P91钢大径管水平固定焊接操作方法

湖北省电力建设第二工程公司  陈文祥 

1         背面保护气室制作

P91属于高合金材质，根部易氧化，为了防止根部氧化，打底焊时，采取根部充氩进行保护。具体方法是：在对口之前，分别将管口两端距坡口15-20mm处，用纸板密封起来，待管口对好后，在管口的内部就有一个空间，即所谓的气室。用粘胶将预留间隙封闭起来，打底根部预留间隙一般为2-3mm左右，用6mm的小管子做成扁状，钻上小孔，接上氩气皮带，往气室内充入氩气。待气室充满氩气后，才能进行打底焊接，一般是打底到什么位置，粘胶才能撤到什么位置，以便氩气从打底预留间隙内经过，从而打底时起到保护效果。

2         试件装配

采用手工钨极氩弧焊两点定位，定位焊长度为10-15mm。定位焊位置分别位于管道横截面上相当于“时钟2点”和“时钟10点”位置。试件装配最小间隙应位于截面上“时钟6点”位置，以便控制焊接变形。

3         钨极氩弧焊打底焊接操作方法

焊缝分左右两个半圆进行，在仰焊位置起焊，平焊位置收弧，每个半圆存在仰、立、平三种不同位置。

（1）引弧。在管道的仰焊部位去掉一小块粘胶，时钟6点左右位置引燃电弧，先不加焊丝，待根部钝边熔化形成熔池后，即可填丝焊接。为了使根部背面成型良好，熔化金属应送至坡口根部。为了防止始焊处产生裂纹，始焊速度应稍慢并多填焊丝，以便焊缝加厚。

（2）送丝。管道仰焊部位应采用内填丝法，即焊丝处于坡口钝边内，到了立焊和平焊位置时，将焊丝紧贴在坡口两侧，待熔池形成熔化，均匀送丝，焊丝端部始终处于氩气保护区。

（3）焊枪、焊丝与管的相对位置。钨极与管子轴线成90°，焊丝沿管子切线方向，与钨极成约100°-110°左右，当焊至横截面相当于“时钟10点”至“时钟2点”的斜平焊位置时，焊枪略后倾。此时焊枪与钨极成的100°-120°。

（4）焊接。引燃电弧，控制电弧长度为2-3mm。此时，焊枪暂留在引弧处，待两侧钝边开始熔化时立刻送丝，使填充金属与钝边完全熔化形成明亮清晰的熔池后，焊枪匀速上移。伴随连续送丝，焊枪同时做小幅度锯齿形横向摆动。仰焊部位送丝时，应有意识地将焊丝往根部“推”，使管壁内部的熔池成型饱满，以避免根部凹坑。当焊至平焊位置时，焊枪略向后倾，焊接速度加快，以避免熔池温度过高而下坠。

（5）接头。若施焊过程中断或更换焊丝时，应先将收弧处焊缝打磨成斜坡状，在斜坡内时稍加焊丝，当焊至斜坡端部出现熔孔后，立即送丝并转入正常焊接。焊至定位焊缝斜坡处接头时，电弧稍作停留，暂缓送丝，待熔池与斜坡端部完全熔化后再送丝。同时，焊枪应做小幅度摆动，使接头部位充分熔合，形成平整的接头。

（6）收弧。当焊至平焊位置，快到封口还有7-8mm，迅速将氩气管从气室内拔出来，快速焊，利用气室内的余氩，对没有焊完的根部进行保护。到收口时，应向熔池送入2-3滴填充金属使熔池饱满，同时将熔池逐步过渡到坡口侧，将焊枪向前移动，熔池由大变小，形成椭圆形，果断熄弧，以避免氧化，出现弧坑、裂纹及缩孔。

4         填充层焊接操作方法

填充层焊接时，应采用小电流，多层多道快速焊接，每根焊条熔化的宽度不超过焊条直径的3倍，采用连弧焊接，焊条角度间打底层焊相同。仰焊、平焊焊接接头要互相错开。焊接时，焊条在相当于“时钟6点”位置附近引燃电弧，移动到过中心10-15mm打底焊缝中间，压低电弧，形成熔池。运条方法采用月牙形成锯齿形均匀运条。焊条在坡口两侧停留时间长一些，在中间过渡位置速度要快，这样才能防止坡口两侧出现夹角和夹渣。仰焊起头一定要薄，形成一个马蹄形，以利于接头。收弧时，焊条要在焊缝中心位置，在熔池中填充2-3滴铁水，再熄弧。

接头时，迅速更换焊条。在弧坑上方10-15mm处引燃电弧，把焊条拉至收弧处焊道中间，压住收弧处2/3熔池稍作停顿，形成熔池后横向摆动，当看到收弧处完全熔化时，即可进行正常焊接。填充层焊接第一层时，为了防止烧穿，一般电流要小些，焊深些。层与层之间清理要仔细，焊接时焊条角度随着焊件空间位置的变化要正确，最后一层焊缝应保证管件坡口边缘不要破坏，低至母材表面1mm左右，形成凹槽。

5         表面层焊接方法

表面层焊接方法同填充层基本一样，采取多层多道焊，焊接时应注意，焊条摆动幅度要均匀，在坡口两侧电弧压得稍低较好，管件坡口边缘熔化0.5-1mm，焊条在坡口两侧停留时要确保管件坡口外边熔合好，避免产生咬边，以使焊缝成型美观。

6         焊接工艺参数

(1)打底层 。钨极氩弧焊打底，焊接电流100-110A，电弧电压10-13V，氩气流量8-10L/mm，钨极直径2.5mm，焊丝直径2.5mm，钨极伸出长度4-6mm，喷嘴直径8-10mm，喷嘴至工件距离≤10mm。

(2)填充层。焊条电弧焊填充，焊条直径2.5mm，焊接电流75-85A，电弧电压22-28V。

(3)盖面层。焊条电弧焊填充/盖面，焊条直径3.2mm，焊接电流100-110A，电弧电压22-28V。

专家点评

本文详细介绍了一种P91钢焊接的操作技法，可供高合金大管焊接操作者参考和学习。

点评人：王宝才  河北电力石家庄焊培中心主任

                河北省焊割技术协会秘书长

（来源：《焊接技术能手绝技绝活》 1-10）

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