不銹鋼薄壁管焊接方法

1、薄壁不銹鋼管道焊接技術(shù)研究來源： ytbxw 編輯：日期：2007-11-30加入收藏 摘 要：介紹薄壁不銹鋼管道焊接的技術(shù)、方法和焊接的工藝參數(shù)。 關(guān)鍵詞：薄壁不銹鋼管；焊接；管內(nèi)充氬氣；雙面成型 薄壁不銹鋼管輸送的介質(zhì)為生產(chǎn)原料或者產(chǎn)品。如果管道在安裝過程中。管內(nèi)焊縫有毛刺、凹坑、焊縫過高等缺陷，會導(dǎo)致產(chǎn)品或原料在管內(nèi)積留造成腐爛變質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以對該種管道的焊縫成型要求特別高，要求雙面成型，不允許咬邊和未焊透焊縫高度Omm1mm，坑深度不超過03mm，尤其是管內(nèi)焊縫必須成型均勻，光滑無毛刺，焊縫高度均勻OmmO3mm，針對此情況，對該工程薄壁不銹鋼管道的焊接，反復(fù)研究、試驗、總結(jié)焊

2、接技術(shù)數(shù)據(jù)，改良和提高焊接技術(shù)，保證了工程安裝質(zhì)量要求。 1、焊接設(shè)備選擇 由于本工程不銹鋼管壁薄1mm-2mm，焊接熔淺，焊縫要求雙面成型，管口不被氧化等條件，選擇直流鎢極氬弧焊機(正接法)，焊機型號為AT一180。它具有以下特點：能滿足本工程薄壁不銹鋼管焊接的要求。 鎢極因發(fā)熱量小，不易過熱，同樣大小直徑的鎢極可以采用較大的電流，工件發(fā)熱量大，生產(chǎn)率高，而且由于鎢極為陰極，熱電子發(fā)射力強，電弧穩(wěn)定而集中。 氬氣有效地隔絕周圍空氣，鎢極不發(fā)生反應(yīng)，鎢極氬弧焊中電弧還有自動清除工件外表氧化的作用。 鎢極電弧穩(wěn)定，即在很小的焊接電流下仍可穩(wěn)定燃燒一特別適用于薄壁管的焊接。 熱源和填充焊絲可分別控

3、制，因而熱輸人易調(diào)節(jié)可進行各種位置的焊接，也是實現(xiàn)單面焊雙面成型的理想方法。 由于填充焊絲不通過電弧，故不會產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。2、焊接方法的選擇 焊接方法的選擇應(yīng)根據(jù)被焊工件的材質(zhì)和質(zhì)量要求等情況來決定。該工程主要是薄壁小口徑不銹鋼管道，焊縫要球雙面成型，光滑無毛刺，按這種情況，根據(jù)鎢極氬弧焊機(AT-18O)的性能和其優(yōu)點，選擇管內(nèi)充氬氣手工鎢極氬弧焊。選用的依據(jù)主要是氬氣是惰性氣體，在焊接中被焊金屬和焊絲的合金元素不易被燒損，焊縫成型美觀、光滑、無毛刺、質(zhì)量好，同時還減少了清渣和酸純化等工序，焊速快，工效高，能滿足工程質(zhì)量和工期要求。 3、焊接工藝要求 3.1 氣體保護效果 氬弧焊的

4、保護氣體氬氣是柔性的，極易受到外界因素擾動而遭破壞，為得到良好的保護效果，應(yīng)注意以下幾個因素： 氣體的流量 從理論上看，氣體的流量越大，保護層抵抗空氣影響能力愈強但是在實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣體流量過大時，保護層會產(chǎn)生不規(guī)則的流動，反而使空氣卷入，降低保護效果，影響焊縫質(zhì)量同時也浪費氣體，所以在焊接時必須根據(jù)實際情況選擇(見表1)。 管道壁厚mm焊接電流A焊接電壓V氬氣流量Lmin噴咀直徑mm鎢極伸長mm焊絲直徑mm焊接層次240502021121081012530202181010810噴嘴直徑 噴嘴直徑與氣體流量的大小成正比，噴嘴直徑增大，氣體流量同時增大。這時被保護區(qū)也必然增大，保護效果愈

5、好。但是噴嘴過大時，會防礙某些位置的焊接，或會防礙焊工視線，而影響焊接效果，影響質(zhì)量。此外，氨氣消耗量增大，會增加工程成本，故噴嘴直徑應(yīng)根據(jù)管道的厚薄程度來確定(見表1)。 噴嘴到工件的距離 一般認為，距離越遠，保護教果越羞，反之則越好，但實踐證明，噴嘴至工件之間的距離只能根據(jù)鎢棒的伸出長度來確定，如鎢棒伸出長度為2mm一3mm(我國常規(guī))時，則噴嘴到工件的距離為2mm一3mm。但這樣的伸出長度在該工程的薄壁不銹鋼管道焊接中，是無法到達要求的。我們經(jīng)試驗采用鎢極伸出長度為8mm一10mm，這時噴咀到工件的距離為l0mm一13mm，以薄壁小口徑不銹鋼管道，此法獲得較窄的焊縫，且外表光滑，根部焊透

6、，也不出現(xiàn)凸凹現(xiàn)象，雙面成型效果好。 焊接速度和外界氣流 氬弧焊時，由于焊炬本身移動速度大而快，如遇到正氣流侵襲，保護氣體就可能偏離被保護融池，保護效果就會顯著變差。盡量防止在室外操作，如確需在室外操作時應(yīng)采用擋風(fēng)裝置，同時要注意控制一定的焊速。 管內(nèi)充氫氣保護 管內(nèi)充氬氣保護，在引弧前1O秒一20秒，啟動開關(guān)送氣閾，將管內(nèi)的空氣排除，并調(diào)節(jié)流量表所需的流量，對小管道可采用滿充，對大口徑管道采取局部充氬，以減少氬氣用量(見圖1)。32鎢極直徑 鎢極直徑根據(jù)管壁厚薄程度選擇，管壁越厚所需電池越大，鎢極直徑要直應(yīng)增大，反之則小。定的鎢極直徑具有一定的極限電流，如果焊接電流超過鎢極可能承受的極限電流

7、，鎢極就要強烈發(fā)熱，甚至融化蒸發(fā)，引起弧不穩(wěn)，焊縫夾鎢。本工程選擇鎢極直徑為。 33焊接電源種類與極性 鎢極氬弧焊電源分交、直流兩種，極性分正接法和反接法兩種。選擇時，主要取決于被焊工件的材質(zhì)。對該工程不銹鋼的焊接應(yīng)選擇直流電源，正接法(工件正接)。所以陰極斑點在鎢極上比較穩(wěn)定，電子發(fā)射力強，電弧穩(wěn)定，可采用較大的許可電流，而鎢極燒損少，焊接質(zhì)量有保證。34焊接標(biāo)準(zhǔn)的選擇 焊接標(biāo)準(zhǔn)是否合理直接影響焊接質(zhì)量，由以上凡點理論分析及該廠薄壁不銹鋼管道焊接的實際經(jīng)驗及數(shù)據(jù)，將其選擇的焊接標(biāo)準(zhǔn)列于表1。 35焊接引弧夏熄弧 提前l(fā)O秒20秒啟動開關(guān)充氬氣，以排除管內(nèi)的空氣，并調(diào)節(jié)流量計到所需的氣流量，然

8、后方可引弧進行焊接。在管道焊接時，焊把的角度根據(jù)焊接位置的不同而作相應(yīng)的改變，該廠的薄壁不銹鋼管道焊接，除了鎢極伸出長度與我國一般規(guī)定不同外，焊把角度的變化和操作方法也有所不同，如對管件進行點焊固定一般不加填充金屬，由工件自熔，一般先點兩點各為20度，第三點是仰焊處為弧點(360.C)起弧時焊把與工件的角度為90度根據(jù)被焊接管道的大小逐步改變角度。操作時則以食、母指夾往焊把，其余三指扶住管，沿著管壁自下而上順園周方向移動。這種方法的好處是夾焊把之手可借管來穩(wěn)定，持續(xù)操作不發(fā)抖，焊把和工件保持的距離相對穩(wěn)定，電弧不發(fā)生長短變化，可獲得較理想的焊接接頭。此外，在焊接過程中，焊把不能橫向擺動，在每焊

9、道或轉(zhuǎn)角需熄弧時，關(guān)閉開關(guān)后不能立即抬起焊把，應(yīng)停留5秒lO秒，待弧坑冷卻到一定溫度后才能抬起焊把。否則該處會發(fā)黑，焊縫外表會氧化。 4管及管件法蘭焊接 管對接：管組對時，內(nèi)壁內(nèi)齊，對口間隙Omm，如圖2所示。為保證組對尺寸，防止焊接變形和錯位，影響焊接的正常進行和焊縫成形大都進行了定位焊定位焊點的間距根據(jù)被焊材料的牌號、厚度、接頭型式而定。不銹錒由于比低碳鋼的線膨脹系數(shù)大，焊接變形大，故點焊應(yīng)小。對較薄的易變形的焊件，間距也應(yīng)小，對鋼性較大和裂紋傾向大的焊件，為防止焊點開裂，應(yīng)采用長焊點，并縮短定位焊點尺寸。 定位焊應(yīng)保證完全焊透和連接可靠，焊點應(yīng)低平，并不宜過長、過寬、過高，以免影響焊接正

10、常進行和焊縫成型，為防止定位焊點氧化，點焊時應(yīng)使氬氣在點焊處停留到焊點凝固不受氧化為止。如發(fā)現(xiàn)點焊開裂，應(yīng)及時處理，防止缺陷留在焊縫內(nèi)，影響焊接質(zhì)量。 焊接時，由于不銹鋼和氧的親和力很大，管內(nèi)側(cè)必須充氫氣保護，以保證內(nèi)壁成型焊縫不受氧化。并防止熔焊金屬過燒產(chǎn)生焊接缺陷對管徑小的管道，可采用整管充氬，這種充氬方法比較簡單。但隨著管線長度增加，氬氣浪費較大，一般情況下，采用分段組裝焊接，少量的中間焊口用可溶紙把所焊管口兩側(cè)堵住(距焊口2OOmm300mm)，在水壓試驗時，可溶紙自行溶化。 厚薄管對接。厚度不等的不銹鋼管對接，出現(xiàn)在設(shè)備管頭壁厚，配裝的管道壁簿，該廠的管道大部分2mm，部分設(shè)備舶管道

11、5mm6mm厚，管壁厚度差3mm4mm厚，無法按規(guī)定的要求處理，如不處理會出現(xiàn)未焊透，焊瘤或無法焊接等問題，主要原因是焊接時薄壁管已熔化，而厚壁仍未到達熔點溫度。為防止問題的出現(xiàn)，必須將厚壁管磨成45度坡口，薄管加成20度坡口，這樣，焊后就完全能滿足質(zhì)量要求見圖3。 三叉管的焊接：三叉管焊口焊接的關(guān)鍵：下料要準(zhǔn)確；裝配要合理；坡口要臺理加工；否則就不能滿足要求。下料時，開孔的孔徑應(yīng)與連接管的內(nèi)徑相等，然后開坡口，連接管同樣必須做坡口加工(見圖4)。加工后進行裝配點焊時，應(yīng)由技術(shù)較好的焊工進行，每焊一個三叉口的l4，有四次角度變化，每次送絲速度都不同，在二管夾角為90度。處為關(guān)鍵部位，這里的焊速

12、應(yīng)較慢才能焊透，然后相應(yīng)加快焊速，把與工件夾角保持758O度之問。焊后內(nèi)部光滑平整，符舍質(zhì)量要求。 法蘭翻邊焊接：均采用活套法蘭形式連接，翻邊與管子焊接，焊接時，點焊兩點180度，找出翻邊與管道同心后，方可點焊其他固定點。焊接的具體方法與管子焊接相同。 5、焊后的外表處理 不銹鋼管焊接后，焊縫及焊縫周圍有氧化及焊斑，需要進行處理。使用不銹鋼刷或其它不銹鋼工具，將焊接處的焊屑除去刷凈，然后采用以下方法將焊縫或焊縫周圍的斑潰除去。仔細地清蹤焊縫逢圍的焊屑，然后用刷子涂上除斑劑，除斑劑配比方下： 酸洗液配比：鹽酸(比重119)20ml、水100ml、硝酸(比重142)3Oml鈍化液配比：硝酸(比重142)5%、重銘酸鉀2，其