x60鋼材用什麼焊材焊接

⑴ 管道的管道前景

當流體的流量已知時，管徑的大小取決於允許的流速或允許的摩擦阻力(壓力降)。流速大時管徑小，但壓力降值增大。因此，流速大時可以節省管道基建投資，但泵和壓縮機等動力設備的運行能耗費用增大。此外，如果流速過大，還有可能帶來一些其他不利的因素。因此管徑應根據建設投資、運行費用和其他技術因素綜合考慮決定。
管子、管子聯接件、閥門和設備上的進出接管間的聯接方法，由流體的性質、壓力和溫度以及管子的材質、尺寸和安裝場所等因素決定，主要有螺紋聯接、法蘭聯接、承插聯接和焊接等四種方法。
螺紋聯接主要適用於小直徑管道。聯接時，一般要在螺紋聯接部分纏上氟塑料密封帶，或塗上厚漆、繞上麻絲等密封材料，以防止泄漏。在1.6兆帕以上壓力時，一般在管子端面加墊片密封。這種聯接方法簡單，可以拆卸重裝，但須在管道的適當地方安裝活接頭，以便於拆裝。
法蘭聯接適用的管道直徑范圍較大。聯接時根據流體的性質、壓力和溫度選用不同的法蘭和密封墊片，利用螺栓夾緊墊片保持密封，在需要經常拆裝的管段處和管道與設備相聯接的地方，大都採用法蘭聯接。
承插聯接主要用於鑄鐵管、混凝土管、陶土管及其聯接件之間的聯接，只適用於在低壓常溫條件下工作的給水、排水和煤氣管道。聯接時，一般在承插口的槽內先填入麻絲、棉線或石棉繩，然後再用石棉水泥或鉛等材料填實，還可在承插口內填入橡膠密封環，使其具有較好的柔性，容許管子有少量的移動。
焊接聯接的強度和密封性最好，適用於各種管道，省工省料，但拆卸時必須切斷管子和管子聯接件。
城市裡的給水、排水、供熱、供煤氣的管道干線和長距離的輸油、氣管道大多敷設在地下，而工廠里的工藝管道為便於操作和維修，多敷設在地上。管道的通行、支承、坡度與排液排氣、補償、保溫與加熱、防腐與清洗、識別與塗漆和安全等，無論對於地上敷設還是地下敷設都是重要的問題。
地面上的管道應盡量避免與道路、鐵路和航道交叉。在不能避免交叉時，交叉處跨越的高度也應能使行人和車船安全通過。地下的管道一般沿道路敷設，各種管道之間保持適當的距離，以便安裝和維修；供熱管道的表面有保溫層，敷設在地溝或保護管內，應避免被土壓壞和使管子能膨脹移動。
管道可能承受許多種外力的作用，包括本身的重量、流體作用在管端的推力、風雪載荷、土壤壓力、熱脹冷縮引起的熱應力、振動載荷和地震災害等。為了保證管道的強度和剛度，必須設置各種支(吊)架，如活動支架、固定支架、導向支架和彈簧支架等。支架的設置根據管道的直徑、材質、管子壁厚和載荷等條件決定。固定支架用來分段控制管道的熱伸長，使膨脹節均勻工作；導向支架使管子僅作軸向移動，
為了排除凝結水，蒸汽和其他含水的氣體管道應有一定的坡度，一般不小於千分之二。對於利用重力流動的地下排水管道，坡度不小於千分之五。蒸汽或其他含水的氣體管道在最低點設置排水管或疏水閥，某些氣體管道還設有氣水分離器，以便及時排去水液，防止管內產生水擊和阻礙氣體流動。給水或其他液體管道在最高點設有排氣裝置，排除積存在管道內的空氣或其他氣體，以防止氣阻造成運行失常。
管道如不能自由地伸縮，就會產生巨大的附加應力。因此，在溫度變化較大的管道和需要有自由位移的常溫管道上，需要設置膨脹節，使管道的伸縮得到補償而消除附加應力的影響。
對於蒸汽管道、高溫管道、低溫管道以及有防燙、防凍要求的管道，需要用保溫材料包覆在管道外面，防止管內熱(冷)量的損失或產生凍結。對於某些高凝固點的液體管道，為防止液體太粘或凝固而影響輸送，還需要加熱和保溫。常用的保溫材料有水泥珍珠岩、玻璃棉、岩棉和石棉硅藻土等。
為防止土壤的侵蝕，地下金屬管道表面應塗防銹漆或焦油、瀝青等防腐塗料，或用浸漬瀝青的玻璃布和麻布等包覆。埋在腐蝕性較強的低電阻土壤中的管道須設置陰極保護裝置，防止腐蝕。地面上的鋼鐵管道為防止大氣腐蝕，多在表面上塗覆以各種防銹漆。
各種管道在使用前都應清洗干凈，某些管道還應定期清洗內部。為了清洗方便，在管道上設置有過濾器或吹洗清掃孔。在長距離輸送石油和天然氣的管道上，須用清掃器定期清除管內積存的污物，為此要設置專用的發送和接收清掃器的裝置。
當管道種類較多時，為了便於操作和維修，在管道表面上塗以規定顏色的油漆，以資識別。例如，蒸汽管道用紅色，壓縮空氣管道用淺藍色等。
為了保證管道安全運行和發生事故時及時制止事故擴大，除在管道上裝設檢測控制儀表和安全閥外，對某些重要管道還採取特殊安全措施，如在煤氣管道和長距離輸送石油和天然氣的管道上裝設事故泄壓閥或緊急截斷閥。它們在發生災害性事故時能自動及時地停止輸送，以減少災害損失。 1.壓力管道金屬材料的特點
壓力管道涉及各行各業，對它的基本要求是「安全與使用」，安全為了使用，使用必須安全，使用還涉及經濟問題，即投資省、使用年限長，這當然與很多因素有關。而材料是工程的基礎，首先要認識壓力管道金屬材料的特殊要求。壓力管道除承受載荷外，由於處在不同的環境、溫度和介質下工作，還承受著特殊的考驗。
（1）金屬材料在高溫下性能的變化
① 蠕變：鋼材在高溫下受外力作用時，隨著時間的延長，緩慢而連續產生塑性變形的現象，稱為蠕變。鋼材蠕變特徵與溫度和應力有很大關系。溫度升高或應力增大，蠕變速度加快。例如，碳素鋼工作溫度超過300～350℃，合金鋼工作溫度超過300～400℃就會有蠕變。產生蠕變所需的應力低於試驗溫度鋼材的屈服強度。因此，對於高溫下長期工作的鍋爐、蒸汽管道、壓力容器所用鋼材應具有良好的抗蠕變性能，以防止因蠕變而產生大量變形導致結構破裂及造成爆炸等惡性事故。
② 球化和石墨化：在高溫作用下，碳鋼中的滲碳體由於獲得能量將發生遷移和聚集，形成晶粒粗大的滲碳體並夾雜於鐵素體中，其滲碳體會從片狀逐漸轉變成球狀，稱為球化。由於石墨強度極低，並以片狀出現，使材料強度大大降低，脆性增加，稱為材料的石墨化。碳鋼長期工作在425℃以上環境時，就會發生石墨化，在大於475℃更明顯。SH3059規定碳鋼最高使用溫度為425℃，GB150則規定碳鋼最高使用溫度為450℃。
③ 熱疲勞性能 鋼材如果長期冷熱交替工作，那麼材料內部在溫差變化引起的熱應力作用下，會產生微小裂紋而不斷擴展，最後導致破裂。因此，在溫度起伏變化工作條件下的結構、管道應考慮鋼材的熱疲勞性能。
④ 材料的高溫氧化 金屬材料在高溫氧化性介質環境中（如煙道）會被氧化而產生氧化皮，容易脆落。碳鋼處於570℃的高溫氣體中易產生氧化皮而使金屬減薄。故燃氣、煙道等鋼管應限制在560℃下工作。
（2）金屬材料在低溫下的性能變化
當環境溫度低於該材料的臨界溫度時，材料沖擊韌性會急劇降低，這一臨界溫度稱為材料的脆性轉變溫度。常用低溫沖擊韌性（沖擊功）來衡量材料的低溫韌性，在低溫下工作的管道，必須注意其低溫沖擊韌性。
（3）管道在腐蝕環境下的性能變化
石油化工、船舶、海上石油平台等管道介質，很多有腐蝕性，事實證明，金屬腐蝕的危害性十分普遍，而且也十分嚴重，腐蝕會造成直接或間接損失。例如，金屬的應力腐蝕、疲勞腐蝕和晶間腐蝕往往會造成災難性重大事故，金屬腐蝕會造成大量的金屬消耗，浪費大量資源。引起腐蝕的介質主要有以下幾種。
① 氯化物 氯化物對碳素鋼的腐蝕基本上是均勻腐蝕，並伴隨氫脆發生，對不銹鋼的腐蝕是點腐蝕或晶間腐蝕。防止措施可選擇適宜的材料，如採用碳鋼-不銹鋼復合管材。
② 硫化物原油中硫化物多達250多種，對金屬產生腐蝕的有硫化氫（H2S）、硫醇（R-SH）、硫醚（R-S-R）等。我國液化石油氣中H2S含量高，造成容器出現裂縫，有的投產87天即發生貫穿裂紋，事後經磁粉探傷，內表面環縫共有417條裂紋，球體外表面無裂紋，所以H2S含量高引起應力腐蝕應值得重視。日本焊接學會和高壓氣體安全協會規定：液化石油中H2S含量應控制在100×10-6以下，而我國液化石油氣中H2S含量平均為2392×10-6，高出日本20多倍。
③ 環烷酸 環烷酸是原油中帶來的有機物，當溫度超過220℃時，開始發生腐蝕，270～280℃時腐蝕達到最大；當溫度超過400℃，原油中的環烷酸已汽化完畢。316L（00Cr17Ni14Mo2）不銹鋼材料是抗環烷酸腐蝕的有效材料，常用於高溫環烷酸腐蝕環境。
2. 壓力管道金屬材料的選用
① 滿足操作條件的要求。首先應根據使用條件判斷該管道是否承受壓力，屬於哪一類壓力管道。不同類別的壓力管道因其重要性各異，發生事故帶來的危害程度不同，對材料的要求也不同。同時應考慮管道的使用環境和輸送的介質以及介質對管體的腐蝕程度。例如插入海底的鋼管樁，管體在浪濺區腐蝕速度為海底土中的6倍；潮差區腐蝕速度為海底土中的4倍。在選材及防腐蝕措施上應特別關注。
② 可加工性要求。材料應具有良好的加工性和焊接性。
③ 耐用又經濟的要求 壓力管道，首先應安全耐用和經濟。一台設備、一批管道工程，在投資選材前，必要時進行可行性研究，即經濟技術分析，擬選用的材料可制定數個方案，進行經濟技術分析，有些材料初始投資略高，但是使用可靠，平時維修費用省；有的材料初始投資似乎省，但在運行中可靠性差，平時維修費用高，全壽命周期費用高。 早在1926年，美國石油學會（API）發布API-5L標准，最初只包括A25、A、B三種鋼級，以後又發布了數次，見表4。表4 API發布的管線鋼級
註：1972年API發布U80、U100標准，以後改為X80、X100。
2000年以前，全世界使用X70，大約在40%，X65、X60均在30%，小口徑成品油管線相當數量選用X52鋼級，且多為電阻焊直管（ERW鋼管）。
我國冶金行業在十餘年來為發展管線鋼付出了極大的辛勞，目前正在全力攻關X70寬板，上海寶山鋼鐵公司、武漢鋼鐵公司等X70、X80化學成分、力學性能分別列於表5～表9。表5 武鋼X80卷板性能表6 X70級鋼管的力學性能表7 X70級鋼管彎曲性能檢測結果表8 X70級鋼管的夏比沖擊韌性表9 高強度輸送管的夏比沖擊韌性
我國在輸油管線上常用的管型有螺旋埋弧焊管（SSAW）、直縫埋弧焊管（LSAW）、電阻焊管（ERW）。直徑小於152mm時則選用無縫鋼管。
我國20世紀60年代末至70年代，螺旋焊管廠迅速發展，原油管線幾乎全部採用螺旋焊鋼管，「西氣東輸」管線的一類地區也選用螺旋焊鋼管。螺旋焊鋼管的缺點是內應力大、尺寸精度差，產生缺陷的概率高。據專家分析認為，應採用「兩條腿走路」的方針，一是對現有螺旋焊管廠積極進行技術改造，還是大有前途的；二是大力發展我國直縫埋弧焊管制管業。
ERW鋼管具有外表光潔、尺寸精度高、價格較低等特點，在國內外已廣泛應用。 我國的油氣資源大部分分布在東北和西北地區，而消費市場絕大部分在東南沿海和中南部的大中城市等人口密集地區，這種產銷市場的嚴重分離使油氣產品的輸送成為油氣資源開發和利用的最大障礙。管輸是突破這一障礙的最佳手段，與鐵路運輸相比，管道運輸是運量大、安全性更高、更經濟的油氣產品輸送方式，其建設投資為鐵路的一半，運輸成本更只有三分之一。因此，我國政府已將「加強輸油氣管道建設，形成管道運輸網」的發展戰略列入了「十五」發展規劃。根據有關方面的規劃，未來10年內，我國將建成14條油氣輸送管道，形成「兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫」，總長超過萬公里的油氣管輸格局。這預示著我國即將迎來油氣管道建設的高峰期。
我國正在建設和計劃將要建設的重點天然氣管道工程有：西氣東輸工程，全長4176公里，總投資1200億元，2000年9月正式開工建設，2004年全線貫通；澀寧蘭輸氣管道工程，全長950公里，已於2000年5月開工建設，已接近完工，天然氣已送到西寧；忠縣至武漢輸氣管道工程，全長760公里，前期准備工作已獲得重大進展，在建的11條隧道已有4條貫通；石家莊至涿州輸氣管道工程，全長202公里，已於2000年5月開工建設，已完工；石家莊至邯鄲輸氣管道工程，全長約160公里；陝西靖邊至北京輸氣工程復線；陝西靖邊至西安輸氣管道工程復線；陝甘寧至呼和浩特輸氣工程，全長497公里；海南島天然氣管道工程，全長約270公里；山東龍口至青島輸氣管道工程，全長約250公里；中俄輸氣管道工程，中國境內全長2000公里；廣東液化天然氣工程，招商引資工作已完成，計劃2005年建成。在建和將建的輸油管道有：蘭成渝成品油管道工程，全長1207公里，已於2000年5月開工建設；中俄輸油管道工程，中國境內長約700公里；中哈輸油管道工程，中國境內長800公里。此外，由廣東茂名至貴陽至昆明長達2000公里的成品油管線和鎮海至上海、南京的原油管線也即將開工建設。除主幹線之外，大規模的城市輸氣管網建設也要同期配套進行。
面對如此巨大的市場，如此難得的發展機遇，對管道施工技術提出了新的挑戰。在同樣輸量的情況下，建設一條高壓大口徑管道比平行建幾條低壓小口徑管道更為經濟。例如一條輸送壓力為7.5MPa，直徑1 400mm的輸氣管道可代替3條壓力5.5MPa，直徑1 000mm的管道，但前者可節省投資35%，節省鋼材19%，因此，擴大管道的直徑已成為管道建設的科學技術進步的標志。在一定范圍內提高輸送壓力可以增加經濟效益。以直徑1 020mm的輸氣管道為例，操作壓力從5.5MPa提高到7.5MPa，輸氣能力提高41%，節約材料7%，投資降低23%。計算表明，如能把輸氣管的工作壓力從7.5MPa，進一步提高到10～12MPa，輸氣能力將進一步增加33～60%。美國橫貫阿拉斯加的輸氣管道壓力高達11.8MPa，輸油管道達到8.3MPa，是目前操作壓力最高的管道。
管徑的增加和輸送壓力的提高，均要求管材有較高的強度。在保證可焊性和沖擊韌性的前提下，管材的強度有了很大提高。由於管道敷設完全依靠焊接工藝來完成，因此焊接質量在很大程度上決定了工程質量，焊接是管道施工的關鍵環節。而管材、焊材、焊接工藝以及焊接設備等是影響焊接質量的關鍵因素。
我國在70年代初開始建設大口徑長輸管道，著名的「八三」管道會戰建設了大慶油田至鐵嶺、由鐵嶺至大連、由鐵嶺至秦皇島的輸油管道，解決了困擾大慶原油外輸問題。
該管道設計管徑φ720mm，鋼材選用16MnR，埋弧螺旋焊管，壁厚6～11mm。焊接工藝方案為：手工電弧焊方法，向上焊操作工藝；焊材選用J506、J507焊條，焊前烘烤400℃、1小時，φ3.2打底、φ4填充、蓋面；焊接電源採用旋轉直流弧焊機；坡口為60°V型，根部單面焊雙面成型。
東北「八三」會戰所建設的管道已運行了30年，至今仍在服役，證明當年的工藝方案正確，並且施工質量良好。
80年代初開始推廣手工向下焊工藝，同時研製開發了纖維素型和低氫型向下焊條。與傳統的向上焊工藝比較，向下焊具有速度快、質量好，節省焊材等突出優點，因此在管道環縫焊接中得到了廣泛的應用。
90年代初開始推廣自保護葯芯焊絲半自動手工焊，有效地克服了其他焊接工藝方法野外作業抗風能力差的缺點，同時也具有焊接效率高、質量好且穩定的特點，現成為管道環縫焊接的主要方式。
管道全位置自動焊的應用已探索多年，現已有了突破性進展，成功地用西氣東輸管道工程，其效率、質量更是其他焊接工藝所不能比的，這標志著我國油氣管道焊接技術已達到了較高水平。 2.1 管線鋼的發展歷史
早期的管線鋼一直採用C、Mn、Si型的普通碳素鋼，在冶金上側重於性能，對化學成分沒有嚴格的規定。自60年代開始，隨著輸油、氣管道輸送壓力和管徑的增大，開始採用低合金高強鋼（HSLA），主要以熱軋及正火狀態供貨。這類鋼的化學成分：C≤0.2%，合金元素≤3～5%。隨著管線鋼的進一步發展，到60年代末70年代初，美國石油組織在API 5LX和API 5LS標准中提出了微合金控軋鋼X56、X60、X65三種鋼。這種鋼突破了傳統鋼的觀念，碳含量為0.1-0.14%，在鋼中加入≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素，並通過控軋工藝使鋼的力學性能得到顯著改善。到1973年和1985年，API標准又相繼增加了X70和X80鋼，而後又開發了X100管線鋼，碳含量降到0.01-0.04%，碳當量相應地降到0.35以下，真正出現了現代意義上的多元微合金化控軋控冷鋼。
我國管線鋼的應用和起步較晚，過去已鋪設的油、氣管線大部分採用Q235和16Mn鋼。「六五」期間，我國開始按照API標准研製X60、X65管線鋼，並成功地與進口鋼管一起用於管線敷設。90年代初寶鋼、武鋼又相繼開發了高強高韌性的X70管線鋼，並在澀寧蘭管道工程上得到成功應用。
2.2 管線鋼的主要力學性能
管線鋼的主要力學性能為強度、韌性和環境介質下的力學性能。
鋼的抗拉強度和屈服強度是由鋼的化學成分和軋制工藝所決定的。輸氣管線選材時，應選用屈服強度較高的鋼種，以減少鋼的用量。但並非屈服強度越高越好。屈服強度太高會降低鋼的韌性。選鋼種時還應考慮鋼的屈服強度與抗拉強度的比例關系—屈強比，用以保證制管成型質量和焊接性能。
鋼在經反復拉伸壓縮後，力學性能會發生變化，強度降低，嚴重的降低15%，即包申格效應。在定購制管用鋼板時必須考慮這一因素。可採取在該級別鋼的最小屈服強度的基礎上提高40-50MPa。
鋼材的斷裂韌性與化學成分、合金元素、熱處理工藝、材料厚度和方向性有關。應盡可能降低鋼中C、S、P的含量，適當添加V、Nb、Ti、Ni等合金元素，採用控制軋制、控製冷卻等工藝，使鋼的純度提高，材質均勻，晶粒細化，可提高鋼韌性。採取方法多為降C增Mn。
管線鋼在含硫化氫的油、氣環境中，因腐蝕產生的氫侵入鋼內而產生氫致裂紋開裂。因此輸送酸性油、氣管線鋼應該具有低的含硫量，進行有效的非金屬夾雜物形態控制和減少顯微成份偏析。管線鋼的硬度值對HIC也有重要的影響，為防止鋼中氫致裂紋，一般認為應將硬度控制在HV265以下。
2.3 管線鋼的焊接性
隨著管線鋼碳當量的降低，焊接氫致裂紋敏感性降低，為避免產生裂紋所需的工藝措施減少，焊接熱影響區的性能損害程度降低。但由於焊接時管線鋼經歷著一系列復雜的非平衡的物理化學過程，因而可能在焊接區造成缺陷，或使接頭性能下降，主要是焊接裂紋問題和焊接熱影響區脆化問題。
管線鋼由於碳含量低，淬硬傾向減小，冷裂紋傾向降低。但隨著強度級別的提高，板厚的加大，仍然具有一定的冷裂紋傾向。在現場焊接時由於常採用纖維素焊條、自保護葯芯焊絲等含氫量高的焊材，線能量小，冷卻速度快，會增加冷裂紋的敏感性，需要採取必要的焊接措施，如焊前預熱等。
焊接熱影響區脆化往往是造成管線發生斷裂，誘發災難性事故的根源。出現局部脆化主要有兩個區域，即熱影響區粗晶區脆化，是由於過熱區的晶粒過分長大以及形成的不良組織引起的，多層焊時粗晶區再臨界脆化，即前焊道的粗晶區受後續焊道的兩相區的再次加熱引起的。這可以通過在鋼中加入一定量的Ti、Nb微合金化元素和控制焊後冷卻速度獲得合適的t8/5來改善韌性。
2.4 西氣東輸管道工程用鋼管
西氣東輸管道工程用鋼管為X70等級管線鋼，規格為Φ1 016mm×14.6～26.2mm，其中螺旋焊管約佔80%，直縫埋弧焊管約佔20%，管線鋼用量約170萬噸。
X70管線鋼除了含Nb、V、Ti外，還加入了少量的Ni、Cr、Cu和Mo，使鐵素體的形成推遲到更低的溫度，有利於形成針狀鐵素體和下貝氏體。因此X70管線鋼本質上是一種針狀鐵素體型的高強、高韌性管線鋼。鋼管的化學成分及力學性能見表1和表2。 現場焊接的特點
由於發現和開採的油氣田地處邊遠地區，地理、氣候、地質條件惡劣，社會依託條件較差，給施工帶來很多困難，尤其低溫帶來的麻煩最大。
現場焊接時，採用對口器進行管口組對。為了提高效率，一般是在對好的管口下放置基礎梁木或土堆，在對前一個對介面進行焊接的同時，開始下一個對接准備工作。這將產生較大的附加應力。同時由於鋼管熱脹冷縮的影響，在碰死口時最容易因附加應力而出問題。
現場焊接位置為管水平固定或傾斜固定對接，包括平焊、立焊、仰焊、橫焊等焊接位置。所以對焊工的操作技術提出了更高、更嚴的要求。
當今管道工業要求管道有較高的輸送壓力和較大的管線直徑並保證其安全運行。為適應管線鋼的高強化、高韌化、管徑的大型化和管壁的厚壁化出現了多種焊接方法、焊接材料和焊接工藝。
管道施工焊接方法
國外管道焊接施工經歷了手工焊和自動焊的發展歷程。手工焊主要為纖維素焊條下向焊和低氫焊條下向焊。在管道自動焊方面，有前蘇聯研製的管道閃光對焊機，其在前蘇聯時期累計焊接大口徑管道數萬公里。它的顯著特點就是效率高，對環境的適應能力很強。美國CRC公司研製的CRC多頭氣體保護管道自動焊接系統，由管端坡口機、內對口器與內焊機組合系統、外焊機三大部分組成。到目前為止，已在世界范圍內累計焊接管道長度超過34000km。法國、前蘇聯等其他國家也都研究應用了類似的管道內外自動焊技術，此種技術方向已成為當今世界大口徑管道自動焊技術主流。
我國鋼質管道環縫焊接技術經歷了幾次大的變革，70年代採用傳統焊接方法，低氫型焊條手工電弧焊上向焊技術，80年代推廣手工電弧焊下向焊技術，為纖維素焊條和低氫型焊條下向焊，90年代應用自保護葯芯焊絲半自動焊技術，到今天開始全面推廣全位置自動焊技術。
手工電弧焊包括纖維素焊條和低氫焊條的應用。手工電弧焊上向焊技術是我國以往管道施工中的主要焊接方法，其特點為管口組對間隙較大，焊接過程中採用息弧操作法完成，每層焊層厚度較大，焊接效率低。手工電弧焊下向焊是80年代從國外引進的焊接技術，其特點為管口組對間隙小，焊接過程中採用大電流、多層、快速焊的操作方法來完成，適合於流水作業，焊接效率較高。由於每層焊層厚度較薄，通過後面焊層對前面焊層的熱處理作用可提高環焊接頭的韌性。手工電弧焊方法靈活簡便、適應性強，其下向焊和上向焊兩種方法的有機結合及纖維素焊條良好的根焊適應性在很多場合下仍是自動焊方法所不能代替的。
自保護葯芯焊絲半自動焊技術是20世紀90年代開始應用到管道施工中的，主要用來填充和蓋面。其特點為熔敷效率高，全位置成形好，環境適應能力強，焊工易於掌握，是管道施工的一種重要焊接工藝方法。
隨著管道建設用鋼管強度等級的提高，管徑和壁厚的增大，在管道施工中逐漸開始應用自動焊技術。管道自動焊技術由於焊接效率高，勞動強度小，焊接過程受人為因素影響小等優勢，在大口徑、厚壁管道建設的應用中具有很大潛力。但我國的管道自動焊接技術正處於起步階段，根部自動焊問題尚未解決，管端坡口整形機等配套設施尚未成熟，這些都限制了自動焊技術的大規模應用。 長期管內的油泥、銹垢固化造成原管徑變小；
長期的管內淤泥沉澱產生硫化氫氣體造成環境污染並易引起燃爆；
廢水中的酸、鹼物質易對管道壁產生腐蝕； 管道內的異物不定期的清除造成管道堵塞； 1、化學清洗：化學清洗管道是採用化學葯劑，對管道進行臨時的改造，用臨時管道和循環泵站從管道的兩頭進行循環化學清洗。該技術具有靈活性強，對管道形狀無要求，速度快，清洗徹底等特點。
2、高壓水清洗：採用50Mpa以上的高壓水射流，對管道內表面污垢進行高壓水射流剝離清洗。該技術主要用於短距離管道，並且管道直徑必須大於50cm以上。該技術具有速度快，成本低等特點。
3、PIG清管：PIG工業清管技術是依靠泵推動流體產生的推動力驅動PIG（清管器）在管內向前推動，將堆積在管線內的污垢排出管外，從而達到清洗的目的。該技術被廣泛用於各類工藝管道、油田輸油輸汽管道等清洗工程，特別是對於長距離輸送流體的管道清洗，具有其他技術無法替代的優勢。

⑵ 天然氣管道焊接焊接技術要求。

具體如下：

1、根焊打底

管道在焊接之前要使用特殊的坡口機根據要求嚴格規范加工出V型坡口，然後對坡口的兩端進行除銹，使用外對口器管線組對，完成之後用電加熱帶對他預熱，在他完成預熱之後才能進行根焊，根焊要使用RMD，然後選擇METALLOY 80N1的金屬粉芯焊絲進行打底。

這樣可以使根焊的焊縫均勻，從而預防焊穿。根焊焊接的時候應該注意以下幾點：首先，提前對試板試焊進行測試，檢查氬氣裡面有沒有摻雜雜質；在焊接的時候要使用防風棚，以便於預防因為刮風而導致的焊接質量；

在焊接之前進行的預熱必須要達到規定的溫度，禁止出現焊接出現裂紋；反復檢查焊接質量，及時熱焊。

2、熱焊和填充焊接

填充以及熱焊要使用自保護葯芯半自動焊接方法。採用E81T8-G 焊絲：隨時清理由於底層焊接之後存留的飛濺物以及熔渣等等，尤其要注意介面處；

還要注意底層焊縫接頭以及中層焊縫接頭的距離不能低於0.1cm；焊縫的厚度要保持在0.3-0.5cm之間；及時發現問題、反復檢查工作、及時清理殘留雜質這些都要做到位。

3、蓋面焊接

蓋面同樣使用自保護葯芯半自動焊接方法，選用 E81T8-G 焊絲：焊縫的外觀要光滑，顏色要盡可能的接近於管道的顏色，並且要保持過渡自然，爭取做到天衣無縫，給人渾然一體的視覺感受；焊縫的寬度要大於坡口兩側大約0.2cm，高度大約是在0.15-0.25cm之間；

蓋面表層出現的殘留物體要及時進行處理，使用合適的方法做好蓋面的防腐工作以及保溫工作，只有這樣才可以禁止發生侵蝕破壞的現象，從而提升焊接的質量；

在冬季施工之後，要對焊道進行保溫，禁止他有裂紋出現；在焊接施工結束之後，質檢人員要嚴格根據要求對外觀進行檢查，如果發現問題就要及時的進行處理。

4、記錄工作

焊接管道的時候，焊接的技術人員不僅要根據需求嚴格遵守焊接工藝指導書實施焊接工藝，還要隨時記錄好相關的數據。比如說，電焊的電壓、電流、每層焊縫使用的材質、焊前的預熱和焊後的熱處理等。

(2)x60鋼材用什麼焊材焊接擴展閱讀：

常見焊接缺陷、形成的原因及預防措施

1、咬邊缺陷:由於焊接參數選擇不當，或操作方法不正確，在沿著焊道的母材部位燒熔形成的溝槽或凹陷。咬邊不僅減弱了焊接接頭強度，而且因應力集中容易引發裂紋。

形成原因:在最後蓋面焊接時，由於操作不當，或焊接電流過大，電弧過長，在焊縫與母材交接處形成母材缺口或未填滿的現象，易造成應力集中或母材強度降低。預防措施:選擇正確的焊接電流和焊接速度，電弧不能拉得太長，保持運條均勻。

2、未熔合缺陷:焊接時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化。形成原因:焊接速度快而焊接電流小，焊接熱輸入太低；電弧指向偏斜，坡口側壁有銹垢及污物，層間清理不徹底，使得焊材與母材間未很好熔合。

預防措施：正確選擇焊接工藝參數，焊接熱輸入，精心操作，加強層間的清理等，提高焊工操作技術水平。

3、氣孔缺陷：焊接時，熔池中的氣體在凝固時未能逸出而殘下來所形成的空穴。形成原因:焊件表面和坡口處有油、銹、水分等污物存在，熔解在熔池的氣體，在熔池冷卻過程中，因氣體熔解度急劇降低，來不及析出殘留在固體金屬內形成的。

液態鐵水有氣體，氣體沒有逸出，在焊道形成後，在焊道中有空洞，就稱氣孔。預防措施:加強焊前處理。焊前仔細清理焊件表面鐵銹、油污、水分；按規定烘乾焊條、焊劑。在天氣濕度過大或下雨天，採取有效措施，防止氣孔產生。

4、夾渣缺陷:焊後殘留在焊縫中的熔渣。在焊縫形成過程中，焊渣未能及時浮出，夾在焊道中(操作與環境溫度影響)。形成原因:焊接工藝參數不合適，使熔池溫度低，冷卻快，渣不易漂出；焊前清理不凈或層間清理不徹底。

預防措施:選用合適的坡口角度和合理的焊接工藝參數,使熔池存在的時間不要太短。焊接操作要平穩，焊條擺動的方式要有利於熔渣上浮。仔細清理坡口邊緣及焊絲表面油污。多層焊時要注意將前道焊縫的熔渣清理干凈後，再焊下一道(層)焊縫。

5、未焊透缺陷:焊接時，焊接接頭根部未完全熔透的現象，主要存在於焊縫根部。形成原因:主要有未留間隙或間隙過小、坡口角度過小、鈍邊過大，以及焊接電流過小，焊接速度過快，或焊接電壓太低，以及操作問題。

但焊縫間隙過大，焊縫內道上部易產生焊瘤，內道下部易產生內凹。GB50236-98 焊接規范對內焊道、外焊道蓋面的高度都有規定。焊接間隙在保證焊接質量的前提下，宜小不宜大，這樣做既可以保證質量，又可提高焊接效率。

預防措施:正確選用和加工坡口尺寸，保證必須的焊接間隙，正確選用焊接電流、電壓和焊接速度，認真操作，仔細地清理層間或母材邊緣的氧化物和熔渣等。

⑶ 什麼是氣門鋼

氣門鋼主要材質：42Cr9Si2、40Cr10Si2Mo、85Cr18Mo2N(X85)、53Cr21Mn9Ni4N(21-4N)、33Cr23Ni8Mn3N(23-8N)、GH4080A(80A)、51Cr8Si2、55Cr21Mn8Ni2N(21-2N)、50Cr21Mn9Ni4Nb2WN、61Cr21Mn10Mo1Nb1V1N、
5Cr21Mn9Ni4Nb2WN (21-4NWNb)、45Cr9Si3、GH4080A、GH4751等氣閥鋼，耐熱鋼棒材、鍛件、板材、環形鍛件、線材，並可根據客戶要求定製。
汽車和內燃機工業的發展，推動了閥門鋼的開發，最早的閥門鋼是20世紀20年代的0.4C-12Cr鋼。1930年開始使用8.5Cr-3Si鋼。1942年英國列人標准中的牌號為En52。稍後法國提出了10Cr-2Si-1Mo鋼。這樣就形成了以Cr-Si為主的馬氏體型閥門鋼。這種鋼在650℃以下有良好的熱強性和抗氧化性，且較經濟，各國還廣泛用於低負荷的排氣閥門和中負荷的進氣閥門。我國標准中的牌號為4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo。增加碳含量並加人鎳、鉬、鎢、釩等可提高耐熱性，發展為高碳馬氏體型耐熱鋼，碳含量達0.80%～0.85%，如X80CrSiNi20(XB）、X85CrMoV193、X80CrSiMoW152等。我國研製了新鋼種MF811。
中、高負荷的排氣閥-般採用奧氏體型閥門鋼。使用的是高碳18Cr-8Ni奧氏體鋼。為了提高鋼的熱強性添加了鎢、鉬，並相應提高了鎳的含量，如X45CrNiW189、14Cr-14Ni-2W-1Mo鋼。在21Cr-12Ni鋼中加入0.2%N進-步穩定了奧氏體並增加了鋼的硬度和延緩了碳化物的集聚。用錳代替Cr-Ni鋼中的鎳始於1945年。1950年Jenmings發現硅含量小於0.25%顯著提高了抗氧化鉛腐蝕的能力。1952年美國發明了低硅的21Cr-9Mn-4Ni-N鋼（21-4N)，與21Cr-12NiN、14Cr-14Ni-2W-Mo相比，性能優越較經濟，在汽油機排氣閥門仁迅速得到廣泛應用。在21-4N鋼某礎上添加硫改善切削性能形成了21-4NS。添加鈮、鉬、鎢和釩，提高了高溫強度、疲勞強度和耐磨性，開發了21-4WNbN，X60CrMnMoVNbN2110鋼。21-4N鋼硅低氮高，生產難度大，對其成分進行調整，成為21-2N，這種鋼用於輕負荷排氣閥更為經濟。23-8N是用於柴汕機排氣閥門較經濟的材料，性能優於21-12N和14Cr-14Ni-2W-Mo鋼，工藝性能也優於21-4N鋼。美國還致力於改善閥門鋼的高溫疲勞強度和抗腐蝕、耐磨性的研究，開發了汽油機、柴油機兩用的新型排氣閥門材料VMS513，在高溫下的疲勞強度比21-4N高40% [2] 。
我國閥門鋼的研究生產始於20世紀50年代。在YBII 1959《耐熱鋼技術條件》中列入了通4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、4Cr14Ni14W2Mo三個閥門鋼牌號。70年代開始研製21-N。80年代國產閥門鋼進入全面發展階段。引進消化了21-4WNbN，XB，21-12N，23-8N，21-2N，X85CrMoV182，X60CrMnMoVNbN2110，20-11P等

⑷ 氣門用什麼材料

GH4080A，沉澱硬化高溫合金

GH4080A概述：

GH4080A是NI-CR基沉澱硬化型變形高溫合金，使用溫度小於800℃。合金主要是以加入鋁、鈦元素形成γ′相沉澱硬化相。合金在650～850℃范圍具有良好的抗蠕變性能和抗氧化性能。該合金冷、熱加工性能良好。主要產品有熱軋和鍛制棒、冷拉棒、熱軋板、冷軋板、帶材以及環形件等。

GH4080A應用概況及特性：

合金已用於製造航空發動機的轉子葉片、導向葉片支座、扇形件安裝環、螺栓、葉片鎖板零件。此外，也用於製作汽車發動機的緊固件和葉片，以及火車用的氣門和軸件。近年來，隨著國內外艦船製造業的發展，該合金大量用於製造艦船發動機的閥門。

合金經700～850℃長期時效1000h後沒有析出TCP相。

GH4080A執行標准：

GB/T14992 高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號

HB/Z140航空用高溫合金熱處理工藝

WS9-7009 GH80A合金渦輪葉片用熱軋棒材

WS9-7011 GH80A合金熱軋、鍛制及冷拉棒材

WS9-7095 GH80A合金熱軋板材、冷軋薄板和帶材

WS9-7156 GH80A合金 冷拔（軋）無縫管

遼新6-0051 車輛和輪船用GH80A合金熱軋和鍛制棒材技術條件

QJ/DT01.63018 汽輪機葉片用GH80A合金熱軋和鍛制棒材技術條件

QJ/DT01.63019 氣閥用GH80A合金鍛件技術條件

QJ/DT01.63022 柴油機氣閥用GH80A合金圓棒技術條件

GH4080A對應牌號：

Nimonic 80A，UNS N07080，GH80A，W.NR 2.4952， W.NR 2.4631 ，AWS 031，NICR20TIAL

GH4080A特性：

主要特徵：可沉澱硬化的合金，高溫（最高815°C）伸張特性極佳。
用途舉例：船舶、坦克用柴油機的排氣閥主要採用GH4080A鍛制而成.。GH4080A具有很高的耐熱 性能，在高溫下強度高，變形抗力大，增加了鍛造成形的難度.適合於製造螺栓，燃燒室的排氣閥。

GH4080A主要規格：

GH4080A無縫管、GH4080A鋼板、GH4080A圓鋼、GH4080A鍛件、GH4080A法蘭、GH4080A圓環、GH4080A焊管、GH4080A鋼帶、GH4080A直條、GH4080A絲材及配套焊材、GH4080A圓餅、GH4080A扁鋼、GH4080A六角棒、GH4080A大小頭、GH4080A彎頭、GH4080A三通、GH4080A加工件、GH4080A螺栓螺母、GH4080A緊固件。

⑸ 下向焊的特點

在管道水平放置固定不動的情況下，焊接熱源從頂部中心開始垂直向下焊接，一直到底部中心。其焊接部位的先後順序是：平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。下向焊焊接工藝採用纖維素下向焊焊條，這種焊條以其獨特的葯皮配方設計，與傳統的由下向上施焊方法相比其優點主要表現在：
(1) 焊接速度快，生產效率高。因該種焊條鐵水濃度低，不淌渣，比由下向上施焊提高效率 50 %。
(2) 焊接質量好，纖維素焊條焊接的焊縫根部成形飽滿，電弧吹力大，穿透均勻，焊道背面成形美觀，抗風能力強，適於野外作業。
(3) 減少焊接材料的消耗，與傳統的由下向上焊接方法相比焊條消耗量減少 20 % -30 %。
(4) 焊接一次合格率可達90 %以上。
一. 下向焊技術應用
城市燃氣管道工程施工過程中，與長輸管線的野外施工不同，受到諸多外界因素限制。城市地網中，河流、公路、和頻繁的地下障礙，都為施工帶來很大難度。在管道鋪設過程中，既有穿越工程，又有過河道明開工程，還有沉管工程等；此外，作業空間小也會增加了施工的難度。針對上述出現的問題，為保證工程質量，施焊時，根據外部環境有的管段採用分段施工，分段下管，也有的管段採用溝下組焊，圍繞焊接質量從各角度加以控制。河南洛陽吉利管道焊接培訓中心在長期培訓中總結了這些理論方法，現在分享給大家！希望大家能掌握熟練的下向焊接工藝！
採用下向焊的焊接縫隙小，焊接速度快，使得與傳統上向焊工藝相比，顯得高效、節能；另外，選用的纖維素焊條，焊條電弧吹力大、抗外界干擾能力強；連續焊接，焊接接頭少，焊縫成型美觀；採用的多層多道焊操作工藝，使得焊縫的內在質量好，無損檢測合格率高。我們洛陽吉利管道焊接中心及時開展下向焊培訓業務。
1. 焊前准備：
鋼管的組對及定位焊是保證焊接質量和焊縫背面成型良好的基礎，管材單邊坡口角度為 28 ° -32 °，鈍邊厚度 1.0-1.5mm ，對口間隙 1.2-2.0mm ，最大錯邊量不大於管外徑的3 ‰，且≤2mm 。要求管道端面切口平整，不得有裂紋，且切口面與管軸線垂直，不垂直的偏差不得大於 1.5mm ；焊前分別用角磨機、電動鋼絲刷將坡口兩側表面各 50mm 的油污、浮銹、水分、泥沙、氣割後的熔渣、氧化皮等雜物以及坡口內側機加工毛刺等清除干凈，使坡口及兩側各大於 10mm 范圍的內外表面露出金屬光澤。
採用 E6010 （ AWS ）、 E7010 （ AWS ）纖維素焊條打底時，在包裝、保管良好的情況下，可不用烘乾即可施焊，否則，應進行 70 ℃ ~80 ℃烘乾，保溫 0.5~1h ，焊條重復烘乾次數不多於兩次。
定位焊縫因作為正式焊縫的一部分，通常要求焊縫長度≤ 20mm ，為利於接頭，其兩側打磨成緩坡狀。
2. 焊接材料
⑴纖維素立下向焊條
奧地利伯樂公司是生產管道焊條世界知名廠家，該公司多年來致力於開發和改善專門用於管道焊接的焊條，品種全、質量好，歐洲、澳洲和中東以及在我國該公司均有很大的市場，焊接X60-X70管的纖維素焊條有FOXCEL85。焊接X80管的有FOXCELMOFOXBVD100等。美國林肯公司也是生產纖維素焊條的著名廠家之一，該公司生產的相當於AWSE6010、E7010G、E8010G等焊條在國內管道施工中也占相當比例。此外，合伯樂公司生產的管道下向焊條PIPEMASTER系列， 瑞典伊薩公司生產的E6010、 E7010G焊條近年來也都參與了國內市場的競爭。
⑵實芯焊絲和葯芯焊絲
實芯焊絲和葯芯焊絲國外供應廠商比較多，如法國的沙福、日本神鋼以及美國的合伯樂和林肯等大公司都生產管道用各種實芯焊絲和葯芯焊絲。在我國管道焊接用葯芯焊絲以林肯公司占的比重最大，實芯焊絲LN50、LN56、LN70，葯芯焊絲OUTERSHIELD71H/81B2H以及自保護焊絲NR207、NR232等可適用強度不同等級的管道鋼的焊接。
3. 焊接工藝的選擇：
A.、手工下向焊
手工下向焊接技術與傳統的向上焊接相比具有焊縫質量好、電弧吹力強、挺度大、打底焊時可以單面焊雙面成形、焊條熔化速度快、熔敷率高等優點，被廣泛應用於管道工程建設中。隨著輸送壓力的不斷提高，油氣管道鋼管強度的不斷增加，手工下向焊接技術經歷了全纖維素型下向焊一混合型下向焊一復合型下向焊接這一發展進程。
①．全纖維素型下向焊接技術
全纖維素型下向焊接對焊機的主要要求是：
(1)具有陡降外特性，靜特性曲線A段適當提高。
(2)外拖推力電流起作用時其數值要足夠大。
(3)適當提高靜特性曲線外拖拐點，以達到小滴過度，見圖1。
全纖維型下向焊接工藝參數見表1。該工藝的關鍵在於根焊時要求單面焊雙面成形；仰焊位置時防止熔滴在重力作用下出現背面凹陷及鐵水粘連焊條。我國早期的下向焊均是纖維素型。
混合型下向焊接是指在長輸管道的現場組焊時，採用纖維素型焊條根焊、熱焊，低氫型焊條填充焊、蓋面焊的手工下向焊接技術。主要用於焊接鋼管材質級別較高的管道。陝京管道是我國第一條採用下向焊工藝和進口鋼管及焊材建成的長距離管道。
20世紀90年代末期，大壁厚管材廣泛應用國內外油、氣和水電工業長輸管道中，水電工業的壓力管道中一般管徑達1m以上，壁厚達10～60mm，在我國北方寒冷地區油氣管道壁厚也達到10～24mm。與傳統的向上焊相比，由於下向焊熱輸入低，熔深較淺，焊肉較薄，隨著鋼管壁厚的增加焊道層數也迅速增加，焊接時間和勞動強度隨之加大，單純的下向焊難以發揮其焊接速度快、效率高的特點。手工電弧焊不同壁厚鋼管焊接層次及道數推參考表見表3。而根焊、熱焊採用向下焊，填充焊與蓋面焊採用向上焊的復合下向焊技術則可發揮兩種焊接方法的優勢，達到優質高效的效果。在半自動氣體保護下向焊接技術應用於管道建設之前，大壁厚管道多採用復合型下向焊接技術。如某工業園區輸水管道工程所用鋼管規格為1400mm×14mm，材質為Q235—A。焊接過程中根焊熱焊用纖維素焊條J425G(E6010)，填充焊和蓋面焊採用普通E4303焊條，使焊縫焊道層數由單一下向焊所需的7～8層，減少為4～5層，焊接時間可縮短30min，大大提高了生產效率。因此我們洛陽吉利管焊中心緊跟市場需求，開設了纖維素-半自動葯芯自保焊下向焊專業。復合型下向焊是指根焊及熱焊採用下向焊接方法，填充焊及蓋面焊採用向上焊接方法的焊接工藝。其主要應用於焊接壁厚較大的管道。
半自動化焊接技術在我國的管道建設中的應用是20世紀90年代逐步引進、發展起來的。由於半自動焊具有生產效率高、焊接質量好、經濟性好、易於掌握等優點，自引進中國管道建設中以來迅速地發展起來。半自動下向焊接技術主要分為兩種操作方法：葯芯焊絲自保護半自動下向焊和活性氣體保護半自動下向焊。B、半自動下向焊
1．葯芯焊絲自保護半自動焊技術
葯芯焊絲適用於各種位置的焊接，其連續性適於自動化過程生產。工藝參數見表4(以X70鋼管焊接為例)。
該工藝的主要優點：
(1)質量好。焊接缺陷通常產生於焊接接頭處。同等管徑的鋼管手工下向焊接接頭數比半自動焊接接頭數多，採用半自動焊降低了缺陷的產生機率。通常應用的NR204、NR207焊絲屬低氫金屬，而傳統的手工焊多採用纖維素焊條。由此可知，半自動焊可降低焊縫中的氫含量。同時，半自動焊輸人線能量高，可降低焊縫冷卻速度，有助於氫的溢出及減少和防止出現冷裂紋。
(2)效率高。葯芯焊絲把斷續的焊接過程變為連續的生產方式。半自動焊溶敷量大，比手工焊道少，溶化速度比纖維素手工下向焊提高警惕15%～20%。焊渣薄，脫渣容易，減少了層間清渣時間。
(3)綜合成本低。半自動焊接設備具有通用性，可用於半自動焊，也可用於手弧焊或其他焊接法的焊接。以焊接厚度為8．7mm鋼管為例：手工焊至少需3組焊工完成，半自動焊只需2組焊工，至少可減少2名焊工，也相應減少了焊機數量和等輔助工裝數量。同時，葯芯焊絲有效利用率高，焊接坡口小，即節省填充金屬使用量，又提高了焊接速度，綜合成本只及手弧焊的一半。
STT型CO2半自動焊時，焊機處於短路過渡方式，電源在一個過渡周期內，根據不同電弧電壓值，輸出不同的焊接電流。CO2氣體保護焊是一種廉價，高效的焊接方法。傳統的短路過度CO2焊接不能從根本上解決焊接飛濺大，控制熔深與成型的矛盾。採用波形控制技術的STT型CO2半自動焊機，保證了焊接過程穩定，焊縫成形美觀，干伸長度變化影響小，顯著降低了飛濺，減輕了焊工勞動強度。2．CO2活性氣體保護半自動下向焊接技術
STT型CO2半自動焊以其優異的性能拓寬了CO2半自動焊在長輸管道施工中的應用領域。中國石油天然氣管道局曾在蘇丹Muglad石油開發項目中首次使用了STT型CO2半自動下向焊接技術進行管道打底焊接，焊接工藝見表6。
C、全自動氣體保護下向焊STT型CO2半自動焊與葯芯焊絲自保護半自動焊是目前國內常用的半自動下向焊接方法，展示了在管道焊接領域良好的應用前景。
管道全自動氣保護下向焊接技術使用可熔化的焊絲與主要焊金屬之間的電弧為熱焊來溶化焊絲和鋼管，在焊接時向焊接區域輸送保護氣體以隔離空氣的有害作用，通過連續送絲完成焊接。由於熔化極氣保護焊時焊接區的保護簡單，焊接區域易於觀察，生產效率高，焊接工藝相對簡單，便於控制，容易實現全位置焊接。
4. 操作方法：該工藝可實現全位置多機頭同時工作，打底焊可從管內部焊接，也可從管外部焊接。打底焊可採用向上焊以防止熔透不夠成燒穿，易於單面焊雙面成型。焊接參數的調節一般在控制台或控制面板上，主要調節參數有：電壓、送絲速度、每個焊頭移動速度、擺動頻率、擺動寬度及擺延遲時間。應當注意的是，因每條焊道焊接參數不同，整個焊縫的焊接參數應根據管材規格及現場條件，通過焊接試驗合格後方可應用於生產。管道全自動氣保護焊技術以其焊接質量高，焊接速度快等優點，在國外已經普及，而國內則處於推廣階段，全自動氣體保護下向焊接技術是我國長輸管道及市政燃氣管道下向焊接技術發展的方向。
⑴根焊：
根焊是整個管接頭焊接質量的關鍵。操作時，要求焊工必須正確掌握運條角度和運條方法，並保持均勻的運條速度。施焊時，一名焊工先從管接頭的 12 點往前 10mm 處引弧，採用短弧焊作直線運條，也可有較小擺動，但動作要小，速度要快，要求均勻平穩，做到「聽、看、送」的統一，即既要「聽」到電弧擊穿鋼管的「撲撲」聲，又要「看」到熔孔的大小，觀察判斷出熔池的溫度，還要准確地將鐵水「送」至坡口根部。熄弧時，應在熔池下方做一個熔孔，應比正常焊接時的熔孔大些，然後還要迅速用角磨機將收弧處打磨成 15~20mm 的緩坡，以利於再次引弧。要求在根焊時，在根焊焊接超過 50% 後，撤掉外對口器，但對口支座或吊架應至少在根焊完成後撤離。
⑵熱焊：
熱焊與根焊時間間隔應小於5min ，目的是使焊縫保持較高溫度，以提高焊縫力學性能，防止裂紋產生。熱焊的速度要快，運條角度也不可過大，以避免根部焊縫燒穿。
⑶填充焊：
第三、四遍焊接為填充焊，具體工作中，可根據填充高度的不同，適當加大焊接電流，稍做橫向或反月牙擺動。同熱焊一樣，焊前須用角磨機對上一層焊縫進行打磨，避免因清渣不幹凈造成夾渣等缺陷。另外，合理掌握焊條角度、控制相應弧長也是防止缺陷產生的主要前提。
⑷蓋面焊：
蓋面焊前的清渣及打磨處理應有利於蓋面層的焊接，通過焊條的適當擺動，可將坡口兩側覆蓋，克服坡口未填滿及咬邊等缺陷，通常覆蓋寬度按相關規范及工藝執。兩名焊工收弧時應相互配合，一人須焊過 6 點位置 5~10mm 後熄弧。
在上述各層焊縫施焊中，應注意焊接接頭不能重疊，應彼此錯開 20~30mm ，用角磨機對各層焊縫進行清理，清理的結果應能有利於下道焊縫施焊的焊接質量。
5. 焊縫檢測：
⑴焊縫表面質量要求：
施焊後的焊縫，按《管道下向焊焊接工藝規程》（ SY/T4071-93 ）規定，應清除熔渣、飛濺物等雜物，焊縫表面不得有裂紋、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷；咬邊深度≤ 0.5mm ，在任何長 300mm 焊縫中兩側咬邊累計長度≤ 50mm ；焊縫余高 0.5~2.0mm ，個別部位（管底部處於時鍾5~7 時位置）不超過 3mm ，且長度不超過 50mm ；焊縫寬度比坡口每側增寬 0.5~2.0mm 為宜。
⑵無損檢驗：
依據 SY4065-93 《石油天然氣鋼質管道對接焊縫超聲波探傷質量分級》和 SY4056-93 《石油天然氣鋼質管道對接焊縫射線照相及質量分級》對焊縫進行 100% 超聲波探傷和 100% 射線探傷，Ⅱ級為合格。
6. 缺陷分析：
在下向焊焊接施工中，存在的缺陷種類主要有：未焊透、未熔合、內凹、夾渣、氣孔、裂紋等缺陷。在立焊與仰焊位置，裂紋、內凹的出現幾率較多，尤其裂紋更集中地出現在仰焊位置，這與起初定位焊後過早撤除外對口器關系密切；而內凹則是因為根焊時，電弧吹力不夠，另外鐵水受重力作用而導致，這與焊工的技能水平有一定關系；多數的未焊透和未熔合與鋼管組對時的錯邊、焊接時工藝參數的波動、操作者的水平、運條方法的選用、工作時急於求成等因素有一定關聯；氣孔和夾渣除去與環境、選用規范、母材和焊材的預處理有關外，焊縫的冷卻速度對該缺陷的影響更大些。
焊接接質量好，可以節省焊接材料，降低工人勞動強度。