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： 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)充氮?dú)?；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(huì)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(duì)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 OmmOmm1mm,1mm,坑深度不超過 0.3mm0.3mm, ,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 OmmOmmO.3mm,O.3mm,針對(duì)此情況，對(duì)該工程薄壁

2、不銹鋼管道的焊接，反復(fù)研究、試驗(yàn)、總結(jié)焊接技術(shù)數(shù)據(jù)，改進(jìn)和提高焊接技術(shù)，保證了工程安裝質(zhì)量要求。1 1、焊接設(shè)備選擇由于本工程不銹鋼管壁薄 1mm-2mm1mm-2mm, ,焊接熔淺，焊縫要求雙面成型，管口不被氧化等條件，選擇直流鴇極氮弧焊機(jī)（正接法），焊機(jī)型號(hào)為 ATAT180180。它具有以下特點(diǎn)：能滿足本工程薄壁不銹鋼管焊接的要求。鴇極因發(fā)熱量小，不易過熱，同樣大小直徑的鴇極可以采用較大的電流，工件發(fā)熱量大，生產(chǎn)率高，而且由于鴇極為陰極，熱電子發(fā)射力強(qiáng)，電弧穩(wěn)定而集中。氮?dú)庥行У馗艚^周圍空氣，鴇極不發(fā)生反應(yīng)，鴇極量弧焊中電弧還有自動(dòng)清除工件表面氧化的作用。鴇極電弧穩(wěn)定，即在很小的焊接電流

3、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制， 因而熱輸人易調(diào)節(jié).可進(jìn)行各種位置的焊接，也是實(shí)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(huì)產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。2 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)鴇極氮弧焊機(jī)（AT-18OAT-18O）的性能和其優(yōu)點(diǎn)，選擇管內(nèi)充氮?dú)馐止d極氮弧焊。選用的依據(jù)主要是氮?dú)馐嵌栊詺怏w，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(shí)還減少了清渣和酸純化等工序，焊速快，工效

4、高，能滿足工程質(zhì)量和工期要求。3 3、焊接工藝要求3.13.1 氣體保護(hù)效果氮弧焊的保護(hù)氣體氧氣是柔性的，極易受到外界因素?cái)_動(dòng)而遭破壞，為得到良好的保護(hù)效果，應(yīng)注意以下幾個(gè)因素：氣體的流量從理論上看，氣體的流量越大，保護(hù)層抵抗空氣影響能力愈強(qiáng)但是在實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣體流量過大時(shí)，保護(hù)層會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的流動(dòng)，反而使空氣卷入，降低保護(hù)效果，影響焊縫質(zhì)量同時(shí)也浪費(fèi)氣體，所以在焊接時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況選擇(見表 1)1)。管道壁厚(mm)焊接電流(A)焊接電壓(V)亞流里(L/min)噴咀直徑(mm)鴇極伸長(mm)焊絲直徑(mm)焊接層次240-5020-2112108-101.611253020-

5、218-10108-101.61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(shí)增大。這時(shí)被保護(hù)區(qū)也必然增大，保護(hù)效果愈好。但是噴嘴過大時(shí)，會(huì)防礙某些位置的焊接，或會(huì)防礙焊工視線，而影響焊接效果，影響質(zhì)量。止匕外，氨氣消耗量增大，會(huì)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)1)。噴嘴到工件的距離一般認(rèn)為，距離越遠(yuǎn)，保護(hù)教果越羞，反之則越好，但實(shí)踐證明，噴嘴至工件之間的距離只能根據(jù)鴇棒的伸出長度來確定，如鴇棒伸出長度為 2mm2mm 一3mm3mm(我國常規(guī))時(shí)，則噴嘴到工件的距離為 2mm2mm3mm3mm。但這樣的伸出長度在該工程的薄壁不銹鋼管道焊接中，

6、是無法達(dá)到要求的。我們經(jīng)試驗(yàn)采用鴇極伸出長度為8mm8mm10mm10mm, ,這時(shí)噴咀到工件的距離為 10mm10mm13mm13mm, ,以薄壁小口徑不銹鋼管道，此法獲得較窄的焊縫，且表面光滑，根部焊透，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氮弧焊時(shí)，由于焊炬本身移動(dòng)速度大而快，如遇到正氣流侵襲，保護(hù)氣體就可能偏離被保護(hù)融池，保護(hù)效果就會(huì)顯著變差。盡量避免在室外操作，如確需在室外操作時(shí).應(yīng)采用擋風(fēng)裝置，同時(shí)要注意控制一定的焊速。管內(nèi)充氫氣保護(hù)管內(nèi)充氧氣保護(hù)，在引弧前 1O1O 秒一 2020 秒，啟動(dòng)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(duì)小管道可采用滿充，對(duì)

7、大口徑管道采取局部充氮，以減少氧氣用量（見圖 1 1）。3.3.2 2 鴇極直徑鴇極直徑根據(jù)管壁厚薄程度選擇， 管壁越厚所需電池越大，鴇極直徑要直應(yīng)增大，反之則小。定的鴇極直徑具有一定的極限電流，如果焊接電流超過鴇極可能承受的極限電流，鴇極就要強(qiáng)烈發(fā)熱，甚至融化蒸發(fā)，引起弧不穩(wěn)，焊縫夾鴇。本工程選擇鴇極直徑為 1.6mmo1.6mmo3.3.3 3 焊接電源種類與極性鴇極氮弧焊電源分交、直流兩種，極性分正接法和反接法兩種。選擇時(shí)，主要取決于被焊工件的材質(zhì)。對(duì)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(diǎn)在鴇極上比較穩(wěn)定，電子發(fā)射力強(qiáng)，電弧穩(wěn)定，可采用較大的許可電流，而鴇極

8、燒損少，焊接質(zhì)量有保證。3.3.4 4 焊接規(guī)范的選擇焊接規(guī)范是否合理.直接影響焊接質(zhì)量，由以上凡點(diǎn)理論分析及該廠薄壁不銹鋼管道焊接的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及數(shù)據(jù)，將其選擇的焊接規(guī)范列于表 1 1。3.3.5 5 焊接引弧更熄弧提前 1O1O 秒2020 秒啟動(dòng)開關(guān)充氮?dú)?，以排除管?nèi)的空氣，并調(diào)節(jié)流量計(jì)到所需的氣流量，然后方可引弧進(jìn)行焊接。在管道焊接時(shí)，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，除了鴇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(duì)管件進(jìn)行點(diǎn)焊固定.一般不加填充金屬，由工件自熔，一般先點(diǎn)兩點(diǎn)各為2020 度，第三點(diǎn)是仰焊處為弧點(diǎn)（360.C

9、360.C）起弧時(shí)焊把與工件的角度為 9090 度.根據(jù)被焊接管道的大小逐步改變角度。操作時(shí)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(dòng)。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(duì)穩(wěn)定，電弧不發(fā)生長短變化，可獲得較理想的焊接接頭。止匕外，在焊接過程中，焊把不能橫向擺動(dòng)，在每焊道或轉(zhuǎn)角需熄弧時(shí)，關(guān)閉開關(guān)后不能立即抬起焊把，應(yīng)停留 5 5 秒1O1O 秒，待弧坑冷卻到一定溫度后才能抬起焊把。否則該處會(huì)發(fā)黑，焊縫表面會(huì)氧化。4 4 管及管件法蘭焊接管對(duì)接：管組對(duì)時(shí)，內(nèi)壁內(nèi)齊，對(duì)口間隙 OmmOmm0.1mm,0.1mm,如圖 2 2 所示

10、。為保證組對(duì)尺寸，防止焊接變形和錯(cuò)位，影響焊接的正常進(jìn)行和焊縫成形.大都進(jìn)行了定位焊.定位焊點(diǎn)的間距根據(jù)被焊材料的牌號(hào)、厚度、接頭型式而定。不銹鋼由于比低碳鋼的線膨脹系數(shù)大，焊接變形大，故點(diǎn)焊應(yīng)小。對(duì)較薄的易變形的焊件，間距也應(yīng)小，對(duì)鋼性較大和裂紋傾向大的焊件，為避免焊點(diǎn)開裂，應(yīng)采用長焊點(diǎn)，并縮短定位焊點(diǎn)尺寸。定位焊應(yīng)保證完全焊透和連接可靠，焊點(diǎn)應(yīng)低平，并不宜過長、過寬、過高,以免影響焊接正常進(jìn)行和焊縫成型，為避免定位焊點(diǎn)氧化，點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)使氮?dú)庠邳c(diǎn)焊處停留到焊點(diǎn)凝固不受氧化為止。如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)焊開裂，應(yīng)及時(shí)處理，防止缺陷留在焊縫內(nèi)，影響焊接質(zhì)量。焊接時(shí)，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(hù)

11、，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(duì)管徑小的管道，可采用整管充氮，這種充量方法比較簡單。但隨著管線長度增加，氧氣浪費(fèi)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?。ň嗪缚?00mm-300mm200mm-300mm）, ,在水壓試驗(yàn)時(shí)，可溶紙自行溶化。厚薄管對(duì)接。厚度不等的不銹鋼管對(duì)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 2mm2mm, ,部分設(shè)備舶管道 5mm5mm6mm6mm 厚，管壁厚度差 3mm3mm4mm4mm 厚，無法按規(guī)定的要求處理，如不處理.會(huì)出現(xiàn)未焊透，焊瘤或無法焊接等問題，主要原因是焊接時(shí)薄壁管已熔化

12、，而厚壁仍未達(dá)到熔點(diǎn)溫度。為避免問題的出現(xiàn)，必須將厚壁管磨成 4545 度坡口，薄管加成 2020 度坡口，這樣，焊后就完全能滿足質(zhì)量要求（見圖 3 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(tái)理加工；否則就不能滿足要求。下料時(shí)，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 4）。加工后進(jìn)行裝配點(diǎn)焊時(shí)，應(yīng)由技術(shù)較好的焊工進(jìn)行，每焊一個(gè)三叉口的 1/4,1/4,有四次角度變化，每次送絲速度都不同，在二管夾角為 9090 度。處為關(guān)鍵部位，這里的焊速應(yīng)較慢.才能焊透,然后相應(yīng)加快焊速，把與工件夾角保持 75758O8O 度之問。焊后

13、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(shí)，點(diǎn)焊兩點(diǎn) 180180 度，找出翻邊與管道同心后，方可點(diǎn)焊其他固定點(diǎn)。焊接的具體方法與管子焊接相同。5 5、焊后的表面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(jìn)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(xì)地清蹤焊縫逢圍的焊屑，然后用刷子涂上除斑劑，除斑劑配比如下：酸洗液配比：鹽酸（比重 1.191.19）20m120m1、水 100ml100ml、硝酸（比重 1 1.42.42）3Om13Om1鈍化液配比：硝酸（比重 1.1.4242）5