污等清理干净，否则易出现气孔及裂纹等缺陷。焊接现场必须有可靠的挡风措施，以免影响保护效果。
1.2焊接电流
焊接电流是最主要的工艺参数，在其他条件不变的情况下电弧能量与焊接电流成正比，焊接电流越大可焊接的材料厚度越大。因此，焊接电流是根据所焊的材料性质，厚度和接头的空间位置来选择。焊接电流过大或过小都会使焊缝形成不良或产生焊接缺陷。
当焊接电流增加时熔深增大，而焊缝宽度与余高只稍有增加。当焊接电流很大时，一定直径的钨极上电流强度相应也很大，使钨极端部温度达到或超过钨极的熔点，此时可看到钨极端部出现融化现象而且很亮。当焊接电流继续增大时，融化了的钨极在端部形成了一个小尖状突起逐渐变大形成熔滴，电弧随熔滴尖端漂移很不稳定，这不仅破坏了氩气保护区使熔池被氧化焊缝成型不好，而且熔化的钨落入熔池后将产生夹钨缺陷。另外，过大的焊接电流还容易产生焊穿和咬边缺陷。
1.3电弧电压
当弧长增加即电弧电压增加时，焊缝熔宽和加热面积都略有增大，而熔深稍有减小。但当电弧太长时容易引起未焊透并使氩气保护效果变差，电弧也不能太短，太短很难看清熔池，而且送丝时也容易碰到钨极而引起短路使钨极收到污染加大钨极烧损，还容易造成焊缝夹钨，通常使弧长近似等于钨极直径。
1.4焊接速度
焊接时焊缝获得热输入反比与焊接速度。在其他条件不变的情况下焊接速度越小热输入越大，焊接速度明显著影响焊缝的形成，焊接速度增加熔深和熔宽均减小。焊接速度太快时容易产生未焊透，焊缝高而窄，并且两侧熔合不好等缺点;焊接速度太慢时焊缝很宽，还可能产生焊漏、烧穿等缺点。手工钨极氩弧焊时，通常都是操作根据熔池的大小、形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度。选择焊接速度时，应该考虑三个因素。第一点是焊接铝及其合金、高導热性金属时，为了减小焊接变形，应采取较快的焊接速度;第二点是在焊接有裂纹倾向的金属时不能采用高速焊接;第三点是在非平焊位置焊接时，为了保证较小的熔池避免液态金属的流失，应尽量选择较快的焊速。
1.5钨极直径及端部形状
为了减少放射性推荐选用铈钨极，钨极直径的选择取决于焊件厚度、焊接电流大小、电流种类和极性。原则上应尽可能选择小的电极直径来承担所需要的焊接电流。此外，钨极的许用电流还与钨极的伸长长度及冷却程度有关，一般钨极的伸出长度为5-10mm。钨极的直径和端部的形状影响电弧的稳定性和焊缝成型，因此TIC焊应根据焊接电流大小来确定钨极的形状。在焊接薄板或焊接电流较小时，为便于引弧和稳弧可用小直径钨极并磨成约20度的尖锥角。电流较大时电极锥角小将导致弧住的扩散，同时焊缝成形厚度小且宽度大，大电流焊接时应将电极磨成钝角或平顶锥形。喷嘴到焊件的距离越远保护效果越差;喷嘴到焊件距离越近保护效果越好，但影响操作者的视线。通常喷嘴到焊件的距离以2-12mm为宜。为了防止电弧烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，钨极端头至喷嘴端面的距离为钨极伸出长度。伸出长度越小喷嘴与工件间距离越近保护效果好，但过近会妨碍观察熔池。通常在对接焊缝焊接时，钨极伸出长度3-4mm较好;在角焊缝时，钨极伸出长度为7-8mm较好。
2钨极氩弧焊操作技术要领
焊前将坡口两侧10-15mm内的油污、铁锈等清理干净。打磨1mm的钝边
焊接引弧部位在焊接方向前5-10mm左右引弧，引弧后控制电弧长度2-3mm，引弧后先不加焊丝，预热焊接坡口内表面2-3s，待根部钝边熔化形成熔池后，即可开始送丝。
焊接钨极与管子的轴线成90°，焊丝与通过熔池的切线成15°，使填充金属与钝边完全熔化形成明亮清晰的熔池后焊枪均速上移，伴随连续送丝，焊枪同时做小幅度月牙形横向搬动。
焊接先从仰焊部位开始，6至9点部位可采用内送丝焊接方法，即焊丝通过坡口间隙进入到坡口背部，焊丝和内壁保持在0-1mm，焊丝拖住熔池持续送丝的焊接，尽量压低电弧。
仰焊部位送丝时，应有意识地将焊丝往根部“堆”，使管壁内的熔池成形，以避免根部凹坑，焊至平焊时，焊枪略向后倾，焊接速度加快，以避免熔池温度过高而下坠。
焊接时，给送焊丝的角度应顺着保护气流的方向给送，给送焊丝的位置是熔池前进方向的边缘点，焊丝端头接触熔池边缘给送，给送的量应该是少而频，焊丝端头应始终在气体保护范围内，以防氧化。
停弧和收弧时，焊枪不能马上移开，应停留原处6-8s，继续送气保护熔池金属不受空气侵袭氧化。
3提升电气焊中的手工钨极氩弧焊水平的措施
3.1加强焊接人员技术水平培训
焊接人员的专业技术能力是确保焊接质量的重要前提之一，技术人员应当对不同的焊接材料以及焊接技术、设备等有全面的认识，在实际的工程中选择合适的焊接技术方法。而且随着技术的发展，焊接技术也日新月异，因此技术人员也不应该停滞不前，要积极学习先进的操作理论，在工作中加强技术实践。公司要定期组织技术人员参与到集体培训中，获取更先进的操作技术，帮助技术人员提升自身的能力。
3.2完善手工钨极氩弧焊技术操作规范
行业内部要完善手工钨极氩弧焊技术操，利用规范技术约束技术人员的操作。尽管当前手工钨极氩弧焊技术不断完善，能够应用到很多焊接工作中，但是部分技术人员对该技术的操作方法认识不到位，以至于在实操过程中存在一定的技术失误，影响该技术发挥最大的价值，而且会降低焊接零件的质量。因此需要借助技术操作规范，帮助技术人员明确操作流程以及注意事项，提升工作效率以及质量。
结束语：管道运输过程中为高压流动状态，一旦发生泄漏，就会造成环境污染，燃烧爆炸等事故，管道的焊接质量是确保能否安全运行的前提，所以提高焊接质量就是提高长输成品油管道安全运行的保障。采用钨极氩弧焊对长输管道打底，焊缝合格率可达到95%左右，提高有效工作效率。
参考文献：
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