带压开孔工程焊接保护气体及焊剂

带压开孔工程焊接保护气体及焊剂

1.保护气体

长输管道带压开孔的自动焊接多采用二氧化碳气体保护焊和氧化性混合气体保护焊，即焊接短节时所用的气体为CO2、CO2+Ar或CO2+Ar+O2。其中惰性气体（如Ar）在熔化极气体保护焊中的作用是把电弧和熔化金属周围的空气排开，以免空气中的有害成分影响电弧的稳定性和液态金属被污染。其它非惰性气体（如CO2、O2）也能用来作为熔化极气体保护焊的保护气体。其前提是这些气体虽然能与被保护液体金属发生某些冶金反应，但在焊接过程中可以创造条件使这些反应的后果不至于造成对焊接短节形成危害。

如采用CO2作为保护气体，虽然在焊接过程中CO2在电弧的高温下分解出O2和CO，进而使Fe氧化生成FeO和可能导致气孔，但这一不良影响可通过在焊丝中加入适量的Si、Mn等脱氧元素来予以解决。研究发现，保护气体成分和流量对焊缝成型有一定的影响，成分和流量不同，焊缝中含氧不同，焊缝成型不同，缺陷几率也不同。如进行STT气体保护焊根焊时采用纯CO2作为保护气体且流量偏大时，因CO2分解吸热作用焊缝冷凝加快，铁水流动性变差，致使正面焊缝易形成山脊形，在随后的焊接过程中其凹陷处易导致未熔合、夹渣等缺陷，背面焊缝易导致假熔现象,这一问题在施焊环境温度较低和线能量较低时表现尤为突出。

此外，焊缝因快速冷凝易导致焊缝中气孔。若采用CO2+Ar混合气体如CO2(15～20%)＋Ar(85～80%)可改善铁水流动性，获得良好的焊缝成型，母材与焊缝过渡良好且焊缝中含氧量低，焊缝冲击韧性好。这一点在带压开孔焊接短节时选择保护气体成分和流量时应引以重视。

2.焊剂

带压开孔工程焊接时，选择焊剂时主要考虑焊剂的类型、焊剂与焊丝的匹配特性、焊剂的冶金性能和工艺性能。

此外焊剂的粒度、含水量、机械夹杂物、硫磷含量也应予以考虑。从改善焊缝金属韧性的角度考虑，可选择高碱度焊剂。但应注意，当碱度超过某一临界值时，再提高碱度则会导致焊缝韧性下降，这主要是因为对于管线钢焊接时，要求较高的焊接速度，特别是在厚板不开坡口、不留间隙的条件下，工艺性能恶化，焊缝表面出现气孔、麻点，焊缝中氧化物夹杂物明显增多，导致韧性下降。因此，合理选择焊剂，对提高焊缝韧性有重要意义。