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某石化公司煉油廠改、擴(kuò)建工程使用的0Cr18Ni10Ti厚壁鋼管，規(guī)格為273 mm x18 mm。該管線焊接質(zhì)量的好壞將直接影響到工程的總體質(zhì)量和生產(chǎn)的安全運行，而打底焊技術(shù)是保證其焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。以前傳統(tǒng)工藝，重要焊件都是GTAW焊打底，背面充氬保護(hù)，不用焊絲或采用實心焊絲。這里介紹的工藝是采用藥皮焊絲GTAW打底，進(jìn)行了水平固定管的手工全位置焊接，背面無需充氬保護(hù)，減少了輔助工作時間，焊縫質(zhì)量優(yōu)良。

1  焊接工藝

1.1  焊接方法

    0Cr18Ni10Ti是奧氏體不銹鋼，根據(jù)奧氏體不銹鋼的焊接特點，考慮到管壁較厚，散熱相對較快，選用CTAW打底、SMAW填充蓋面的組合焊接方法。焊機(jī)選用松下YD- 400SS。

1.2焊接材料

    0Cr18Ni10Ti是特殊性能用鋼，為保證其正常使用，焊接接頭應(yīng)具有與母材相同的性能。選擇TGF347藥皮焊絲作為氬弧焊用焊絲，直徑2.6 mm，為手工填絲。該焊絲具有背面自保護(hù)功能，焊接時焊縫背面不需充氬保護(hù)就能保證焊縫質(zhì)量，焊絲化學(xué)成分見表1。SMAKr選用A132焊條作為填充材料。

1.3坡口形式及定位焊

    坡口采用V形帶鈍邊的坡口形式。因奧氏體不銹鋼線膨脹系數(shù)大，焊后焊縫收縮嚴(yán)重。若坡口角度和組對間隙過小，打底焊道最后焊接的部分將出現(xiàn)沒有間隙的情況，導(dǎo)致無法完成該焊縫的焊接。選擇坡口角度為60° t2.5°．組對間隙為3 -4 mm．坡口尺寸見圖1。因其管徑較大，定位焊采用四點定位，每點定位焊縫長度10 - 15 mm，定位焊縫厚度1-2 mm。

1.4焊前準(zhǔn)備

    焊前將坡口兩側(cè)各20 mm范同內(nèi)的浦、污等清理干凈，管內(nèi)、外側(cè)都要清理。若清理不干凈，這些有機(jī)物在電弧高溫作用下能分解成燃燒氣體，引起焊縫金屬產(chǎn)生氣孔和增碳，進(jìn)而使焊接接頭的耐蝕性下降。坡口兩側(cè)各100 mm的范圍內(nèi)應(yīng)刷涂料，防止牯附焊接飛濺。

    為保證焊縫質(zhì)量，防止外界雜質(zhì)污染焊縫，清理、打磨用的砂輪片、鋼絲刷不得用于清理、打磨其它材料，且鋼絲刷鋼絲的材質(zhì)應(yīng)力奧氏體不銹鋼。直接與鋼管相接觸的部分，如接地線、清渣錘等，其材質(zhì)應(yīng)與該鋼管相同。

1.5焊接工藝及參數(shù)

    鎢極氬弧焊采用直流正接，鎢極為鈰鎢極，規(guī)格2.5 mm，噴嘴直徑12mm。焊絲為真空包裝，不需烘干處理。焊縫正面需氬氣保護(hù)，以維持電弧正常燃燒和保護(hù)熔池，氣體流量10 - 16 L/min。背面不需充氬保護(hù)。手工焊條電弧焊采用直流反接，焊條在使用前須經(jīng)烘干處理，烘干要求為：150℃，烘干1 h。

    為保證與根部的熔合良好，打底焊時焊縫不能太厚。收弧時要成緩坡形，熄弧時應(yīng)填滿弧坑，防止弧坑裂紋的出現(xiàn)，如果出現(xiàn)收弧縮孔或弧坑裂紋，應(yīng)用角向磨光極磨掉重焊。必須在坡口內(nèi)或焊縫上引弧、熄弧，不可在非焊接部位引弧、熄弧，以免損傷管材，產(chǎn)生局部腐蝕。

    由于0Cr18Ni10Ti是奧氏體不銹鋼，為防止出現(xiàn)碳化物析出敏化和晶間腐蝕，層間溫度應(yīng)控制在60℃以下。

2  焊接試驗和接頭檢驗

    按以上工藝進(jìn)行試焊，焊接完成后，外觀檢查無氣孔、焊瘤、凹陷及咬邊等缺陷，具有良好焊縫成形。

    對試件進(jìn)行拉仲、彎曲試驗等力學(xué)性能測試，均大干520 MPa;面彎、背彎試驗也都符合性能要求；射線探傷試驗沒有發(fā)現(xiàn)未熔合、裂紋等缺陷。試驗結(jié)果表明采用擬定的工藝焊接的管線滿足實際生產(chǎn)中的力學(xué)性能要求。

3結(jié)  論

    采用TGF347焊絲GTAW打底、SMAW填充蓋面焊接的0Cr18Ni10Ti厚壁鋼管焊接接頭質(zhì)量優(yōu)良，完全滿足使用要求。按上述工藝焊接完成管線，各項檢驗全部合格，一次投產(chǎn)成功。