Características de la soldadura descendente
(1) Rápida velocidad de soldadura y alta eficiencia de producción. Dado que la concentración de hierro fundido de este tipo de varilla de soldadura es baja y no se desprende escoria, la eficiencia mejora en un 50% en comparación con la soldadura aérea.
(2) La calidad de la soldadura es buena, la raíz de la costura de soldadura del electrodo de celulosa está completamente formada, la fuerza de soplado del arco es grande, la penetración es uniforme y la parte posterior de la costura de soldadura está bellamente Se forma y la resistencia al viento es fuerte, lo que lo hace adecuado para operaciones de campo.
(3) Reducir el consumo de materiales de soldadura. En comparación con el método tradicional de soldadura ascendente, el consumo de electrodos se reduce entre un 20 y un 30%.
(4) La tasa de pasada única de soldadura puede alcanzar más del 90%.
1. Aplicación de la tecnología de soldadura descendente
En el proceso de construcción de gasoductos urbanos, a diferencia de la construcción in situ de gasoductos de larga distancia, está restringido por muchos factores externos. En las redes de tuberías subterráneas urbanas, los ríos, las carreteras y los frecuentes obstáculos subterráneos han traído grandes dificultades a la construcción. Durante el proceso de tendido de tuberías, no solo hay proyectos de cruce, sino también proyectos de perforación y cruce de ríos, así como proyectos de tuberías sumergidas. Además, el pequeño espacio de trabajo también aumentará la dificultad de la construcción; En respuesta a los problemas anteriores, para garantizar la calidad del proyecto, algunas secciones de tubería se construyeron en secciones de acuerdo con el entorno externo y algunas secciones de tubería se soldaron debajo de la zanja para controlar la calidad de la soldadura desde todos los ángulos. El Centro de capacitación en soldadura de tuberías Geely en Luoyang, Henan, ha resumido estos métodos teóricos en una capacitación a largo plazo y ahora los comparte con usted. ¡Espero que todos puedan dominar el hábil proceso de soldadura hacia abajo!
La soldadura hacia abajo tiene un espacio de soldadura pequeño y una velocidad de soldadura rápida, que es más eficiente y ahorra energía que el proceso de soldadura aérea tradicional. Además, los electrodos de celulosa seleccionados y los electrodos recubiertos tienen un fuerte poder de soplado de arco y una fuerte resistencia a la interferencia externa; soldadura continua, menos juntas de soldadura y hermosas formas de soldadura utilizando tecnología de operación de soldadura multicapa y de múltiples pasadas; las soldaduras son buenas y no destructivas. La tasa de aprobación de la prueba es alta. Nuestro Centro de soldadura de tuberías Luoyang Geely llevará a cabo actividades de capacitación en soldadura descendente de manera oportuna.
1. Preparación antes de soldar:
El montaje y posicionamiento de la soldadura de tubos de acero son la base para garantizar la calidad de la soldadura y una buena formación de la misma. El ángulo de bisel de un solo lado de la tubería es de 28°-32°, el espesor del borde romo es de 1,0-1,5 mm, el espacio a tope es de 1,2-2,0 mm, el error de margen máximo no es superior al 3‰ del exterior diámetro de la tubería y ≤ 2 mm. Requisitos La cara del extremo de la tubería debe cortarse suavemente sin grietas. La superficie de corte debe ser perpendicular al eje de la tubería y la desviación vertical no debe ser superior a 1,5 mm. Antes de soldar, utilice una amoladora angular y un cepillo de alambre eléctrico para eliminar el aceite, el óxido flotante, la humedad y el barro en ambos lados de la ranura. Arena, escoria, incrustaciones de óxido y otros residuos después del corte con gas, así como para procesar las rebabas en la ranura. Dentro de la ranura, haga que las superficies interior y exterior y ambos lados de la ranura sean más grandes que 10 mm expuestos al brillo metálico.
Cuando se utilizan varillas de soldadura recubiertas de celulosa E6010 (AWS) y E7010 (AWS) como imprimadores, la soldadura se puede realizar sin secar en buenas condiciones de embalaje y almacenamiento; de lo contrario, debe realizarse a 70 ℃ ~ Secado a 80 ℃ durante 0,5 ~ 1 h, el número de tiempos de secado repetidos en el electrodo no debe exceder dos veces.
Como parte de la soldadura formal, generalmente se requiere que la soldadura por puntos tenga una longitud de soldadura ≤ 20 mm, y ambos lados de la soldadura por puntos se rectifican en pendientes suaves para facilitar las uniones.
2. Materiales de soldadura
(1) Se fija celulosa para cubrir el electrodo.
El austriaco Böhler es un fabricante de tubos para varillas de soldadura de renombre mundial. A lo largo de los años, la empresa se ha comprometido a desarrollar y mejorar electrodos especiales para soldadura de tuberías, con una amplia gama de variedades y excelente calidad. La empresa tiene grandes mercados en Europa, Australia, Oriente Medio y China. Los electrodos de celulosa para soldar tuberías X60-X70 cuentan con FOXCEL85. Hay tuberías X80 soldadas FOXCELMOFOXBVD100. La American Lincoln Company es también uno de los fabricantes famosos de varillas de soldadura de celulosa. Sus varillas de soldadura equivalentes a AWSE6010, E7010G y E8010G también ocupan una proporción considerable en la construcción de tuberías nacionales.
Además, en los últimos años también han participado en la competencia en el mercado nacional la serie PIPEMASTER de tiras para soldar hacia abajo para tuberías producidas por la empresa Hebele, y las varillas de soldadura E6010 y E7010G producidas por la empresa sueca Issa.
2 Alambre de soldadura de núcleo sólido y alambre con núcleo fundente. Burroughs y Lincoln producen alambre sólido y con núcleo fundente para tuberías. En China, Lincoln posee la mayor proporción de alambre tubular para soldadura de tuberías. Los alambres de soldadura de núcleo sólido LN50, LN56 y LN70, la cubierta de alambre con núcleo fundente 71H/81B2H y los alambres de soldadura autoprotegidos NR207 y NR232 son adecuados para soldar acero para tuberías de diferentes niveles de resistencia.
3. Selección del proceso de soldadura:
A. Soldadura manual hacia abajo
En comparación con la soldadura aérea tradicional, la tecnología de soldadura aérea manual tiene una mejor calidad de soldadura y un arco fuerte. poder de soplado, alta rigidez, soldadura de una cara y formación de doble cara de la soldadura inferior, velocidad de fusión rápida de la varilla de soldadura y alta tasa de deposición. Ha sido ampliamente utilizado en la construcción de ingeniería de tuberías. Con la mejora continua de la presión de transmisión y la resistencia de las tuberías de acero de los oleoductos y gasoductos, la tecnología de soldadura manual hacia abajo ha experimentado el proceso de desarrollo de la soldadura hacia abajo de celulosa completa, la soldadura hacia abajo híbrida y la soldadura hacia abajo compuesta.
①Tecnología de soldadura descendente totalmente de celulosa
Los principales requisitos para las máquinas de soldadura a tope de soldadura descendente totalmente de celulosa son:
(1) Tiene características de caída pronunciada, sección A de la curva característica estática se aumenta correspondientemente.
(2) Cuando la corriente de empuje de resistencia externa surte efecto, su valor debe ser lo suficientemente grande.
(3) Aumente adecuadamente la curva característica estática y arrastre el punto de inflexión para lograr la transición de la gota, como se muestra en la Figura 1.
Los parámetros del proceso de soldadura descendente totalmente de fibra se muestran en la Tabla 1. La clave de este proceso es el requisito de soldar por una cara y formar por ambas caras durante la soldadura de raíz; en la posición de soldadura por encima de la cabeza, bajo la acción de la gravedad, la caída de las gotas fundidas y la adhesión del hierro fundido a la soldadura. se impiden las varillas. Las primeras soldaduras descendentes en China eran del tipo celulosa.
La soldadura híbrida descendente se refiere a la tecnología de soldadura manual descendente de soldadura de raíz de electrodo de celulosa, soldadura térmica, soldadura de llenado de electrodo con bajo contenido de hidrógeno y soldadura de cubierta en soldadura de ensamblaje in situ de tuberías de larga distancia. Se utiliza principalmente para soldar tuberías con tubos de acero de mayor calidad. El oleoducto Shaanxi-Beijing es el primer oleoducto de larga distancia de mi país construido utilizando tecnología de soldadura descendente y tubos de acero y materiales de soldadura importados.
A finales de la década de 1990, los tubos de pared grande se utilizaban ampliamente en oleoductos de larga distancia en las industrias nacionales y extranjeras del petróleo, el gas natural y la energía hidroeléctrica. En las tuberías de presión de la industria hidroeléctrica, el diámetro de la tubería es generalmente de más de 1 my el espesor de la pared es de 10 ~ 60 mm. En las zonas frías del norte de mi país, el espesor de las paredes de los oleoductos y gasoductos también ha alcanzado entre 10 y 24 mm. En comparación con la soldadura aérea tradicional, la soldadura aérea tiene las ventajas de un bajo aporte de calor, una penetración superficial y soldaduras delgadas. A medida que aumenta el espesor de la pared de los tubos de acero, el número de soldaduras también aumenta rápidamente y el tiempo de soldadura y la intensidad de la mano de obra también aumentan en consecuencia. Es difícil que la soldadura descendente simple aproveche al máximo sus características de velocidad de soldadura rápida y alta eficiencia. Los niveles de soldadura y la tabla de referencia del cordón de soldadura de tubos de acero soldados por arco manual con diferentes espesores de pared se muestran en la Tabla 3. La tecnología compuesta de soldadura descendente de soldadura de raíz, soldadura en caliente, soldadura aérea, soldadura de relleno y soldadura de cubierta puede aprovechar al máximo las ventajas de los dos métodos de soldadura para lograr alta calidad y eficiencia. Antes de que se aplicara la tecnología de soldadura descendente semiautomática con protección de gas a la construcción de tuberías, la tecnología de soldadura descendente compuesta se utilizaba principalmente para tuberías de paredes grandes. Por ejemplo, la tubería de acero utilizada en un proyecto de tubería de agua en un parque industrial mide 1400 mm × 14 mm y está hecha de Q235-A. Durante el proceso de soldadura, se utiliza el electrodo de celulosa J425G (E6010) para la soldadura de raíz y el electrodo ordinario E4303. para soldadura de relleno y soldadura de cubierta, haciendo que el número de capas de cordón de soldadura necesarias para la soldadura hacia abajo se reduzca de 7-8 capas a 4-5 capas, y el tiempo de soldadura se acorte. Por lo tanto, siguiendo la demanda del mercado, nuestro Luoyang Geely. Welded Pipe Center ha abierto una especialidad de soldadura descendente de celulosa: soldadura semiautomática con núcleo de soldadura autoprotegida. La soldadura descendente compuesta se refiere a un proceso de soldadura en el que la soldadura de raíz y la soldadura por calor utilizan el método de soldadura descendente, y la soldadura de relleno y la soldadura de cubierta utilizan el método de soldadura ascendente. Se utiliza principalmente para soldar tuberías con paredes de mayor espesor.
La aplicación de la tecnología de soldadura semiautomática en la construcción de tuberías en mi país se introdujo y desarrolló gradualmente en la década de 1990. Dado que la soldadura semiautomática tiene las ventajas de una alta eficiencia de producción, buena calidad de soldadura, buena economía y fácil de dominar, se ha desarrollado rápidamente desde su introducción en la construcción de tuberías en mi país.
La tecnología de soldadura descendente semiautomática se divide principalmente en dos modos de operación: soldadura descendente semiautomática con alambre tubular autoprotegido y soldadura descendente semiautomática con protección de gas activo. b. Soldadura semiautomática hacia abajo
1. Tecnología de soldadura semiautomática de autoprotección de alambre con núcleo fundente
El alambre con núcleo fundente es adecuado para soldar en varias posiciones y su continuidad. Es adecuado para procesos de producción automatizados. Los parámetros del proceso se muestran en la Tabla 4 (tomando como ejemplo la soldadura de tubos de acero X70).
Las principales ventajas de este proceso son:
(1) Buena calidad. Los defectos de soldadura suelen ocurrir en uniones soldadas. El número de uniones de soldadura manual hacia abajo para tubos de acero del mismo diámetro es mayor que el número de uniones de soldadura semiautomática. La soldadura semiautomática reduce la probabilidad de defectos. Los alambres de soldadura NR204 y NR207 de uso común son metales con bajo contenido de hidrógeno, mientras que la soldadura manual tradicional utiliza principalmente electrodos de celulosa. Por tanto, la soldadura semiautomática puede reducir el contenido de hidrógeno en la soldadura. Al mismo tiempo, la energía de entrada de la soldadura semiautomática es alta, lo que puede reducir la velocidad de enfriamiento de la soldadura, ayudar a que el hidrógeno escape y reducir y prevenir las grietas por frío.
(2) Alta eficiencia. El alambre tubular transforma el proceso de soldadura intermitente en un modo de producción continuo. La soldadura semiautomática tiene un gran volumen de depósito, menos pasadas que la soldadura manual y una tasa de disolución de 15 a 20 veces mayor que la de la soldadura manual hacia abajo de celulosa. La escoria de soldadura es fina y fácil de eliminar, lo que reduce el tiempo de limpieza de escoria entre capas.
(3) Bajo coste general. El equipo de soldadura semiautomática es versátil y se puede utilizar para soldadura semiautomática, soldadura por arco manual u otros métodos de soldadura. Tomemos como ejemplo la soldadura de tubos de acero con un espesor de 8,7 mm: la soldadura manual requiere al menos 3 grupos de soldadores, mientras que la soldadura semiautomática solo requiere 2 grupos de soldadores, lo que puede reducir el número de soldadores en al menos 2 y Reducir en consecuencia el número de soldadores y herramientas auxiliares. Al mismo tiempo, el alambre de soldadura con núcleo fundente tiene una alta tasa de utilización efectiva y una pequeña ranura de soldadura, lo que no solo ahorra la cantidad de metal de aportación, sino que también aumenta la velocidad de soldadura, y el costo total es solo la mitad del de soldadura por arco manual.
En la soldadura semiautomática STT CO2, la máquina de soldar está en modo de transición de cortocircuito. Durante un período de transición, la fuente de alimentación genera diferentes corrientes de soldadura según los diferentes valores de voltaje del arco. La soldadura protegida con gas CO2 es un método de soldadura económico y eficiente. La soldadura tradicional con CO2 de transición por cortocircuito no puede resolver fundamentalmente la contradicción entre las grandes salpicaduras de soldadura, el control de la profundidad de penetración y el conformado. La máquina de soldadura semiautomática de CO2 STT adopta tecnología de control de forma de onda para garantizar un proceso de soldadura estable, una formación de soldadura hermosa, poco impacto en los cambios en el alargamiento en seco, una reducción significativa de las salpicaduras y una menor intensidad de trabajo para los soldadores. 2. Tecnología de soldadura descendente semiautomática con protección de gas activo CO2.
La soldadura semiautomática de CO2 STT ha ampliado los campos de aplicación de la soldadura semiautomática de CO2 en la construcción de tuberías de larga distancia con su excelente rendimiento. La Oficina de Oleoductos y Gas Natural de China utilizó la tecnología de soldadura descendente semiautomática de CO2 STT para la soldadura del fondo del oleoducto por primera vez en el Proyecto de Desarrollo de Petróleo de Muglad en Sudán. El proceso de soldadura se muestra en la Tabla 6.
C. Soldadura descendente totalmente automática con protección de gas La soldadura semiautomática de CO2 STT y la soldadura semiautomática con alambre tubular autoprotegido son métodos de soldadura descendente semiautomáticos comúnmente utilizados en China y muestran buenos resultados. Perspectivas de aplicación en el campo de la soldadura de tuberías.
La tecnología de soldadura descendente automática con protección de gas para tuberías utiliza el arco entre el alambre de soldadura fusible y el metal de soldadura principal como soldadura por calor para fundir el alambre de soldadura y la tubería de acero, y suministra gas protector al área de soldadura para aislar el aire durante la soldadura Efectos nocivos, la soldadura se completa con una alimentación continua del alambre. Debido a que la protección de la zona de soldadura es simple, la zona de soldadura es fácil de observar, la eficiencia de producción es alta, el proceso de soldadura es relativamente simple, fácil de controlar y es fácil realizar soldadura en todas las posiciones.
4. Método de operación: este proceso puede realizar la operación simultánea de múltiples cabezales en todas las posiciones. La soldadura inferior se puede realizar desde el interior de la tubería o desde el exterior de la tubería. Cuando se suelda desde abajo, se puede utilizar soldadura aérea para evitar la penetración incompleta y el quemado, y facilitar la soldadura de un solo lado y el conformado de dos lados. Los parámetros de soldadura generalmente se ajustan en una consola o panel de control. Los principales parámetros de ajuste son: voltaje, velocidad de alimentación del alambre, velocidad de movimiento de cada cabezal de soldadura, frecuencia de giro, ancho de giro y tiempo de retardo de giro. Cabe señalar que, dado que los parámetros de soldadura de cada pasada son diferentes, los parámetros de soldadura de la soldadura completa deben aplicarse a la producción después de calificar la prueba de soldadura de acuerdo con las especificaciones de la tubería y las condiciones del sitio. La tecnología de soldadura automática con protección de gas para tuberías tiene las ventajas de una alta calidad de soldadura y una rápida velocidad de soldadura. Se ha promocionado en el extranjero, pero aún se encuentra en la etapa de promoción a nivel nacional.
La tecnología de soldadura descendente automática con protección de gas es la dirección de desarrollo de la tecnología de soldadura descendente para tuberías de larga distancia y gasoductos municipales en mi país.
(1) Soldadura de raíz:
La soldadura de raíz es la clave para la calidad de la soldadura de toda la unión de la tubería. Durante la operación, se requiere que el soldador comprenda correctamente el ángulo y el método de entrega de la barra de acero, y mantenga una velocidad de entrega constante de la barra de acero. Al soldar, un soldador inicia el arco desde las 12 en punto en la junta de la tubería hasta 10 mm y utiliza soldadura de arco corto como transportador lineal, pero también puede oscilar ligeramente, pero el movimiento debe ser pequeño y rápido, uniforme y estable. lograr "escuchar y ver" La unidad de "cabello" significa "escuchar" el sonido del "golpe" del arco que penetra la tubería de acero. Cuando se extingue el arco, se debe hacer un orificio de fusión debajo del baño fundido. El orificio de fusión debe ser más grande que el orificio de fusión durante la soldadura normal. Luego use una amoladora angular para pulir rápidamente el punto de cierre del arco en una pendiente suave de 15 ~. 20mm para facilitar el reencendido del arco. Durante la soldadura de raíz, es necesario retirar el dispositivo de centrado externo después de que la soldadura de raíz supere los 50°, pero al menos se debe retirar el soporte o soporte de contraparte una vez completada la soldadura de raíz.
(2) Soldadura por calor:
El intervalo de tiempo entre la soldadura por calor y la soldadura de raíz debe ser inferior a 5 minutos para mantener la soldadura a alta temperatura y mejorar las propiedades mecánicas de la soldadura. y evitar que se produzcan grietas. La velocidad de soldadura por calor debe ser rápida y el ángulo de la tira no debe ser demasiado grande para evitar quemar la soldadura de raíz.
(3) Soldadura de relleno:
La tercera y cuarta soldadura son soldadura de relleno. En trabajos específicos, la corriente de soldadura se puede aumentar adecuadamente de acuerdo con la altura de llenado, y la corriente de soldadura se puede oscilar ligeramente horizontalmente o en forma de media luna. Al igual que la soldadura en caliente, la soldadura superior debe pulirse con una amoladora angular antes de soldar para evitar defectos como inclusiones de escoria debido a una eliminación incompleta de la escoria. Además, un conocimiento razonable del ángulo de la varilla de soldadura y el control de la correspondiente longitud del arco son también los principales requisitos para evitar defectos.
(4) Soldadura de la cubierta:
La eliminación de escoria y el pulido antes de soldar la cubierta deberían ser beneficiosos para la soldadura de la cubierta. Al girar adecuadamente el electrodo cubierto, se pueden cubrir ambos lados de la zanja, superando así defectos tales como zanjas incompletas y socavaciones. Normalmente, el ancho de cobertura es consistente con las especificaciones y procesos relevantes. Los dos soldadores cooperan entre sí al cerrar el arco. Un soldador termina de soldar de 5 a 10 mm en la posición de las 6 en punto y luego apaga el arco.
Al soldar las capas de soldaduras mencionadas anteriormente, se debe tener en cuenta que las soldaduras no deben superponerse y deben escalonarse entre 20 y 30 mm, y utilizar una amoladora angular para limpiar las soldaduras de cada capa. Los resultados de la limpieza deberían ser beneficiosos para la calidad de la soldadura de la siguiente soldadura.
5. Inspección de soldadura:
(1) Requisitos de calidad de la superficie de soldadura:
Después de soldar, debe estar de acuerdo con SY/T4071-93 "Pipeline Soldadura hacia abajo "Regulaciones de procedimiento de soldadura" Eliminar escoria de soldadura, salpicaduras y otros residuos. La superficie de la soldadura debe estar libre de grietas, falta de fusión, poros, inclusiones de escoria y otros defectos, la profundidad del corte es ≤ 0,5 mm; la longitud del corte en ambos lados de cualquier soldadura de 300 mm de largo es ≤ 50 mm; la altura restante de la soldadura es de 0,5 a 2,0 mm, las partes individuales (la parte inferior del tubo a las 5 a 7 en punto) no superan los 3 mm, y la longitud no supera los 50 mm; el ancho de la soldadura debe ser entre 0,5 y 2,0 mm más ancho que cada lado de la ranura.
(2) Pruebas no destructivas:
Según SY4065-93 "Clasificación de calidad de la detección ultrasónica de fallas en soldaduras a tope de tuberías de acero para petróleo y gas" y SY4056-93 "Radiación de soldaduras a tope de oleoductos y gasoductos de acero "Fotografía y clasificación de calidad", se realizaron 100 detección de fallas por ultrasonidos y 100 detección de fallas radiográficas en las soldaduras, y las soldaduras se calificaron en el nivel II.
6. Análisis de defectos:
En la construcción con soldadura descendente, los principales tipos de defectos incluyen: penetración incompleta, fusión incompleta, abolladuras, inclusiones de escoria, poros, grietas y otros defectos. En las posiciones de soldadura vertical y aérea, hay más posibilidades de que se produzcan grietas y abolladuras, especialmente en la posición de soldadura aérea. Esto está estrechamente relacionado con la eliminación prematura del dispositivo de centrado externo después de la soldadura de posicionamiento inicial, las abolladuras son causadas por un soplado de arco insuficiente; La fuerza durante la soldadura de raíz, el hierro fundido es causada por la gravedad y tiene cierta relación con el nivel técnico del soldador, la falta de penetración y la falta de fusión están relacionadas principalmente con los bordes incorrectos del conjunto de tubos de acero y las fluctuaciones en el proceso de soldadura. Los parámetros, el nivel del operador, la elección del método de transporte de barras de acero y las prisas durante el trabajo en busca del éxito están relacionados. La eliminación de poros e inclusiones de escoria está relacionada con el medio ambiente, las especificaciones seleccionadas y el pretratamiento del metal base y los materiales de soldadura. La velocidad de enfriamiento de la soldadura tiene un mayor impacto en este defecto.
Una buena calidad de soldadura puede ahorrar materiales de soldadura y reducir la intensidad del trabajo de los trabajadores.