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不銹鋼管具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，常應(yīng)用于具有腐蝕性介質(zhì)的輸送管道中，對(duì)焊接接頭的質(zhì)量要求很高，內(nèi)表面要求成形良好，焊接難度較高，并且容易產(chǎn)生一些缺陷。在大管道焊接中采用TIG、MAG聯(lián)焊工藝，既可以有效的防止焊接缺陷，又能保證焊接質(zhì)量，提高焊接生產(chǎn)效率。

  不銹鋼管是一種中空的長條鋼材，大量用作輸送流體的管道，如石油、天燃?xì)�、水、煤氣、蒸氣等。不銹鋼管在抗彎、抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，廣泛用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)，也常用作生產(chǎn)各種常規(guī)武器、機(jī)管、炮彈等。對(duì)于承受流體壓力的鋼管需要較厚的管壁，都要進(jìn)行液壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)其耐壓能力和質(zhì)量，在規(guī)定的壓力下不發(fā)生泄漏、浸濕或膨脹。下面以直徑Ф的-不銹鋼159mm×12mm1Cr18Ni9Ti管為例介紹其水平固定焊接方法。

1    焊接分析

1.1    1Cr18Ni9Ti不銹鋼Ф159mm×12mm大管水平固定對(duì)接接頭主要用于核電設(shè)備及某些化工設(shè)備中需要耐熱耐酸的管道中，焊接難度較高，對(duì)焊接接頭質(zhì)量要求很高，內(nèi)表面要求成形良好，凸起適中，不內(nèi)凹，焊后要求PT、RT檢驗(yàn)。以往均采用TIG焊或手工電弧焊，前者效率低、成本高, 后者質(zhì)量難以保證且效率低。為了既保證質(zhì)量又提高效率，采用TIG內(nèi)、外填絲法焊底層，MAG 焊填充及蓋面層，使質(zhì)量和效率都得到保證。

1.2    1Cr18Ni9Ti不銹鋼熱膨脹率、導(dǎo)電率均與碳鋼及低合金鋼的差別較大，且熔池流動(dòng)性差，成形較差，特別在全位置焊接時(shí)更突出。以往對(duì)MAG（Ar+1%~2%O）焊不銹鋼，一般只用于2平焊及平角焊。在MAG焊過程中，焊絲伸出長度必須小于10mm，焊機(jī)擺動(dòng)幅度、頻率、速度及邊緣停留時(shí)間配合適當(dāng)，動(dòng)作協(xié)調(diào)一致，隨時(shí)調(diào)整焊機(jī)角度，使焊縫表面邊緣熔合整齊、成形美觀，以保證填充及蓋面層質(zhì)量。

2    焊接方法

        材質(zhì)為管件規(guī)格為Ф 1Cr18Ni9Ti，159mm×12mm，采用手工鎢極氬弧焊打底，混合氣體（保護(hù)焊填充及蓋面焊，立向上的水CO+Ar）2平固定全位置焊接。

3    焊前準(zhǔn)備

3.1    清理油、污物，將坡口面及周圍10mm內(nèi)修磨出金屬光澤。

3.2    檢查水、電、氣路是否暢通，設(shè)備及附件應(yīng)狀態(tài)良好。

3.3    按尺寸進(jìn)行裝配，定位焊采用肋板固定（2 點(diǎn)、7點(diǎn)、11點(diǎn)為肋板固定）見圖1，也可采用坡口內(nèi)定位焊，但必須注意定位焊質(zhì)量。

3.4    管內(nèi)充氬氣保護(hù)。

3.5    管子裝配見圖2。鈍邊p=0.5mm，間隙b=3.5 ~4mm。  

4    TIG焊工藝

4.1    焊接參數(shù)

        采用Ф的鎢極，鎢極伸出長2.5mmWCe-20度~不預(yù)熱，噴嘴直徑其它參數(shù)46mm，12mm，見表。1

4.2    操作方法

（1）)管子對(duì)接水平固定焊縫是全位置焊接。因此焊接難度較大，為防止仰焊內(nèi)部焊縫內(nèi)凹，打底層采用仰焊部位（六點(diǎn)兩側(cè)各內(nèi)填60°）絲，立、平焊部位外填絲法進(jìn)行施焊。        

（2）引弧前應(yīng)先在管內(nèi)充氬氣將管內(nèi)空氣置換干凈后再進(jìn)行焊接，焊接過程中焊絲不能與鎢極接觸或直接深入電弧的弧柱區(qū)，否則會(huì)造成焊縫夾鎢和破壞電弧穩(wěn)定，焊絲端部不得抽離保護(hù)區(qū)，以避免氧化影響質(zhì)量。

（3）由過點(diǎn)處起焊，無論什么位置的65mm焊接，鎢極都要垂直于管子的軸心，這樣能更好地控制熔池的大小，而且可使噴嘴均勻地保護(hù)熔池不被氧化。     

（4）焊接時(shí)鎢極端部離焊件距離左右, 2mm焊絲要順著坡口沿著管子的切點(diǎn)送到熔池的前端，利用熔池的高溫將焊絲熔化。電弧引燃后，在坡口一端預(yù)熱，待金屬熔化后立即送第一滴焊絲熔化金屬，然后電弧擺到坡口另一端，給送第二滴焊絲熔化金屬，使二滴鐵水連接形成焊縫的根基，然后電弧作橫向擺動(dòng)，兩邊稍作停留，焊絲均勻地、斷續(xù)地送進(jìn)熔池向前施焊。

（5）在填絲過程中切勿擾亂氬氣氣流，停弧時(shí)注意氬氣保護(hù)熔池，防止焊縫氧化。焊后半圈時(shí)，電弧熔化前半圈仰焊部位，待出現(xiàn)熔孔時(shí)給送焊絲，前兩滴可以多給點(diǎn)焊絲，避免接頭內(nèi)凹，過后按正常焊接。        

（6）點(diǎn)收尾處打磨成斜坡狀，焊至斜坡12時(shí)，暫停給絲，用電弧把斜坡處熔化成熔孔，最后收口。注意，當(dāng)焊到后半圈剩余時(shí)應(yīng)減小內(nèi)部保護(hù)氣體流量到以防止氣壓過大3L/min，而使焊縫內(nèi)凹。

4.3    常見缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防

    （1）未焊透： 焊接電流小，根部間隙小，焊接速度過快、焊機(jī)角度不正常等均易產(chǎn)生未焊透的缺陷。根部間隙≥合適的焊接電3.5mm，流和正確調(diào)整焊機(jī)角度就可避免產(chǎn)生未焊透。

（2）氧化嚴(yán)重：不銹鋼管防銹的機(jī)理是合金元素形成致密氧化膜，隔絕氧接觸，阻止繼續(xù)氧化，并不是“不生銹”。打底焊時(shí)，管內(nèi)充氬裝置未能起到良好的保護(hù)作用，焊縫背面將氧化；焊接過程中對(duì)熔池及焊絲端頭保護(hù)不良，或焊絲表面有氧化雜質(zhì)也會(huì)發(fā)生氧化。在焊接過程中，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧�，使充氬裝置盡可能與管子組對(duì)嚴(yán)密，不能留有間隙，管子的間隙用耐高溫錫油紙貼上，避免焊縫金屬氧化。

   （3）夾渣、夾鎢： 焊接過程中，若焊絲端頭在高溫過程中脫離了氬氣保護(hù)區(qū)，在空氣中被氧化，當(dāng)再次焊接時(shí)被氧化的焊絲端頭未清理，又送入熔池中，在斷口試驗(yàn)中判為夾渣；若鎢極長度伸出量過大，焊機(jī)動(dòng)作不穩(wěn)定，鎢極與焊絲或鎢極與熔池相碰后，又未終止焊接，從而造成夾鎢。因管子呈圓形，焊機(jī)、送絲角度要隨時(shí)變化，所以手法一定要“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”，“穩(wěn)”就是焊機(jī)、焊絲保持穩(wěn)定，“準(zhǔn)”就是焊絲送進(jìn)均勻，“快”就是焊機(jī)、焊絲的移動(dòng)和角度變化要及時(shí)，這樣就可以避免夾渣、夾鎢的現(xiàn)象。

 （4）內(nèi)凹： 裝配間隙過小，焊接過程中焊

機(jī)擺動(dòng)幅度大，致使電弧熱量不能集中于根部，產(chǎn)生了背面焊縫低于不銹鋼管表面的內(nèi)凹現(xiàn)象。電弧熱量盡量集中于根部，仰焊部位多給點(diǎn)焊絲可避免內(nèi)凹。

5    MAG焊工藝

5.1    焊接參數(shù)    

噴嘴直徑20mm，噴嘴至試件距離6~8mm， 層間溫度≤150℃。焊縫厚度13mm， 其它工藝參數(shù)見表2。

5.2    操作方法

  （1）焊前注意噴嘴、導(dǎo)電嘴是否清理干凈,氣體流量的大小是否合適，清理打底層表面，控制層間溫度。

  （2）因填充、蓋面層用氣體保護(hù)焊，焊絲伸出的長度對(duì)焊接過程的穩(wěn)定性影響較大。焊絲伸出長度越長，焊絲電阻值增大，焊絲過熱而成段熔化，導(dǎo)致焊接過程不穩(wěn)定，金屬飛濺嚴(yán)重，焊縫成形不良，對(duì)熔池的保護(hù)不好；焊絲伸出長度過短，則焊接電流增大，噴嘴與工件的距離縮短，焊接視線不清，焊道成形不良，同時(shí)還會(huì)使噴嘴過熱，造成飛濺物粘住或堵塞噴嘴，從而影響氣體流量。

   （3）焊接時(shí)，焊機(jī)角度要跟管子軸線垂直, 因?yàn)楣茏邮菆A的，所以焊機(jī)角度要隨時(shí)變化，這樣才能保證焊縫質(zhì)量，避免焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣等現(xiàn)象。焊接時(shí)采用小月牙形擺動(dòng)，兩側(cè)稍作停留穩(wěn)弧，中間速度稍快，這樣可以避免焊縫凸起、不平整；上、下接頭都要越過中心線~后半圈填充、蓋面仰焊接頭時(shí)，可510mm，把前半圈引弧焊接位置磨一個(gè)緩坡，使后半圈接頭時(shí)不致于產(chǎn)生缺陷；填充時(shí)，要注意坡口邊緣不要被電弧擦傷，以備蓋面層焊接。蓋面時(shí)，應(yīng)在坡口邊緣稍作停頓，以保證熔池與坡口更好地熔合，焊接過程中，焊機(jī)的擺動(dòng)幅度和頻率要相適應(yīng)，以保證蓋面層焊縫表面尺寸和邊緣熔合良好、整齊。

5.3    常見缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防  

（1）氧化：線能量較大，層間溫度較MAG高，或焊絲表面有氧化物雜質(zhì)，都會(huì)導(dǎo)致氧化。焊前清理干凈，控制層溫和用較小的線能量，避免氧化。        

（2）夾渣：焊機(jī)角度不正確，或兩邊停留時(shí)間不夠，容易產(chǎn)生夾渣。

5.4    混合氣體

     Ar+1%2%O2適用于平焊及平角焊，而全位置焊縫成形很差，全部在坡口中間呈凸起狀，特別是在仰焊位置更為嚴(yán)重，甚至使下一層無法進(jìn)行焊接，但在保護(hù)氣中加一定量的后情CO2況有所改善，經(jīng)過多次調(diào)整試驗(yàn)，證實(shí)中加入Ar18%25%CO75%Ar+25%2的較為合適，最后選用 CO，CO2，筆者認(rèn)為多點(diǎn)可以起到冷卻作用，從而使焊縫不至于凸起，達(dá)到成形良好的效果。

5.5    焊后檢驗(yàn)

    焊接完成后，先進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，細(xì)致觀察焊縫的表面情況，合格后再進(jìn)行無損探傷檢驗(yàn)及力學(xué)性能檢驗(yàn)。

本文在不銹鋼大管水平固定焊時(shí)采用、TIGMAGTIG聯(lián)焊工藝，首先利用焊電弧穩(wěn)定、控制性好、質(zhì)量優(yōu)的特點(diǎn)進(jìn)行底層焊接，再用 MAG焊進(jìn)行全位置填充及蓋面層焊接，既保證了焊縫的質(zhì)量，又提高了焊接效率，從而提高了生產(chǎn)效益，值得在石油化工等行業(yè)的不銹鋼大管對(duì)接焊中推廣使用。