1     下向焊工藝簡介

1．1         管口組裝

坡口角度為60⁰~70⁰，鈍邊為1~2mm，間隙為2~3mm，錯邊量≤1.5mm。坡口及坡口兩側(cè)100mm范圍內(nèi)應(yīng)清理干凈，20mm范圍內(nèi)應(yīng)見金屬光澤。

1．2  預(yù)熱

應(yīng)根據(jù)鋼材的淬硬傾向和環(huán)境溫度確定預(yù)熱溫度，一般預(yù)熱溫度為（100~150）⁰C。焊縫中心兩側(cè)100mm范圍內(nèi)應(yīng)達(dá)到要求預(yù)熱溫度，預(yù)熱時，應(yīng)緩慢地均勻加熱，力求預(yù)熱溫度一致。

1．3  焊接工藝參數(shù)

以7~8mm壁厚的鋼管為例，焊接參數(shù)見表1。

表1    焊接工藝參數(shù)

1．4  勞動組織

下向焊管道焊接一般采用流水作業(yè)法，及每位焊工只負(fù)責(zé)某一焊道的施焊。根據(jù)管徑大小每層焊道安排2~4名焊工。管徑不大于800mm的管口每層一般由兩名焊工同時對稱施焊，管徑在700~1000mm的管口可由三名焊工均勻施焊，直徑大于1000mm的管口每層應(yīng)有4名焊工均布施焊。根據(jù)管壁厚度確定焊接層數(shù)，通常每2mm壁后焊接一層。一條φ600×7mm的管道下向焊流水作業(yè)線，通常需根焊焊工2名，熱焊焊工2名，填充焊焊工2名，帽焊焊工2名，共需焊工8名。

2     焊接操作方法

下向焊焊接時焊條一般不擺動，主要靠控制焊條角度、電弧的移動速度、焊接電流的大小和電弧的長短來達(dá)到控制焊接熔池的目的。

2．1  打底焊焊接

第一層焊道稱為根焊，下向焊一般不進(jìn)行專門的定位焊，而是將根焊道一次焊成，如果說有定位焊縫，則整個焊道就是定位焊。焊道的焊接是保證焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵，焊道接頭的質(zhì)量，又是焊道的關(guān)鍵。應(yīng)盡量加快換焊條的速度，保證在熱態(tài)下接上接頭。對于管口最上部和最下部及其它原因造成的冷態(tài)接頭，應(yīng)將接頭處用砂輪機(jī)修成斜坡，以保證接頭處能夠完全焊透。焊接適應(yīng)保持正確的焊條角度。焊條角度見圖1。

2．2  根焊清渣

根焊清渣是保證下向焊焊接質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。由于下向焊焊速快，熔深淺，上層焊道存在的表面熔渣和表面缺陷很難被下層焊道熔化掉，所以清渣就顯得特別重要。要用砂輪機(jī)和電動鋼絲刷將焊道表面的熔渣及表面缺陷清理干凈。

2．3  熱焊焊接

根焊后的第二層焊道稱為熱焊。由于下向焊每層焊道較薄，又經(jīng)砂輪機(jī)清渣，所以焊道是很薄的。這就帶來兩個問題，一時如果熱焊道不能及時焊接，有可能造成根焊開裂；二是熱焊時易產(chǎn)生燒穿。下向焊根焊預(yù)熱焊的間隔時間不易超過5min，熱焊接頭應(yīng)與根焊接頭錯開。熱焊焊條角度見圖2。

2．4  熱焊道清渣

用電動鋼絲刷清渣，接頭處用砂輪機(jī)磨平。

2．5  填充焊焊接

熱焊后帽焊前的所有焊道均稱為填充焊。填充焊的目的是填滿焊接坡口。填充焊時應(yīng)做到兩點(diǎn)：一是保證焊道良好的熔合；二是應(yīng)有良好的成形，給焊接帽焊道打下良好的基礎(chǔ)，焊條角度見圖2。

2．6  清渣同熱焊

2．7  帽焊道的焊接

最后一層焊道稱為帽焊道。如果焊縫較寬時，焊條可作適當(dāng)?shù)臄[動，但擺幅不易過大。坡口過寬可焊兩道或多道。焊縫余高一般1~2mm為宜，兩邊坡口融合為0.5~2mm為宜。管口的上下兩個接頭是帽焊道難點(diǎn)，應(yīng)將接頭處用砂輪機(jī)修成斜坡，以利于接頭的焊接。焊條角度在很大程度上決定著焊縫的成形，焊時應(yīng)保持良好的焊條角度。焊條角度見圖2。

2．8  焊縫的外觀清理及檢查

焊縫焊完后應(yīng)用電動鋼絲刷將焊縫及兩側(cè)清理干凈，進(jìn)行外觀檢查，合格后做好焊縫標(biāo)記。

3     下向焊與上向焊比較

3．2  焊接生產(chǎn)率

由于相同壁厚的鋼管，下向焊時采用的焊條直徑、焊接電流和焊接速度均比上向焊要大得多，而焊縫寬度和余高則比上向焊要小，因此，焊接生產(chǎn)率比上向焊提高30%~50%。

3．3  焊條用量

因相同壁厚的管口，下向焊的組裝間隙比上向焊小1~2mm。所以下向含焊條用量比上向焊減少10%~20%。

3．4  焊接線能量

上向焊每層焊道厚度一般為3~4mm，而下向焊每層焊道厚度一般不超過2mm。雖然下向焊焊接電流要比上向焊大1/3~2/3，但下向焊的焊接速度通常是上向焊的2~3倍，所以下向焊的焊接線能量要比上向焊小。

3．5  焊縫質(zhì)量

3．5．1  焊縫成形

下向焊焊縫余高比上向焊小，從應(yīng)力集中角度和節(jié)省焊接材料上來說，下向焊比上向焊好。

3．5．2  焊縫缺陷

由于下向焊的操作難度比上向焊小，且每層焊道的厚度比上向焊薄，所以下向焊焊縫焊接缺陷少，一般不易產(chǎn)生尺寸較大的焊接缺陷。

3．5．3  焊縫組織和力學(xué)性能

由于采用多層多道焊，焊接速度快，焊接線能量小，焊縫結(jié)晶組織細(xì)小，力學(xué)性能好，焊縫熱影響區(qū)也較小，所以焊接接頭的綜合性能較上向焊好。

3．6  煙霧、飛濺和適用性

下向焊的飛濺和煙霧通常比上向焊大些，室內(nèi)焊接時應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)。下向焊一般只適用較大管徑（φ200）管道的焊接，且對管口的組裝質(zhì)量要求較高。