李艷艷,王　振,王　仿（安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司,河南　安陽　455000）

論熱風(fēng)爐爐殼焊接方法對比

李艷艷,王振,王仿
（安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司,河南安陽455000）

摘要：本文通過三種焊接方法在實(shí)際施工中的對比，選擇出先進(jìn)焊接技術(shù)，先進(jìn)的焊接方法應(yīng)用在高爐熱風(fēng)爐爐殼的焊接過程中，其焊接質(zhì)量好，極大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了成本。

關(guān)鍵詞：高爐熱風(fēng)爐；氣電立焊；成本對比

0　前言

2014年隨著安鋼生產(chǎn)發(fā)展形勢的需要，1號高爐新建一座新1號熱風(fēng)爐，最高為37.836m，最大直徑為Φ11.26m，這項(xiàng)工程是工程技術(shù)分公司乃至安鋼集團(tuán)公司重中之重的工程，工程技術(shù)分公司第六安裝部有幸承擔(dān)了這項(xiàng)工作，這項(xiàng)工程對制造質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，尤其是焊縫焊接質(zhì)量要求非常高：100%超聲波無損檢測I級合格，我部對這項(xiàng)工程非常重視，并重點(diǎn)對焊接問題組織相關(guān)專業(yè)人員對焊接工藝進(jìn)行了大量研究、并制定焊接工藝規(guī)程。

1　焊接方法的說明

（1）手工電弧焊：是利用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。工藝特點(diǎn)：特點(diǎn)1）設(shè)備簡單。2）操作靈活方便。3）能進(jìn)行全位置焊接適合焊接多種材料。4）不足之處是生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)度大。5）對焊工的依賴性較高。

（2）CO2氣體保護(hù)焊，它是以二氧化碳?xì)鉃楸Ｗo(hù)氣體，進(jìn)行焊接的方法。其工藝特點(diǎn)：1） CO2焊穿透能力強(qiáng)，焊接電流密度大（100-300A/m2），變形小，生產(chǎn)效率比焊條電弧焊高1-3倍。2）CO2氣體便宜，焊前對工件的清理可以從簡，其焊接成本只有焊條電弧焊的40%-50%。3）焊縫抗銹能力強(qiáng)，含氫量低，冷裂紋傾向小。4）焊接過程中金屬飛濺較多，特別是當(dāng)工藝參數(shù)調(diào)節(jié)不匹配時(shí)，尤為嚴(yán)重。 5）不能焊接易氧化的金屬材料，抗風(fēng)能力差，野外作業(yè)時(shí)或漏天作業(yè)時(shí)，需要有防風(fēng)措施，在野外當(dāng)風(fēng)速達(dá)到2M/S時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)。 6）焊接弧光強(qiáng)，注意弧光輻射。熱風(fēng)爐的建設(shè)是在野外施工，其高度達(dá)30余米，時(shí)間在冬季，風(fēng)速大，對焊接質(zhì)量造成較大的影響。

（3）氣電立焊的能量密度比電渣焊高且更加集中，焊接技術(shù)卻基本相同。它利用類似于電渣焊所采用的水冷滑塊擋住熔融的金屬，使之強(qiáng)迫成形，以實(shí)現(xiàn)立向位置的焊接。通常采用外加單一氣體（如CO2 ）或混合氣體（如 Ar+O2 ）作保護(hù)氣體。它是一種全自動(dòng)控制上升系統(tǒng)配用專門的藥芯焊絲、以CO2氣體保護(hù) 進(jìn)行立向?qū)雍?，焊接垂直或接近垂直位置的焊接接頭。電弧軸線方向與焊縫熔深方向垂直，焊接時(shí)在焊縫的正面采用水冷銅滑塊，焊縫的背面采用水冷檔排(或襯墊)，藥芯焊絲送入焊件和檔塊形成的凹槽中，熔池四面受到約束，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面一次成形，是一種先進(jìn)高效的焊接技術(shù)。

2　3種焊接方法的對比

（1）新1號熱風(fēng)爐的板材較厚，一般為30mm左右，若立縫采用1和2的焊接方式，,坡口要求采用X型坡口型式，坡口面度數(shù)為30°左右，焊接工藝采用多層多道焊接一面，然后對背面清根、打磨后再對另一面進(jìn)行多層多道焊，每層每道焊接完后要注意融合情況并清理熔渣，受操作技能和環(huán)境的影響較大，焊后無損檢測合格率相對較低。

（2）若立縫采用3的焊接方式，坡口要求采用V型坡口型式,坡口面度數(shù)為20°左右，從開坡口工序上減少了一半工作量，并減少焊縫填充量，焊接可一次成型，減少了碳弧氣刨和打磨的工作量。

（3）例如板厚為30mm，長度為2米的熱風(fēng)爐爐殼單條立縫焊接，三種焊接方法的對比：

1）采用手工電弧焊：2個(gè)焊工，16個(gè)小時(shí)完成，填充金屬采用堿性焊條，堿性焊條的抗裂性較好，在焊縫清理不干凈或焊條不烘干時(shí)極易產(chǎn)生氣孔且起弧和收弧處易產(chǎn)生弧坑裂紋，焊接過程中焊接速度慢，焊接接頭多焊接速度比CO2氣體保護(hù)焊低2.5～3倍多，焊接過程的輔助時(shí)間相對較多。

2）采用CO2氣體保護(hù)焊，需2個(gè)焊工，10個(gè)小時(shí)完成，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，對焊接技能要求較高，且由于風(fēng)速的影響，對焊接質(zhì)量造成影響，超聲波檢測合格率相對較低，另需人員搭建防風(fēng)帆布，焊后對焊接飛濺的清理及不合格焊縫的返修等，增加了輔助工作量。

3）采用氣電立焊，焊縫可一次成型，不用碳弧氣刨清根和打磨，2個(gè)人工只需3個(gè)小時(shí)就能完成，焊縫質(zhì)量高且成型美觀，氣電立焊焊接坡口形式與傳統(tǒng)的手工焊接有所不同，屬于窄間隙。經(jīng)過實(shí)踐，超聲波檢測合格率可達(dá)98%以上。

3　無損檢測及力學(xué)性能對比

通過三種焊接方法的工藝評定報(bào)告作出對比：RT探傷內(nèi)部無超標(biāo)缺陷，II合格。力學(xué)性能數(shù)值為：手工電弧焊抗拉強(qiáng)度545Mpa CO2氣體保護(hù)焊抗拉強(qiáng)度：550Mpa氣電立焊抗拉強(qiáng)度：525Mpa.彎曲試驗(yàn)無開裂現(xiàn)象，全部合格。均符合高爐熱風(fēng)爐爐殼焊接工藝要求。

4　3種焊接方式成本對比

在實(shí)際工作中的焊接成本包括：人工費(fèi)：15元/小時(shí)，輔助人工費(fèi)：8元/小時(shí)材料費(fèi)：焊條E50155.8元/kg，ER50-68.5元/ kg、AT-YJEG50A30元/kg。

（1）手工電弧焊：人工費(fèi)2*16*15=480元材料費(fèi)：2*5*5.8=58元返修費(fèi)用：100元，輔材：20元。共658元。

（2）CO2氣體保護(hù)焊：人工費(fèi)2*10*15=300元材料費(fèi)：2*5*8.5=85元返修費(fèi)用：80元，輔材：20元。共450元。

（3）氣電立焊：人工費(fèi)2*3*15=90元材料費(fèi)：2*7.5*20=300元輔材：10元。共400元。

新1#號高爐熱風(fēng)爐爐殼立縫長度約為120余米。通過工藝對比采用氣電立焊焊接爐殼立縫爐殼，而且實(shí)踐證明采用該工藝，提高了野外施工的抗風(fēng)能力，保證了焊縫質(zhì)量，降低人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且效率高，焊接速度更是相對人工焊接提高了30多倍，為工程的質(zhì)量和工期提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì).焊接手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,第三版.

[2]勞動(dòng)和社會(huì)保障部.焊工[S].中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2003(05).

[3]郭智.氣電立焊技術(shù)在450m3高爐熱風(fēng)爐焊接上的應(yīng)用[J].甘肅冶金,2008,30(02).