伯乐 焊接 说明书

序言
作为全球电弧焊接材料开发和生产的先驱供应商之一，伯乐焊接将在重大复杂焊接工程应用中作出突出贡献。

在油气运输日益增长和重要的今天，伯乐焊接也已积极投身于这个蓬勃发展的工业领域。

在不同气候条件和不同地形条件下得管道建设的需求激励着工程人员的创新步伐。

伯乐焊接与知名管道铺设公司一同面对挑战，并在倍受关注的纤维素焊条、药皮焊条、焊丝的强度及安全方面取得了世界领先的地位。

从陆上管道工程到驳船铺设海底曲折管道，全世界已有数万公里的管道使用伯乐焊材焊接。

选材指南
伯乐焊接：管线焊材3
焊材索引
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5
管道钢材对照表
伯乐焊接：管线焊材
使用纤维素焊条立向下焊，阿联酋
管道工程，芬兰
6
纤维素焊条选用指南
由于纤维素药皮焊条的用量少，焊接速度快，多年来已成功地用于世界各地管道建设中的环缝焊接。

应用范围钢材等级高达API 5L X 80的全部管道材料。

这种焊条的优点使其适用于根部焊道、填充焊道和盖面焊道的焊接。

在高电流强度且大焊速进行立向下焊时，可以使用较大直径的焊条。

尽管伯乐纤维素焊条设计使焊缝具有较高的完整性和抗冲击强度，但是由于焊缝熔敷后高含氢量可能对管壁厚度和冲击强度有限制性要求。

因此，为获得最佳的焊接质量，在设计焊接工艺时，对此应给于适当的考虑。

伯乐焊接：管线焊材7
根焊直流正接。

不允许重新烘干
不允许重新烘干
预热、层间温度及焊
根焊直流正接。

不允许重新烘干
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9伯乐焊接：管线焊材根焊直流正接。

不允许重新烘干
不允许重新烘干
预热、层间温度及焊
不允许重新烘干预热、层间温度及焊
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(3/64 - 1/16英寸)1/16 - 5/64英寸
(1/16英寸)
/64英寸 ≤20 mm (≤3/4
英寸)> 20 mm (> 3/4英寸)ø 2.5 mm (3/32")50 - 180 A ø 3.2 mm (1/8")80 - 100 A ø 4 mm (5/32")120 - 150 A
0204060801001201401601803268104140176212248284320356焊接技术预热和层间温度
为了防止氢致裂纹的产生，在管子施焊前进行预热处理并且在每层焊道之间保持一定层间温度是十分必要的。

考虑到实际施工条件下，各种不同因素的影响带来的困难。

我们推荐一般情况下预热到150℃（300°F ）是可行的。

这个温度满足壁厚范围直至25mm ，所用焊接金属等级直至E9010（FOX CEL 90）工况。

但当管子壁厚较小时应注意较低的预热和层间温度更为适合。

下图为随着管子壁厚和选用焊条种类的不同，应采用的最低的预热和层间温度。

最小值°C 最小值°F 壁厚(mm)510152025电焊机
纤维素药皮焊条只能在直流电进行焊接操作。

电焊机必须具有陡降特性和高空载电压。

在手弧焊的情况下，焊条与焊接熔池或接头表面之间的距离可能难以保持恒定，也就是说，电弧长度和电流强度将会变化。

使用具有陡降特性的电焊机就使这些变化减小到最低程度。

空载电压必须超过70伏，以便提供给组成焊条药皮的各种成分离解所需要的高电离能。

利用纤维素管道焊条进行焊接所用的发电机，其开路电压通常在80-100伏范围内。

这些要求见通常必须由电焊机予以满足，比如电焊机的型号和操作方式等，其详细内容也许会因制造厂不同而有所不同，但制造厂会提供说明。

直径大的焊条在焊接期间要求发电机比须输出高电流强度以及高电压。

推荐的焊接接头准备直线焊道或根部焊道的焊接技术焊接直线焊道或根部焊道时，应使用校准夹固定管子以便定位。

对于管径超过200mm （8英寸）的钢管，通常的实地焊接方式是在钢管两侧各有一个焊工进行焊接，即使三个或四个焊工也可同时工作，以便减小管子变形和保持均匀的间隙宽度。

在管径大于700mm （28英寸）的钢管或在不便站立的地面上进行根部焊道焊接时，要安排三至四名焊工进行操作。

对于要求完全熔透的这种最重要的焊接部分，用户应选择焊条直径、移动速度和电流强度匹配管径和管壁厚度。

对于管径不超过250mm （10英寸）和管壁厚度不超过8mm （5/16英寸）的钢管，我们推荐使用3.2mm （1/8英寸）直径的焊条。

对于管径和管壁厚度更大的钢管，我们推荐使用直径为4mm （5/32英寸）的焊条。

在垂直向下焊工艺中，应该把焊条固定，以便使其与焊接坡口表面保持良好的接触。

我们推荐的焊接方法是焊条接负极。

用户只有在完成钢管整个圆周的根部焊道的焊接工作后，才应拆除焊接校准夹，而在焊接管径较大的钢管时，只有在完成热焊道的焊接工作后，才应拆除焊接校准夹。

用户在实施热焊道的焊接时，不得移动钢管，以便避免产生裂缝的危险。

壁厚壁厚根部焊道(直线焊道)焊接直线焊道焊条直径：
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4 mm (5/32")
5 mm (3/16")
4 mm (5/32") 120 - 150 A
5 mm (3/16") 160 - 210 A 5.5 mm (7/32") 200 - 260 A
伯乐焊接：管线焊材
纤维素焊条
热焊道
填充焊道
盖面焊
直线焊道表面用旋转钢丝刷略为打磨，可防止侧面的溶渣夹杂（在X射线检验过程中作为"车迹"形式显示出来）。

对于焊接热焊道来说，用户要按接近与垂直的位置夹住焊条，使焊条连接到正极终端，用高电流强度进行焊接。

通常使用的焊条规格为：焊接电流强度150 - 180 A
焊接电流强度170 - 210 A
热焊道焊接
高电流强度引起的深熔。

将使所有的剩余溶渣夹杂物浮到表面，从而确保根部焊道得到彻底韧化。

热焊道应在直线焊道熔敷金属之后立即进行焊接，决不能超过10分钟。

这一点对于高强度钢种的管道钢管的焊接尤其重要，以避免母材中产生焊道下裂缝。

焊道应充分平坦，不存在焊道咬边和熔渣夹杂物，焊条应以略为迂回或步进的方式移动，尤其在钟面上12-2点、12-10点、4-6点和8-6点的位置。

对于其它所有部位的焊接，我们推荐波形前进的焊接方式。

在每道焊接之后使用旋转钢丝刷小心地去熔。

焊条直径的选择取决于钢管的管径和管壁厚度。

填充焊道接正（+）极焊时推荐的焊条直径和电流强度：垂直下向焊将会因钢管焊接部位不同而形成厚度不等的焊道。

因此，在焊接盖面焊之前，对管道上那些厚度需要调整的部位，进行填充是十分必要的。

填充焊时需要相对较快的移动速度焊接部位通常如钟面上2-4点和10-8点的位置。

焊道以焊条微小波形前进的方式进行焊接。

焊缝搭接坡口边缘的宽度不得超过1.5mm （1/6英寸）。

如果焊道涂敷正确，焊缝余高约为1~2mm （1/16英寸）。

对于这种焊道，焊条直径通常为5mm （3/16英寸），焊接电流强度略低于填充焊道焊接的电流强度（150~200A ），以免产生密集气孔。

在盖面焊中，密集气孔通常是由于焊接熔敷填充焊和盖面焊
组合焊接技术及同种焊条焊接
尚未通过热焊回火的根部焊道焊接熔敷金属具有的强度100~150N/mm 2（（大约18000磅/英寸2）可能高于最终接头强度。

焊接过程中若不受控制的管线移动，直线焊缝缺口敏感性轮廓将导致它在热焊道熔敷之前就已经产生机械裂纹。

我们推荐的避免这种可能的优异组合焊接技术已成功地实地应用多年。

组合焊接技术包括对高含碳量、高强度的焊材，用母
材底一级强度的焊条进行直线焊，焊接具有良好的延展性（FOX CEL ）。

相对软而韧的直线焊道在其焊接时和在涂敷热焊道之前，将会更好地吸收各种机械压力。

组合焊接技术尤其是应用与含碳量高的钢种，是极其令人满意的。

尽管用于直线焊道的焊条强度较低，但是由于母材稀释大约50%，使其强度得到了补充。

然而在焊接低碳，脱氧珠光体钢种时，根部焊道的高度稀释将降低这部分接头的强度，对于薄壁管，直线焊道截面占整个焊道截面的比例要比厚壁管高，这使得整个焊道截面的强度进一步减小。

因此，我们建议，由脱氧珠光体钢种(含碳量低于0.10%)制成的壁厚在10mm (13/32英寸)以下的钢管，从直线焊道到盖面焊道，所有焊道的焊接都采用一种焊条。

这种焊条的机械性能应当与母材的机械性能相当。

贮存
纤维素焊条的药皮具有较高的含水量，这是保持该焊条的焊接特性和熔敷金属的机械性能所必不可少的。

在敞开、未得到保护的贮存条件下，空气湿度/温度可在很大程度上减少或增加焊条的含水量，因此，BOEHLER 纤维素焊条被封装在听罐内。

焊条应保存在密闭的贮存条件下，应避免受到阳光长期照射和温度的大幅度变化，一旦一听焊条被打开，听内所装焊条就应尽可能及时用光。

不允许使焊条重新烘干后再使用。

焊接技术
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纤维素焊条
伯乐焊接：管线焊材
1
4
BTC(巴库...第比利斯...杰伊汉)原油管道工程阿塞拜疆，格鲁吉亚，土耳其2004
碱性药皮焊条选用指南
碱性药皮立向下用焊条具有良好的机械和工艺性能以及低氢含量（HD<5mL/100g）。

用于填充焊道和盖面焊道的焊接时，它要比纤维素焊条更适用，而焊接根部焊道是不经济的。

因此我们建议，根部焊道和热焊道使用纤维素药皮焊条进行焊接，而填充焊道和盖面焊道使用碱性立向下焊条进行焊接。

低氢立向下焊条用于焊接接头，和API X 80或X 100等钢种以及有高冲击强度要求的接头。

其应用范围还包括在一些技术规范指明不允许使用纤维素药皮焊条的地方：如地面安装（AGI）和管道敷设工作（例如地面起伏地区）。

15伯乐焊接：管线焊材
如需要，可重新烘干：300~350℃，至少
请用户注意我们
的建议。

如需要，可重新烘干：300~350℃，至少
请用户注意我们
的建议。

如需要，可重新烘干：300~350℃，至少
请用户注意我们
的建议。

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如需要，可重新烘干：300~350℃，至少时。

推荐层间温度如需要，可重新烘干：300~350℃，至少时。

推荐层间温度如需要，可重新烘干：300~350℃，至少时。

推荐层间温度伯乐焊接：管线焊材
(5/64 - 1/8 英寸)(
3
/
6
4
英
寸
)
(5/64 - 1/8 英寸)
)
≤20 mm (≤3/4 英寸)≤20 mm (≤3/4
英寸)
(英寸)
0.10
0.20
1025
1
25/32
19/32
3/8
3/16
含
碳
量
(
%
)
焊接技术
焊道层间温度
焊道层间温度影响熔敷金属在凝固和冷却期间发生的金相过程，从而在一定程度上也影响焊接金属的机械性能。

因此我们通常推荐，在整个焊接期间将焊道层间温度应保持在100℃+30℃（210°F+86°F）。

预热
利用含氢量较低的碱性药皮焊条进行焊接时，其产生氢致裂纹的危险性低于纤维素焊条。

我们推荐焊接时预热到大约100℃（210°F），尤其是那些易于硬化的厚壁钢管。

右图给出我们推荐预热后进行焊接的情况。

电焊机
对于管道施工中管道环焊缝的焊接，碱性药皮焊条垂直下向焊时只能接直流正极性。

实地焊接经验已经表明，通常在管道建设中用于焊接纤维素药皮焊条的电焊机也适用于焊接碱性药皮垂直下向焊条。

电焊机必须具有电压徒降特性和高空载电压。

壁厚壁厚
壁厚
预热取决于管壁厚度和碳含量推荐的焊接接头准备
18
19
204060 80100120140160-60-40-20+0
+20 0
140
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
2.0 2.2
2.4 2.6160180200220
240
伯乐焊接：管线焊材
碱性药皮焊条
在要求超高韧性、极端气候条件、厚壁钢管（≥25mm/≥1英寸）如着陆管段或最高强度钢种StE5500.7TM/X80，X100的情况下就会需要使用低氢垂直下向焊条。

伯乐公司提供四种不同的碱性药皮焊条，匹配所有重要的要求，其中包括实地焊接大口径管道在实用性和经济方面的要求。

冲击强度比较
使用纤维素药皮焊条
和碱性药皮焊条的组合焊接技术
图一表明的是垂直下向焊接头的冲击强度，从图中可见"碱性药皮焊料熔敷金属"的韧性更好。

事实证明我公司新一代纤维素药皮焊条FOX CEL85 (E8010-P1)的焊接金属韧性已经大大提高。

图二给出用碱性药皮垂直下向焊条焊接填充焊道和盖面焊焊道时极好的经济效益。

由于碱性药皮中的铁粉含量高和用高电流进行焊接的能力，4mm （5/32英寸）直径的低含氢量垂直下向焊
其涂敷速率大体上与5.5mm （7/32英寸）直径纤维素焊条相同。

因此，焊接填充焊道和盖面焊道所需要的时间，与用纤维素或碱性药皮垂直下向焊条焊接所需的时间差不多。

然而，使用碱性药皮垂直下向焊条焊接根部焊道会增加费用。

因此，根据我们丰富的经验而建议：使用纤维素药皮焊条焊接根部焊道和热焊道，而使用碱性药皮垂直下向焊条焊接填充焊道和盖面焊道。

这样就可以在管缝处实现高经济性与高机械-技术性能的结合。

采用这种组合焊接技术进行焊接已经获得了大量经验，也取得了积极的效果。

如果您需要更为详细的资料，请与我公司技术部门进行联系。

图一
实验温度°C
焊接电流强度 A
图二
摆锤式V 型缺口冲击︵焦耳︶
熔敷率︵千克 小时︶
ø 3.2 mm (1/8") 110 - 160 A ø 4 mm (5/32") 180 - 210 A ø 4.5 mm (3/16")
200 - 240 A
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焊接技术
直线焊道或根部焊道
如果根焊不允许采用纤维素焊条，所有等级的管道用钢材都能用BOEHLER FOX BVD RP 进行焊接。

通常的实地焊接方式是同时要有2个或多个焊工一起工作，以便减小钢管变形和保持均匀的间隙宽度。

推荐的焊条直径为2.5mm （2/32英寸），或在焊接厚壁管道
时，推荐使用的焊条直径是3.2mm （1/8英寸）。

焊接时，保持焊条与坡口表面直接接触。

端部焊口应进行打磨。

为了避免熔渣粘度变化且保持对熔渣的极好控制，坡口表面必须无水垢或铁锈等异物。

为了防止焊缝产生任何密集气体，在焊接期间，必须
避免形成"锁孔"。

焊接电流强度过高就会引起这一问题。

一个焊工决不能同时在6点钟位置两侧焊接根部焊道。

焊道在7点钟位置附近应终止。

我们推荐要以短弧操作焊条，通过打磨除去每一焊道的熔渣。

在用碱性药皮焊条焊接随后各层的焊道时，干净的无焊渣焊道会对熔渣控制起到极好的作用。

填充焊道
这些焊道用直径为3.2mm ，4mm ，4.5mm 的焊条进行焊接，取决于钢板厚度，最好选用直径为4mm 的焊条进行焊接。

焊接电流强度高，就能确保焊接时充分熔透，和令人满意的经济焊接过程。

避免在无波动的情况下进行焊接，因为这种情况将会引起熔渣液体的移动速度快于焊条的移动速度，使电弧短路相当长的时间，并使焊条粘着。

这样不利于脱氧过程，并易产生密集气孔。

具有实践经验的焊工懂得调整焊条摆
动幅度和焊接速度，还要考虑熔渣的流动情况。

在仰焊时，焊缝的宽度受操作者控制。

对于焊接厚壁钢管来说，我们建议两侧对称地熔敷2~3层焊道，在涂敷新一层焊道之前清除掉全部熔渣。

ø 3.2 mm (1/8") 110 - 160 A
ø 4 mm (5/32")
180 - 210 A
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碱性药皮焊条
如果残余熔渣被新的焊道覆盖，尤其在3点钟位置，全部熔渣液体就会在电弧前流动。

保持尽可能短的电弧。

为了避免任何硬化峰，我们建议，最后一层填充焊道应与钢管表面齐平，以便接头焊接准备的边缘能被熔化。

这样就能确保熔敷盖面焊道时使受热影响区得到回火。

盖面
管道盖面焊道是采用微小摆动的焊接技术熔敷金属的，其最大摆动宽度为焊条直径的两倍数。

推荐电流：
碱性药皮焊条的贮存和重新烘干规则
已经贮存在密封听罐内的焊条不必重新烘干。

听罐一被打开，未用完的焊条应尽量保存在装它的密闭的焊条容器内，直至用于焊接。

从未密封破损听罐内取出的焊条或已在敞开贮存条件下保存几个小时的那些焊条应在300~350℃（570~660°F ）温度下至少重新烘干2小时，最长烘干时间为10小时。

在空气相对湿度高于70%的情况下，我们推荐，在使用焊条之前采用加热容器，将其温度保持在100~200℃（210~400°F ）。

伯乐焊接：管线焊材
焊接技术-碱性药皮焊条
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X-70输气管道，马来西亚
伯乐焊接：管线焊材
立向上用碱性药皮焊条选用指南
相对于使用纤维素药皮立向下焊条根焊，使用碱性药皮立向上焊条焊接速度要降低60~70%。

但新产品的开发显示其在焊接接头时具有经济优势。

BOHLER FOX EV Pipe 系列产品在全位置焊具有明显优势：
4.0mm直径的产品可用于壁厚大于等于12mm的焊接
相对于标准的E7018产品，具有更好且更简
易的操作性
盖面焊具明显的经济优势
相对E7018焊条减少了打磨工作
除以上优点外，该系列产品具有高机械载荷能力、熔敷金属氢含量低、过渡性能好、高韧性、高抗拉伸等特性。

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立向上焊碱性药皮焊条
根焊直流正接。

预热及层间温度取决于
根焊直流正接。

预热及层间温度取决于
母材要求。

最佳坡口间
根焊直流正接。

预热及层间温度取决于
25
伯乐焊接：管线焊材
26
伯乐管线用焊丝特为满足横穿国家的半自动与自动根焊、热焊道、填充和盖面焊道的需要而设计。

焊丝具有良好的机械性能，脱渣能力优异，细腻的焊缝外观适用于自API 5L X42至X80的管道焊接。

自动焊实芯焊丝选用指南
保护气体：
Ar + 5~25%CO
100%CO2
保护气体：
Ar + 15~25%CO
Ar+0~5%CO2
100%CO2
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保护气体：
Ar + 15~25%CO Ar+0~5%CO2 100%CO2
无保护气体。

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其它管线焊材
伯乐焊接：管线焊材29
伯乐自保护药芯焊丝在工程现场
忠武线施工现场
30
有关我公司产品特性和应用详细资料供用户参考。

相关机
械性能数据还与应用标准中的焊接熔敷金属有关。

在焊缝区，
焊接金属性能受母材、焊接位置和各种焊接参数影响。

关于具
体应用类型的保证，在每种情况下都需要一份无保留的书面协
议。

如有更改，恕不另行通知。

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B S G A 03/2008
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