手工电弧焊在采油厂油管设备中的应用

周卫红 夏虎 许积云

中国石油长庆油田分公司第八采油厂 陕西 西安 710016

摘要：油管设备在采油厂应用广泛，针对油管设备的诸多操作都与焊接密切相关，而手工电弧焊是最为合理的加工途径，特别是与油管设备连接的一些部件需要一定的承压、承重要求，因此如何保障焊接质量是油管设备应用成败的关键。基于此，本文以采油厂油管清洗设备的制造为例，就如何有效实现手工电弧焊并确保焊接质量所采取的措施进行了详细阐述。

关键词：手工电弧焊；焊接方法；焊接质量；油管设备

0前言

油管清洗生产设备在制造过程中，广泛采用手工电弧焊实现金属间连接，它主要是利用手工操作焊条进行焊接，操作时焊条与焊件分别连接电焊焊机的两个极，利用焊条与焊件之间产生的电弧热量融化焊件金属，冷却后形成焊缝，所需设备简单，操作方便灵活，特别适用于形状复杂、焊缝短小、弯曲，空间位置受限的多焊缝焊接，本文通过选择合理的焊接方法及工艺参数，确保清洗设备制造过程中的焊接质量，未清洗设备成功研制打好基础。

1油管清洗设备主要焊接形式

1.1平板对接平焊

焊缝处于水平位置，熔滴过度借助熔滴自重能够顺利进行，操作容易，允许采用较大电流。焊接时，焊条与焊接方向的夹角为70-80度，控制大小相同的熔池，有节奏地按锯齿形短弧连弧向前运条。

1.2仰位对接平焊

平板对接仰焊，焊缝在电弧上方，是各种焊接位置中最难焊的，它的熔池完全倒悬，熔滴容易坠落焊缝成形比较困难。因此，仰焊时必须使电弧尽可能短，并能始终保持焊条的不断送进。仰焊时焊条与焊件的夹角为80-85度，采用反月牙运条，摆动到两边要稍作停留，防止产生咬边。

1.3横位对接平焊

平板对接横焊，焊缝是在水平方向上的。焊接时熔滴和熔化的母材容易往下淌，所以容易产生咬边、焊瘤和未焊透等缺陷。所以焊接时要保持合适的焊条角度和运条方法，采用较小的焊接电流和短弧焊接。焊接时，焊条下倾角70-75度，与焊接方向的夹角为80-85度。

1.4平板对接立焊

平板对接立焊，焊缝是在垂直方向上的。与横焊一样，焊接时熔滴和熔化的母材容易往下淌，使焊缝成形不好看。所以焊接时，要保持合适的焊条角度和运条方法，采用较小的焊接电流短弧焊接，以促进熔滴过渡，保证焊缝成形。焊接时，焊条角度为70-80度，采用横向锯齿形向上运条，并保证焊条左右夹角相等。

1.5T型接头立角焊缝

T型接头立角焊缝焊接所采用的运条方法和操作要点与立焊基本相似，但焊缝两侧容易产生咬边，所以，焊接时弧长要短，在两侧稍作停留，并注意保持合适的焊条角度。焊条下倾角为65-75度，左右夹角为45度，采用三角形运条，焊接时步伐要一致，才能得到整齐、美观的焊道。

1.6T型接头平角焊缝

T型接头平角焊缝，最容易产生立板咬边、夹渣等缺陷，焊接时除正确选择焊接参数外，必须根据板厚调整焊条角度及电弧与立板间的水平距离，电弧应偏向厚板，使两板均匀受热，避免立板过热。焊条与水平夹角为80-85度，与焊接前进方向的夹角为65-80度。第一层采用直线运条，焊条可以直接压在焊脚上。第二层采用斜圆圈的运条方法，但要注意焊接第二层前一定要把第一层焊道清除干净，以防产生夹渣。

2焊接工艺及参数的最终确定

清洗设备需要焊接的工件多数由10mm厚钢板，配合槽钢、角钢、方钢等型材进行组合，因此我们采用E4303焊条，在焊件的对接上，我们采用了内外双层焊道的焊接方法，为保证焊接质量我们在焊接工艺确定了详细的参数：焊接前应用锉刀、钢丝刷等工具清除板件表面的铁锈、油污、氧化皮等杂质。当一层焊道焊接完成后，用敲渣锤和磨光机将焊道清理干净，防止焊渣存在焊缝中，形成夹渣等缺陷。焊条选用E4303焊条，要求焊条不能变质，焊芯不能生锈，药皮不得开裂和脱落，用前烘干150-200摄氏度，保温2小时，电焊机使用的奥太逆变电焊机。

2.1引弧

先将焊条前端对准焊件，然后依靠手腕扭转，使焊条在焊件表面上轻微划擦一下，焊条提起2-4mm，即在空气中产生电弧，引弧方法类似划火柴，比较容易掌握。

2.2运条

运条包括沿焊条轴线的送进、沿焊道轴线的移动和横向摆动。

（1）送进是指焊条沿焊条轴线向下进行的移动，在焊接过程中，由于焊条的熔化，会使电弧变长，为了维持电弧长度不变，要求焊条的送进速度与熔化速度保持一致。

（2）纵向前移是指焊条沿焊缝轴线方向向前移动，使熔化金属与熔化的母材溶合形成焊缝，也就是焊接的速度。它对焊缝质量、焊接效率有很大的影响，若焊接速度太快，电弧来不及熔化足够的焊接母材，使得焊缝很窄，或产生未焊透、溶合不良等缺陷；若焊接速度太慢，则会造成焊缝过高、过宽、外形不整齐等，产生过烧或烧穿缺陷，所以焊接过程必须保持焊接速度均匀，才能获得质量过关、外形美观的焊道。

（3）横向摆动是指焊条沿焊缝轴线垂直方向的运动，其摆幅决定焊缝的宽度，摆幅越大，焊缝越宽，焊接过程中要保持摆幅一致，才能获得宽度均匀、边缘整齐的焊缝。

运条要根据接头的形式、装配间隙、焊缝的位置、焊缝的宽度、焊条直径与性能、焊接电流的大小及焊工技术水平来合理运用，在实际操作中多采用锯齿形和月牙形运条方法。

2.3接头

接头动作发生在更换焊条时，接头时在收弧熔池后约10mm处引弧，引燃电弧后作横向锯齿形向前运条，待电弧达到收弧熔池前端时，电弧下压（约2S），并稍做摆动，后正常焊接，要想得到良好的接头，更换焊条速度要快，就是说不等到收弧熔池冷却就立即引弧焊接，这样不仅可以保证质量，而且焊道表面成型美观。

2.4收尾

收尾动作不仅是熄弧，还要填满弧坑，如果收尾时立即拉断电弧，会形成低于焊件表面的弧坑，过深的弧坑会使焊道收尾处强度减弱，并容易造成应力集中而产生弧坑裂纹，一般收尾方法有划圈收尾法、反复断弧收尾法和回焊收尾法，对于E4303焊条多采用反复断弧收尾法。

3焊接操作时的注意事项

手工焊条电弧焊虽然有许多优点，但由于采用手工操作，劳动强度大，而且焊缝质量与操作焊工技术水平密切相关，焊缝质量的好坏将直接影响着焊接产品的使用性能和安全程度。常见的焊缝缺陷有咬边、焊瘤、塌陷、烧穿、裂纹、未焊透、气孔和夹渣等，其中最危险的因素是裂纹，它严重影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性，裂纹除了降低焊接接头的强度外，还因裂纹末端有一个尖锐的缺口，将引起严重的应力集中，要防止裂纹出现应做好以下几点：首先要正确选用焊条的型号，使用前在烘干箱中烘干并保温2h，保证随用随取。第二在焊前应仔细清除坡口周围的水、油、锈等污物，减少氧化物的来源。第三焊接时选择合适的焊接规范，合理地安排焊接方向和焊接顺序，以减少焊接应力。最后焊条电弧焊时，一定要注意填满弧坑。

由于清洗装备采用的板材长度较大，焊接过程中还要避免焊接变形。焊接变形是焊件在焊接过程所产生变形，主要有收缩变形、角变形、弯曲变形和扭曲变形等。变形不仅影响结构的外形和尺寸，还会降低结构的承载能力。所以为了减小焊接变形要合理确定焊接顺序：1）在焊接板缝同时存在纵、横交叉的焊缝，应先焊端接缝后焊边接缝；2）焊缝长度超过1米以上，应采用分中对称焊法或跳焊法，对于较长焊缝操作焊工应该均匀分布，做到同步施焊；3）平、立、角焊同时存在时，应先焊立角焊，后焊平角焊，先焊短焊缝，后焊长焊缝；4）对接焊缝与角接焊缝同时存在时，先焊对接焊缝，后焊角接焊缝。

4结束语

手工电弧焊采用的各种焊接方法，无外乎平焊、立焊、横焊、仰焊、角焊等，不论采用何种方式，都是通过观察熔池的形状进行焊接，熔池的形状决定焊缝成形的质量，操作时通过改变焊条角度、焊接电流、焊接速度达到控制焊接质量的目的，在油管清洗设备制造过程中，采用的上述焊接方法，较好的保证了焊接质量，完成了油管清洗的工作任务，从而也证明了手工电弧焊是当下很多企业中不可缺少的重要工艺方法。

参考文献：

[1] 陈志军.浅谈钢构施工中的手工电弧焊[J].设备管理与维修.2019,11（02）:15-17.