本文介绍了重庆市城口中坝子水电站不锈钢管制造和安装中采取的焊接工艺，埋弧焊是一种优质、高效、劳动条件好、焊后处理简单的焊接方法，应用此技术可以达到保证施工质量、降低工程成本、加快工程进度、减轻工人劳动强度的良好效果。

1工程概况

重庆市城口中坝子水电站坝址位于城口县北屏乡小竹溪沟口，水轮发电机组运行的最大水头231m、加权平均水头217.6m，额定水头210m、最小净水头197.5m。电站装机二台，电站总装机容量25MW。

2埋弧自动焊工艺

2.1焊接方法的选择

不锈钢管的纵缝、工厂内的环缝（变径管、弯管的环缝、加劲环等的角焊缝除外）均采用埋弧自动焊焊接，其它焊接采用手工电弧焊和CO 2气体保护焊。现场安装焊接采用手工电弧焊。压力不锈钢管的纵缝和环缝埋弧自动焊接，是在平焊位置施焊。钢板厚度44、46mm，埋弧焊坡口型式为X形、内壁a=50°、外壁a1=70°、P=4mm、b=0～0.5mm。这种坡口在反面气刨清根刨掉根层焊道后正反面熔敷金属相同，有效地减少角变形，钝边4mm不留间隙可不加焊剂垫焊接。

（1）焊前准备。①坡口尺寸不符合设计图时应进行补磨。焊前应打磨渗碳层，清除坡口面及坡口两侧异物，且露出金属光泽。间隙应尽量控制到零，若间隙＞1mm时，可能引起焊穿，可用手弧焊先打底，焊层厚度4～5mm。②埋弧焊选用逆变式自动焊机。焊条、焊剂烘焙制度为350℃×1h，烘干后的应放在100～150℃保温，随用随取。焊丝应保持干燥，无生锈污染现象。③定位焊缝、打底焊用手弧焊。定位焊缝位于不锈钢管的外侧。定位焊缝长度一般为100mm，间距为200mm，焊层厚度4～5mm。定位焊、打底焊要有持证焊工施焊。④埋弧纵缝两端设置引弧板和引出板，其材质、板厚、坡口尺寸应与正式焊缝引弧板和引出板的尺寸一般不小于100×100mm，与焊件的接头处应封底焊，以防烧穿。

（2）焊接工艺。①焊前预热温度50～75℃，层间温度50～200℃。预热宽度为焊缝中心两侧各150mm范围内，测温应位于被加热面的反面，距焊缝中心50mm处对称测量，纵缝不少于3对，环缝每隔一米测一对，不少于10对，20～30分钟测量一次。②采用多层多道焊，埋弧自动焊根层厚度5～6mm，后续焊层厚度4～5mm。焊接线能量控制在20～40kj/cm。③焊接参数：φ4.0mm焊丝焊接电流550～590A、电弧电压34～38V焊接速度35～39cm/min。④焊接过程中应对每一道的焊接线，能量进行测量和记录，具体施焊必须严格按照焊接工艺卡中的规范要求进行。⑤双面焊背缝用碳弧气刨清根。气刨清根时，应保持预热温度。气刨清根到根层焊道，清根后打磨修整刨槽，打磨面积大于90％。⑥埋弧焊的内、外环缝的起弧处应力求打磨不小于50mm的过渡区域。熄弧处应与起头的焊缝重叠40～50mm，环缝各层道间接头应错开100mm以上。⑦每条焊缝应连续焊完。如因故需中断焊接时，至少应焊三层以后，并要缓慢冷却。再开始焊接之前要重新进行预热。

（3）纵、环缝焊接方法。①纵、环缝焊接时不锈钢管放在无级调速焊接滚轮架上。用立柱焊接操作机施焊。在焊缝外侧两边贴上履带式加热板进行预热。达到预热温度后即可进行焊接。②纵缝内缝焊接时，焊丝对准在不锈钢管的6点位置平焊位施焊。外缝焊接时，焊丝对准在不锈钢管的12点位置平焊位施焊。不锈钢管不动焊机移动施焊。③环缝内缝施焊时，焊丝对中在6点逆焊接方向约30～40mm位置平焊位开始施焊。外侧焊接时焊丝对中在12点逆焊接方向约30～40mm位置开始施焊。

2.2焊缝的检验内容

（1）每道焊后焊工都应仔细检查、清理干净熔渣才能继续下一层焊接。全部焊接完后焊工应将焊缝表面清理干净。外观进行自检，合格后做上焊工代号。

（2）由专职焊接质检员进行焊缝外观三检查，表面不得有裂纹、夹渣、气孔、未焊满。纵缝焊接后，用规定样板检查纵缝处的弧度，其与样板的间隙应≤4mm。

（3）焊缝焊接24小时后进行无损检验，焊缝的探伤部位应由监理工程师指定。

一类焊缝：不锈钢管管壁纵缝、凑合节的纵缝和环缝。超声波探伤比例100％+射线探伤10％。或全部射线探伤50％。二类焊缝：不锈钢管管壁环缝，止推环对接焊缝。超声波探伤比例100％，超探不能准确判定时用射线复检5％。或全部射线探伤20％。

超声波探伤按GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》标准评定，一类焊缝BⅠ级合格，二类焊缝BⅡ级合格。

射线探伤按GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》标准评定，一类焊缝Ⅱ级合格，二类焊缝Ⅲ级合格。

2.3焊缝的返修

（1）焊缝表面有超标缺陷时，允许焊工自行修补，但表面有裂纹应及时的报告有关人员，不得擅自处理。

（2）焊缝内部缺陷和表面裂纹返修前应认真分析原因，制订切实可行返修方案，并经项目技术主管人员审批，方可补焊。

（3）焊缝同一部位返修次数不宜超过二次，第三次返修方案必须经项目技术负责人报请监理工程师批准后方可补焊，并将返修情况载入产品质量档案。

3结论

埋弧焊无弧光辐射，焊工的主要作用只是操作焊机，使埋弧自动焊成为电弧焊方法中操作条件最好的一种方法。

埋弧焊需依靠颗粒状焊剂覆盖电弧形成保护条件，只能适用于水平面俯位焊接。立焊、横焊虽有过研究，均因无显著效果而未得到广泛应用。

焊剂主要成分为MnO、SiO 2等金属、非金属氧化物，难以焊接铝、镁等氧化性强的金属及其合金。只适合于长焊缝焊接，短焊缝焊接的生产率还不及手工电弧焊。

焊剂的化学成分决定了埋弧焊的电弧弧柱电位梯度较大，电流小于100A时电弧稳定性较差，故不适宜焊接厚度1mm以下的薄板。