0引言

华润电力（渤海新区）有限公司一期2×350MW超临界燃煤热电联产机组，2017年7月20日开工建设民用供暖管网工程，主、分支管线全长37km，供、回水双线布置，共分4个标段，其中四标段属城镇内管线，DN800mm管道4.9×2km，DN700mm管道3.3×2km，DN450mm以下管道不等，总长度16.75×2km，占总管线长度45%，且城镇内地下、地上建筑多，施工难度大，为保质量、进度，项目技术人员收集各种意见与资料，大胆尝试在供暖管道施工中变氩电焊为纤维素下向焊，圆满完成目标任务。

1.下向焊接技术优点

下向焊采用纤维素焊条，从热力管道最上部12点方向引弧，自上而下进行焊接。该方法焊接速度快，焊缝形成美观，焊接质量高，与传统的氩电焊相比优点主要有3点。（1）焊接速度快，提高效率50%以上。（2）焊接质量好，无损检测合格率可达96%以上。（3）焊材消耗低，焊条消耗量减少20%～25%。

2.下向焊技术应用

2.1焊接方式

工程根据焊接条件和管径采用两种焊接方式，DN500以上管道采用纤维素焊条（焊条电弧焊）/药芯焊丝自保护（半自动）向下组合焊的焊接技术，即焊道及时层采用纤维素焊条通过手工焊接操作完成，第二道和第三道填充和盖面采用药芯焊丝半自动向下焊接的方式操作。

2.2焊接材料

（1）纤维素焊条。选用奥地利BOHLER（伯乐）Φ3.5mmE6010焊条。（2）药芯焊丝。填充焊及面层焊接选用美国HOBART，E71T8-Ni1JH8药芯焊丝。

2.3焊接工艺评定

由于是初次采用下向焊技术用于长距离输送热水管道施工，谨慎起见，采取试件试焊，由中国化学第九建设公司进行工艺评定并通过.

2.4焊接操作

2.4.1管道对口

该项目钢管的组对及定位采用管道外对口器，对口精度高，管材单边坡口角度为28°～30°，钝边厚度（1～1.5）mm，对口间隙（1.5～2）mm，错边量≤钢管外径3‰且≤2mm。

2.4.2纤维素根部焊接要点

从管道顶部超12点方向5mm处施焊引弧，当电弧在管道坡口根部形成熔孔后，压低并控制电弧，使电弧在管道坡口背面烧熔，当熔液吸入熔池时加速运条前行。在爬坡及立焊位置焊接时，保持运条似接触不接触坡口根部，当运条至下坡位置时轻微上顶焊条，以确保熔液过渡到坡口背面均匀凝固成型，运条至管道底部6点位置息弧前，轻微上顶电弧，焊条角度与焊缝保持70°～80°的夹角，待封住熔孔后，快速将运条填满弧坑后息弧，以确保底部接头金属熔合良好。

2.4.3焊道清理

用角向磨光机仔细打磨，清除管道根部焊道至露出表面金属光泽，打磨光滑平整呈U形，两侧没有明显的沟槽形状，以防止在填充焊时出现焊道夹渣。

2.4.4焊接操作注意事项

（1）焊接电流。在半自动焊接中，焊接电流和送丝速度成正比。送丝速度的调节相当于对焊接电流的大小进行调节。送丝控制的速度应根据工件材料、工件厚度、焊丝直径、施焊部位以及熔滴形式控制焊接电流。（2）施焊电压。施焊电压应与焊接电流相匹配时，可保障送丝均匀、电弧稳定、电花飞溅小、熔池易控制等优点，达到上述要求时现场施焊时可听见均匀的“吱吱”声。（3）焊丝伸出长度。焊接电流较小时，焊丝伸出长应较短，反之焊丝伸出长适当增加，改变焊丝伸出长，会对焊接工艺产生影响。对于较大口径的钢管焊接时，焊丝伸出长度保持在：上坡焊时30mm，立焊位（30～40）mm，下坡及仰焊位时为（50～70）mm。（4）施焊速度。施焊速度过快，将产生凹坑、咬边、气孔等缺陷；施焊速度过慢，将产生焊道未熔合、焊道不均匀等缺陷，焊接后变形较大。（5）焊丝角度。焊丝角度保持在70°～80°为宜。施焊角度＞80°时，导电嘴上易被飞溅粘附而造成跳丝。焊丝角度＜70°时，焊枪导电嘴距离焊件近，易造成与焊件接触，导致焊丝在焊枪导电嘴端部熔断，严重的使导电嘴堵塞。

2.4.5填充层（第三层及以上）的焊接要点

第三层及以上填充层的操作要点是控制焊接速度。焊接速度小易导致焊层过大，加大熔深，造成成形不良、焊道烧穿等现象；焊接速度过大容易导致熔渣不均匀，铁液不足，管道两侧熔合不良，出现明显沟槽。

3.焊缝质量检测

（1）表面质量要求。焊缝检查质量要求咬边深度＜0.5mm；在任何长300mm焊缝中两侧咬边累计长度＜50mm；控制焊缝余高（1.5±0.5）mm；焊缝宽度＞坡口3mm。（2）无损检验。依据相关规范对焊缝进行射线探伤和超声波探伤，控制在Ⅱ级为合格。

4.缺陷分析

该工程焊接施工中出现的缺陷有未熔合、未焊透、夹渣、气孔、内凹、裂纹等。在仰焊与立焊部位，内凹与裂纹出现的缺陷概率相对较多，裂纹主要集中出现在仰焊时；而内凹则主要出现在根焊时，如电弧吹力不够、溶液受重力作用而致；大部未熔合和未焊透与钢管对口产生错边、焊接时参数的波动、运条方法的选用、焊工手法与水平等因素有关联；夹渣、气孔主要受焊缝的冷却速度影响较大，同时与外部环境、焊条受潮有直接关系。

5.结语

在我国西气东输的管道建设中，向下焊接技术已开始得到广泛应用，纤维素下向焊+半自动下向焊工艺是当前国内较的下向焊工艺。在该工程中，向下焊工艺显现了焊缝质量高、焊接速度快的优势，应用下向焊对比氩弧焊效率提高近一倍，最终保障华润渤海民用供暖工程圆满完成进度目标。