本文介紹了重慶市城口中壩子水電站不銹鋼管制造和安裝中采取的焊接工藝，埋弧焊是一種優質、高效、勞動條件好、焊后處理簡單的焊接方法，應用此技術可以達到保證施工質量、降低工程成本、加快工程進度、減輕工人勞動強度的良好效果。
1工程概況
重慶市城口中壩子水電站壩址位于城口縣北屏鄉小竹溪溝口，水輪發電機組運行的最大水頭231m、加權平均水頭217.6m，額定水頭210m、最小凈水頭197.5m。電站裝機二臺，電站總裝機容量25MW。
2埋弧自動焊工藝
2.1焊接方法的選擇
不銹鋼管的縱縫、工廠內的環縫（變徑管、彎管的環縫、加勁環等的角焊縫除外）均采用埋弧自動焊焊接，其它焊接采用手工電弧焊和CO 2氣體保護焊。現場安裝焊接采用手工電弧焊。壓力不銹鋼管的縱縫和環縫埋弧自動焊接，是在平焊位置施焊。鋼板厚度44、46mm，埋弧焊坡口型式為X形、內壁a=50°、外壁a1=70°、P=4mm、b=0～0.5mm。這種坡口在反面氣刨清根刨掉根層焊道后正反面熔敷金屬相同，有效地減少角變形，鈍邊4mm不留間隙可不加焊劑墊焊接。
（1）焊前準備。①坡口尺寸不符合設計圖時應進行補磨。焊前應打磨滲碳層，清除坡口面及坡口兩側異物，且露出金屬光澤。間隙應盡量控制到零，若間隙＞1mm時，可能引起焊穿，可用手弧焊先打底，焊層厚度4～5mm。②埋弧焊選用逆變式自動焊機。焊條、焊劑烘焙制度為350℃×1h，烘干后的應放在100～150℃保溫，隨用隨取。焊絲應保持干燥，無生銹污染現象。③定位焊縫、打底焊用手弧焊。定位焊縫位于不銹鋼管的外側。定位焊縫長度一般為100mm，間距為200mm，焊層厚度4～5mm。定位焊、打底焊要有持證焊工施焊。④埋弧縱縫兩端設置引弧板和引出板，其材質、板厚、坡口尺寸應與正式焊縫引弧板和引出板的尺寸一般不小于100×100mm，與焊件的接頭處應封底焊，以防燒穿。
（2）焊接工藝。①焊前預熱溫度50～75℃，層間溫度50～200℃。預熱寬度為焊縫中心兩側各150mm范圍內，測溫應位于被加熱面的反面，距焊縫中心50mm處對稱測量，縱縫不少于3對，環縫每隔一米測一對，不少于10對，20～30分鐘測量一次。②采用多層多道焊，埋弧自動焊根層厚度5～6mm，后續焊層厚度4～5mm。焊接線能量控制在20～40kj/cm。③焊接參數：φ4.0mm焊絲焊接電流550～590A、電弧電壓34～38V焊接速度35～39cm/min。④焊接過程中應對每一道的焊接線，能量進行測量和記錄，具體施焊必須嚴格按照焊接工藝卡中的規范要求進行。⑤雙面焊背縫用碳弧氣刨清根。氣刨清根時，應保持預熱溫度。氣刨清根到根層焊道，清根后打磨修整刨槽，打磨面積大于90％。⑥埋弧焊的內、外環縫的起弧處應力求打磨不小于50mm的過渡區域。熄弧處應與起頭的焊縫重疊40～50mm，環縫各層道間接頭應錯開100mm以上。⑦每條焊縫應連續焊完。如因故需中斷焊接時，至少應焊三層以后，并要緩慢冷卻。再開始焊接之前要重新進行預熱。
（3）縱、環縫焊接方法。①縱、環縫焊接時不銹鋼管放在無級調速焊接滾輪架上。用立柱焊接操作機施焊。在焊縫外側兩邊貼上履帶式加熱板進行預熱。達到預熱溫度后即可進行焊接。②縱縫內縫焊接時，焊絲對準在不銹鋼管的6點位置平焊位施焊。外縫焊接時，焊絲對準在不銹鋼管的12點位置平焊位施焊。不銹鋼管不動焊機移動施焊。③環縫內縫施焊時，焊絲對中在6點逆焊接方向約30～40mm位置平焊位開始施焊。外側焊接時焊絲對中在12點逆焊接方向約30～40mm位置開始施焊。
2.2焊縫的檢驗內容
（1）每道焊后焊工都應仔細檢查、清理干凈熔渣才能繼續下一層焊接。全部焊接完后焊工應將焊縫表面清理干凈。外觀進行自檢，合格后做上焊工代號。
（2）由專職焊接質檢員進行焊縫外觀三檢查，表面不得有裂紋、夾渣、氣孔、未焊滿。縱縫焊接后，用規定樣板檢查縱縫處的弧度，其與樣板的間隙應≤4mm。
（3）焊縫焊接24小時后進行無損檢驗，焊縫的探傷部位應由監理工程師指定。
一類焊縫：不銹鋼管管壁縱縫、湊合節的縱縫和環縫。超聲波探傷比例100％+射線探傷10％。或全部射線探傷50％。二類焊縫：不銹鋼管管壁環縫，止推環對接焊縫。超聲波探傷比例100％，超探不能準確判定時用射線復檢5％。或全部射線探傷20％。
超聲波探傷按GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》標準評定，一類焊縫BⅠ級合格，二類焊縫BⅡ級合格。
射線探傷按GB3323-87《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》標準評定，一類焊縫Ⅱ級合格，二類焊縫Ⅲ級合格。
2.3焊縫的返修
（1）焊縫表面有超標缺陷時，允許焊工自行修補，但表面有裂紋應及時的報告有關人員，不得擅自處理。
（2）焊縫內部缺陷和表面裂紋返修前應認真分析原因，制訂切實可行返修方案，并經項目技術主管人員審批，方可補焊。
（3）焊縫同一部位返修次數不宜超過二次，第三次返修方案必須經項目技術負責人報請監理工程師批準后方可補焊，并將返修情況載入產品質量檔案。
3結論
埋弧焊無弧光輻射，焊工的主要作用只是操作焊機，使埋弧自動焊成為電弧焊方法中操作條件最好的一種方法。
埋弧焊需依靠顆粒狀焊劑覆蓋電弧形成保護條件，只能適用于水平面俯位焊接。立焊、橫焊雖有過研究，均因無顯著效果而未得到廣泛應用。
焊劑主要成分為MnO、SiO 2等金屬、非金屬氧化物，難以焊接鋁、鎂等氧化性強的金屬及其合金。只適合于長焊縫焊接，短焊縫焊接的生產率還不及手工電弧焊。
焊劑的化學成分決定了埋弧焊的電弧弧柱電位梯度較大，電流小于100A時電弧穩定性較差，故不適宜焊接厚度1mm以下的薄板。