表120钢管化学成分
元素 C Si Mn S P
含量(%) 0.22～0.23 0.21～0.22 0.50～0.51 0.028～0.029 0.01～0.014
表2焊材化学成分(%)
牌号 C Si Mn S P Cr Ni Cu
ER49-1 ≤0.11 0.65～
0.95
1.80～
2.10
≤0.030 ≤0.030 ≤0.20 / /
H08A 0.10 0.038～
0.034
0.46
0.024～
0.035
0.01
0.02～
0.021
0.029～
0.043
0.074～
0.077
H08Mn2Si 0.09～
0.11
0.79～
0.88
1.88～
1.94
0.011～
0.017
0.014～
0.016
≤0.15 ≤0.20 /
TIG-J50 0.107 0.653 1.57 0.024 0.038 / / / E4303 0.08 0.16 0.43 0.010 0.019 / / /
表320钢管机械性能
参量σb(MPa) σs(MPa) δ8(%)
数值412.4～470.4 264.6～371.6 29～37
表4E4303焊条机械性能
参量σb(MPa) σ0.2(MPa) δ5(%) A Kv(J)-20℃
数值470 390 28.2 86.84、76平均82
焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、表7。
表5焊接试验工艺参数
接头型式和层次分
组
焊接工艺参数
焊
道
焊接
电
源
焊接直径
焊
接
电
流
(A)
焊
接
电
压
(V)
焊接速
度
(cm/min)
线能量
(kJ/cm) 方法
极
性
材料(mm)
20钢管：
D57×5mm水平
固定1
1 TIG
SMAW
正
接
H08A
E4303
1.6 85 12 5 1
2.2
2 2.5 80 22 6 21.1 2
1 TIG
SMAW
正
接
H08Mn2Si
E4303
1.6 85 12 4.8 1
2.8
2 2.5 80 22 6 21.1
3 1 TIG
正
接
TIG-J50 2.5 90 15 6 13.5
2
SMAW E4303
2.5 90 23 6 20.7
20钢管：
D57×5mm垂直
固定4
1
2-3
1
2-3
1
2-3
TIG
SMAW
正
接
H08A
E4303
1.6 85 12 8 7.65
2.5 85 22 11 10.2 5
6
TIG
SMAW
正
接
H08Mn2Si
E4303
TIG-J50
E4303
1.6 85 12 5 1
2.2
2.5 85 22 10.6 10.6
TIG
SMAW
正
接
2.5 90 15 8 10.13
2.5 80 22 10 10.56
表6RT探伤结2.5果
分组号缺陷性质判定级别
1 多点气孔Ⅰ、Ⅱ
2 夹渣Ⅱ
3 无Ⅰ
4 多点气孔Ⅰ
5 无Ⅰ
6 夹渣Ⅱ
表7机械性能试验
分组号
拉力试验值
δb(MPa)
弯曲试验结果
90°面弯90°背弯
1461.1、452.1 无裂纹合格无裂纹合格
2 480、480 无裂纹合格无裂纹合格
3 460、450 无裂纹合格无裂纹合格
4 460.8、450.2 无裂纹合格无裂纹合格
5 485、495 无裂纹合格无裂纹合格
6 430、445 无裂纹合格无裂纹合格
2现场焊接
我们在施工现场进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢管时，曾采用过H08(或H08A)、H08Mn2Si、TIG-J50及ER705-3和瑞典OK焊丝，十多年的应用经验表明，没有发生焊接质量事故，焊缝能够满足设计和使用要求。
不同焊丝的差别主要是：使用H08A焊丝TIG打底时，焊缝根部容易产生气孔，焊缝成型差；使用H08Mn2Si和TIG-J50焊丝打底时，焊缝成型好，易于手工操作，气孔很少，焊缝质量容易保证。
由于
H08Mn2Si是国内生产的埋弧焊焊丝，容易采购，H08Mn2Si焊丝在手工钨极氩弧焊打底中得到广泛应用。
3分析
手工钨极氩弧焊打底所选用的焊丝，除应满足机械性能要求外，还应具有良好的可操作性并且不产生缺陷。
从焊接工艺试验的机械性能可以看出，H08Mn2Si焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝的较高；从无损探伤和现场手工焊接操作性上看，H08A焊丝打底容易产生气孔，且焊缝成型差；从化学成分的Mn、Si元素含量看，H08Mn2Si元素和ER49-1相当，TIG-J50次之，H08A最低。
经过对比分析可以认为，采用H08A焊丝TIG打底焊产生气孔、成型差的原因，关键在于其Mn、Si元素的含量。
焊缝中Mn、Si是主要合金化元素，同时也是一种较好的脱氧剂，Si脱氧能力比Mn要强，Mn 和Si都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，而Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。
因此，必须使焊缝材料保持适当的Mn/Si 比值，该比值愈高，焊缝金属的韧性愈好，一般认为Mn/Si＜2对焊缝韧性不利。
4结论
采用手工钨极氩弧焊工艺进行低碳钢打底焊，选用H08(或H08A)焊丝是不合适的，施工中选用H08Mn2Si、TIG-J50、ER49-1是可行的。
在目前生产TIG-J50和ER49-1焊丝的厂家较少的情况下，进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢选用H08Mn2Si焊丝是合理的。
我们经过十多年的应用，没有发现因焊丝强度较高，导致焊缝的淬硬倾向，而产生延迟裂纹等焊接质量事故。