Die meisten Wärmeleitungen mit großem Durchmesser bestehen heute aus spiralförmigen Rohren aus kohlenstoffarmem Stahl. Die allgemeine Anforderung lautet: Bei der Schweißnahtprüfung von Dreh- und Festschweißnähten muss die Stichprobe mindestens Qualitätsstufe II erreichen. Der Ablauf wird im Folgenden erläutert:
Zunächst die Vorbereitung vor dem Schweißen von Stahlrohren mit großem Durchmesser
Das Stahlrohr besteht aus Q235-Stahl und hat die Spezifikation 820 mm × 10 mm spiralgeschweißtes Rohr. Verwenden Sie ein Wechselstrom-Schweißgerät ZX7-500 und Schweißelektroden E4303. Vor Gebrauch 1 Stunde bei 150 °C trocknen lassen. Vor dem Schweißen die Oberfläche des 60 mm breiten Rohrs beidseitig der Nut von Schmutz, Öl, Rost, Feuchtigkeit usw. befreien, um den metallischen Glanz freizulegen.
Zweitens, Schweißen von rotierenden Stahlrohrverbindungen
1. Gruppierung und Positionierung: Die Gruppierung und Positionierung beim Schweißen von Stahlrohrverbindungen ist entscheidend für die Schweißqualität und eine gute Rückformung der Verbindungen. Sind die Nahtform, der Gruppierungsabstand und die Kantenabmessungen nicht optimal, können Fehler wie Einbuchtungen, Schweißnahtknötchen und unvollständiger Durchschweißung auftreten. Beim Positionierungsschweißen werden je nach Gegebenheit der Stahlrohrverbindung 8 bis 10 Positionierungsplatten (200 mm × 80 mm × 10 mm) gleichmäßig um das Rohr verteilt, der Gruppierungsabstand beträgt 4 mm. Die Konzentrizität der Rohre muss gewährleistet sein, die Fehlausrichtung darf 1,5 mm nicht überschreiten. Die Positionierungsplatten sollten in der gleichen Richtung wie die Kehlnaht der Rohrplatte geschweißt werden, um die Demontage zu erleichtern.
2. Schweißen der Grundlage. Dies erfolgt durch einseitiges Lichtbogenschweißen mit beidseitiger Formgebung. Verwenden Sie eine Schweißelektrode mit 3,2 mm Durchmesser und schweißen Sie im Lichtbogenunterbrechungsverfahren. Der Schweißstrom beträgt 115–125 A. Beim Schweißen ist das Prinzip „Lichtbogenzündung in der Mitte, Lichtbogenlöschung rechts“ strikt zu befolgen (d. h., nachdem der Lichtbogen in der Mitte der Nut gezündet wurde, schwenkt die Elektrode schnell horizontal nach links, dann zurück nach rechts und löscht den Lichtbogen nach unten). Jeder dieser Schritte wird im Abstand von ca. 1,5 Sekunden wiederholt. Während des Schweißvorgangs wird die Schweißposition durch Drehen des Rohrverbindungsstücks optimiert. Dies erfolgt stets zwischen 8:30 und 10:30 Uhr (4:30 und 2:30 Uhr) der Stahlrohrverbindung. Die Positionierplatten werden während des Schweißvorgangs nacheinander entfernt.
3. Schweißen der Zusatzschicht. Verwenden Sie weiterhin einen Schweißdraht mit einem Durchmesser von 3,2 mm, einen Schweißstrom von 115–130 A und kontinuierliches Lichtbogenschweißen. Entfernen Sie vor dem Schweißen die Schweißschlacke von der Grundschicht und halten Sie die Schweißposition durch Drehen des Rohrverbindungsstücks zwischen 9 und 11 Uhr (3 und 1 Uhr). Beim Schweißen wird der Schweißdraht in Form einer „8“ geführt, wobei an den Rändern etwas langsamer und in der Mitte schneller geschweißt wird. Dadurch wird eine ebene Schweißnaht der Füllschicht erzielt und die Bildung tiefer Rillen (Winkel) an den Seiten der Nut verhindert, wodurch Fehler wie Schlackeneinschlüsse zwischen den Schichten vermieden werden. Der Schweißlichtbogen sollte kurz sein und der Schweißdraht gleichmäßig geführt werden, um die Temperatur des Schmelzbades zu erhöhen und Schlacke sowie Poren der vorherigen Schweißnaht wieder aufzuschmelzen. Dies verhindert ebenfalls Fehler wie Schlackeneinschlüsse und Poren und fördert das Schweißen der Deckschicht. Die Oberseite der Schweißnaht der Füllschicht muss 0,5–1,5 mm tiefer liegen als die Rohroberfläche, und die Nutkontur muss erhalten bleiben.
4. Decklage schweißen. Verwenden Sie einen Schweißdraht mit 4 mm Durchmesser und einen Schweißstrom von 150–160 A. Der Schweißvorgang entspricht dem der Fülllage. Führen Sie den Schweißdraht gleichmäßig, um eine saubere Schweißnaht zu erzielen. Die Decklage sollte an beiden Seiten 2 mm über den Rand der Nut hinausragen, und die Überstandhöhe sollte ebenfalls ca. 2 mm betragen.
5. Schweißen der unteren Lage. Bei der Rückseite mit unzureichender Formgebung oder technischen Anforderungen wird mit einem 4-mm-Schweißdraht und einem Schweißstrom von 160–180 A die Schweißnaht im Rohrinneren aufgeschmolzen und eine Bodenschweißung durchgeführt. Dadurch werden eine gleichmäßige Breite und Höhe der Schweißnaht im Rohrinneren, eine ansprechende Formgebung und ein glatter Übergang erzielt. Fehler wie Vertiefungen, Schweißnahtknötchen und Lunker an der Schweißnaht im Rohrinneren werden beseitigt und die technischen Anforderungen der Zeichnung erfüllt.
Drittens das Schweißen von festen Stahlrohrverbindungen
Die Nutform der festen Stahlrohrverbindung entspricht im Wesentlichen derjenigen der rotierenden Stahlrohrverbindung. Der Unterschied besteht darin, dass der Lichtbogen bei dieser Verbindung rechts oben erlischt, sodass links und rechts abwechselnd unterbrochener Lichtbogen geschweißt wird. Der Lichtbogen kann bis zu einer Länge von 12 Punkten und 10 mm erlöschen. Während des Schweißvorgangs darf die Schweißgeschwindigkeit nicht zu hoch sein, da dies die Formgebung im Rohrinneren beeinträchtigt und zu Fehlern wie Schlackeneinschlüssen und Lunker führen kann. Beim Wechseln der Schweißelektrodenverbindung erfolgt die gleiche Vorgehensweise wie beim Schweißen rotierender Rohre. Die korrekte Anwendung des Elektrodenwinkels und die Beherrschung der Lichtbogenlänge sind entscheidend für die Schweißqualität. Die Elektrodenwinkel der Grund-, Füll- und Decklage sind im Wesentlichen gleich, die Lichtbogenlänge und die Elektrodenzufuhr jedoch unterschiedlich. Die Form des Schmelzbades wird hauptsächlich durch die Lichtbogenlänge und die Elektrodenzufuhr bestimmt. Das Schweißen des Rohres erfolgt in zwei Halbkreisen, wobei der Lichtbogenbeginn und der Lichtbogenendpunkt 10 mm vor dem Mittelpunkt des Halbkreises des Rohres gewählt werden.
1. Betriebsverfahren der Basisschicht
① Schweißen der ersten Hälfte der Stahlrohrverbindung: Verwenden Sie einen Schweißdraht mit 3,2 mm Durchmesser und einen Schweißstrom von 115–125 A. Heizen Sie beim Schweißen zunächst den Startpunkt (10 mm vor 6 Uhr) mit einem langen Lichtbogen vor. Sobald sich schweißartiges, flüssiges Eisen in der Nut bildet, senken Sie den Lichtbogen schnell ab, indem Sie ihn zunächst horizontal von rechts nach links und dann von links nach rechts schwenken und den Lichtbogen nach unten löschen, um das erste Schmelzbad zu bilden. Beim erneuten Zünden des Lichtbogens muss dieser an der Innenkante der Nut ausgerichtet und der Schweißdraht so weit wie möglich nach oben geschoben werden, um eine Delle an der Rohrrückseite zu vermeiden und den Lichtbogen vollständig auf die Rohrwand aufzubringen. Im Bereich von 3 bis 1 Uhr bzw. 9 bis 11 Uhr wird vertikal geschweißt und die Schweißposition erhöht. Die Lichtbogenlänge sollte auf 2–3 mm (gemessen von der Innenfläche der Nut) eingestellt werden, da sonst große Schweißfehler in der Rohrwand entstehen. Im Bereich von 11 bis 12 Uhr (bzw. von 1 bis 12 Uhr) wird nahezu flach geschweißt. Hierbei wird abwechselnd links und rechts der Lichtbogen unterbrochen. Das heißt, der Lichtbogen wird zuerst auf der linken Seite gezündet. Sobald die linke Nut verschmolzen ist, wird der Lichtbogen links oben gelöscht. Anschließend wird der Lichtbogen auf der rechten Seite gezündet. Sobald die rechte Nut verschmolzen ist, wird der Lichtbogen rechts ebenfalls gelöscht. Die Größe des Schmelzlochs sollte möglichst gleich bleiben (optimalerweise ca. 2 mm auf beiden Seiten der Nut). Die Elektrodenneigung entspricht der beim Vertikalschweißen (80°–85° nach unten). Beim Elektrodenwechsel ist hohe Geschwindigkeit erforderlich. Zuerst den Lichtbogen zum Vorwärmen des Rohrs verlängern. Sobald sich Kondenswasser im Schmelzbad bildet, den Lichtbogen zum Schweißen schnell absenken. Wenn die Elektrode die Mitte der Schweißnaht erreicht hat, den Lichtbogen bewusst nach innen drücken und etwa 2 Sekunden lang halten. Nach dem „Puff“-Geräusch den normalen Schweißvorgang fortsetzen. Dadurch lassen sich Fehler wie Poren oder unsaubere Verbindungen an der Stahlrohrverbindung effektiv vermeiden. Beim Abdichten der Verbindung sind zwei Punkte besonders zu beachten: Die Anfangsnaht der Umfangsnaht sollte abgeschrägt werden; eine weitere Verbindung im Abstand von ca. 20 mm zur abgedichteten Verbindung sollte vermieden werden.
② Schweißen der zweiten Hälfte des Kreises: Vor dem Schweißen die beiden Enden der ersten Hälfte der Schweißnaht mit einer Handschleifscheibe leicht abrunden und jeweils 5–10 mm am Anfang und Ende abschleifen, ohne die Kante der Schweißnaht zu beschädigen. Der Schweißvorgang entspricht dem der ersten Hälfte. Wichtig: Sobald die zweite Hälfte der Schweißnaht ca. 10 mm vom Ende der ersten Hälfte entfernt ist und die Schweißnaht geschlossen ist, darf der Lichtbogen nicht erneut gelöscht werden. Beim Schließen der Schweißnaht die Elektrode leicht andrücken. Sobald ein klapperndes Geräusch zu hören ist, ist die Wurzel durchgeschmolzen und der Kopf verbunden. Der Lichtbogen darf in diesem Moment nicht gelöscht werden. Die Elektrode an der Verbindungsstelle hin und her bewegen, um die Schweißzeit zu verlängern und das flüssige Eisen vollständig zu verteilen. Dadurch wird eine vollständige Verschmelzung der Schweißnaht und die Bildung von Lunkerbildung verhindert.
2. Füllschichtschweißen: Die Füllschichtelektrode ändert sich mit dem Rohrdurchmesser. Die Techniken für das kontinuierliche Lichtbogenschweißen, den Schweißstrom und die Elektrodenbewegung sind dieselben wie beim Drehen des Rohrs.
3. Deckschichtschweißen: Das Deckschichtschweißen ist im Prinzip das gleiche wie das Füllschichtschweißen.
4. Schweißen der unteren Lage: Das Schweißen der unteren Lage unterscheidet sich vom Schweißen des rotierenden Rohrs und erfordert eine Schweißung in voller Position.
Viertens, Nachbehandlung nach dem Schweißen
Nach dem Schweißen der Wärmeleitungsrohre folgen Röntgenprüfung, Wasserdruckprüfung, Korrosionsschutzbehandlung der Schweißnaht und das Verfüllen nach dem Durchdringen der Abdeck- oder Außenisolierungsschicht. Dieses Verfahren wird zum Schweißen von Wärmeleitungen eingesetzt. Es ist einfach, leicht zu erlernen, zeichnet sich durch hohe Schweißleistung, geringe Nacharbeitsquote, gute Schweißqualität und gute Verbreitung aus.
Fünftens, Zusammenfassung
1. Entscheidend für die Grundschweißung ist die Sicherstellung der inneren Formqualität des Rohres durch Kontrolle der Schmelzlochgröße. Ist das Schmelzloch zu groß, entstehen leicht Schweißnähte; ist es zu klein, treten Fehler wie unvollständiger Durchschweißung auf. Der optimale Schmelzlochdurchmesser beträgt: Spalt zwischen den Schweißpunkten + 3 mm (1,5 mm Schmelzgut auf jeder Seite der Nut).
2. Beim Schweißen des Grundmaterials darf die Position der Lichtbogenlöschelektrode niemals in der Mitte der Schweißnaht liegen. Sie muss an einer beliebigen Seite der Schweißnaht oder nach dem Schweißen auf der Schweißnahtoberfläche gewählt werden, um Lunker an der Wurzel zu vermeiden.
3. Für das Fülllagenschweißen empfiehlt sich die Verwendung der „8er“-förmigen Schweißdrahtmethode. Dadurch lässt sich eine glatte und saubere Schweißnaht ohne Ecken an beiden Seiten der Nut erzeugen und Fehler wie Schlackeneinschlüsse und Poren zwischen den Lagen vermeiden.
4. Um einen gleichmäßigen Übergang und eine schöne Schweißnaht zu erzielen, empfiehlt es sich, für die Deckschicht einen sichelförmigen Schweißstreifen zu verwenden und diesen mit einer angemessenen Schweißgeschwindigkeit auszuführen (wo die Füllschicht hoch ist, ist die Schweißgeschwindigkeit etwas höher, und wo die Füllschicht niedrig ist, ist die Schweißgeschwindigkeit etwas niedriger).
5. Beim Schweißen des Bodens ist auf ausreichende Belüftung zu achten.
Veröffentlichungsdatum: 08.04.2025