雙面同步氬弧焊在薄壁不銹鋼容器中的應(yīng)用

摘 要：文章通過一個(gè)食品儲(chǔ)罐的制造闡述了雙面同步氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)，即焊接一次性成型，焊接變形小，因而在選擇大直徑薄壁不銹鋼容器縱、環(huán)焊縫的焊接方法時(shí)，推為首選。

關(guān)鍵詞：雙面同步氬弧焊；薄壁；收腰；焊接變形

中圖分類號(hào)：TG444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）12-0069-02

某外資企業(yè)要求為其生產(chǎn)一臺(tái)DN2 000×6的不銹鋼儲(chǔ)罐，客戶對(duì)焊接接頭外觀要求很高，要求錯(cuò)邊量和變形量都保持在肉眼不能看見，焊縫成型也要求美觀，這要求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。不銹鋼容器制作過程中，很難控制到這個(gè)程度，尤其是焊接變形，焊接環(huán)縫時(shí)焊縫的收腰很常見又很難控制。為此，采用了雙面同步氬弧焊的新焊接工藝來解決此問題。

1 焊接試板

由于之前沒有做過這個(gè)新工藝，故先用試板進(jìn)行焊接試驗(yàn)，下料4塊規(guī)格為300×125×6，材料為S 30408的焊接試板，試板待焊面保持平直，焊前將待焊區(qū)清理干凈，氬弧焊在試板兩端組焊，組焊時(shí)控制好錯(cuò)邊量，兩付試板均用雙面同步氬弧焊，一付試板采用立焊，一付試板采用橫焊。兩人兩面同步施焊，焊后經(jīng)外觀檢查，沒有發(fā)現(xiàn)表面缺陷，焊縫外觀也漂亮。經(jīng)射線檢測(cè)，可以達(dá)到I級(jí)要求。說明焊接試驗(yàn)成功。

2 DN 2000不銹鋼儲(chǔ)罐的制造

某外資企業(yè)要求生產(chǎn)不銹鋼儲(chǔ)罐，工作壓力為0.2 MPa，設(shè)計(jì)壓力為0.22 MPa，工作溫度為-35 ℃，設(shè)計(jì)溫度為-40 ℃，介質(zhì)為有機(jī)物，設(shè)計(jì)采用的材料為S 31603，公稱規(guī)格均為DN2 000×6，筒體長(zhǎng)度為4 m。

2.1 焊前準(zhǔn)備

①下料：不銹鋼儲(chǔ)罐所使用鋼板寬度為1.5 m，長(zhǎng)6.4 m，分為3節(jié)筒體下料，A1和A3長(zhǎng)為1.5m，A2長(zhǎng)為1 m，下料時(shí)留有刨邊修正余量，如圖1所示：

②加工坡口：根據(jù)焊接工藝要求加工坡口，坡口為I形坡口，即不開坡口，留有間隙2 mm（如圖2所示），但為控制好錯(cuò)邊，鋼板兩邊都用刨邊機(jī)刨直。

③組裝：焊前將A、B類焊接接頭的坡口及坡口兩側(cè)20 mm范圍內(nèi)的油污等不利于焊接的雜質(zhì)清理干凈。選定離人孔近的B3筒體環(huán)縫為最后一道焊縫，A、B類焊接接頭的組焊順序?yàn)锳1，A2，A3→B1，B4→B2→B3。

A1，A2，A3采用立焊，B1，B2，B4采用橫焊，B3最后采用側(cè)偏平、仰焊。

2.2 焊接

2.2.1 雙面同步氬弧焊的特點(diǎn)

分析雙面同步氬弧焊的特點(diǎn)，不難看出其方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

①由于雙面同時(shí)氬弧焊，熱源集中，熱量大熔深大，可一次性熔透。

②由于只留有間隙，不開坡口，所以節(jié)省焊材。

③不開坡口，可以省去開坡口的時(shí)間，兩面同時(shí)焊接一次性成型，省去了雙面焊反面清根的工作，因而焊接效率高。

④雙面同時(shí)加熱，鋼板兩面溫差小，因而焊接變形小，這是雙面同步氬弧焊的突出優(yōu)點(diǎn)。

⑤焊縫成型美觀。

但其焊接方法也有其局限性，需兩人熟練配合，靈活性差，小直徑設(shè)備無法操作。因而未熟練掌握焊接方法或未經(jīng)配合的兩人操作前需要試焊。

2.2.2 雙面同步氬弧焊的操作步驟

①焊前，預(yù)備好引弧，焊槍對(duì)準(zhǔn)焊縫中心。

②正面焊縫用焊槍即主焊槍先采用高頻引弧方式引弧，待電弧穩(wěn)定、熔池圓潤(rùn)后開始移動(dòng)焊槍焊接，當(dāng)見到背面焊縫發(fā)紅時(shí)，背面焊槍即輔焊槍偏后10 mm左右同步跟上，以保護(hù)背面焊縫和焊接成型。

③主輔兩焊槍要基本同步，兩焊槍不能超過8～15 mm的距離，注意輔焊槍千萬不能超前，如圖3所示。

④焊接過程中，密切關(guān)注焊速和焊縫熔合狀態(tài)的相互關(guān)系，看見熔孔的出現(xiàn)保持熔池在圓潤(rùn)狀態(tài)下移動(dòng)焊槍焊接，焊槍移動(dòng)時(shí)均勻一致，同時(shí)注意內(nèi)外配合。持主焊槍者在容器外側(cè)要掌握好焊接節(jié)奏，時(shí)時(shí)注意內(nèi)外焊槍對(duì)應(yīng)時(shí)電弧所保持的特殊顏色。

⑤中間停頓時(shí)，可以敲擊筒壁為信號(hào)及時(shí)通知對(duì)方，再次焊接，需將接頭打磨出易過渡接弧的小槽。

⑥主焊槍比輔焊槍電流要大一些（約10～30 A），主焊槍焊接時(shí)需要加填充絲，輔焊槍焊接不加填充絲。

⑦主焊槍控制好熔池溫度，線能量不能過大，以使焊縫外形均勻美觀，熔合好；輔焊槍緊隨鋼板的發(fā)紅部位即主焊槍的位置，僅做微微擺動(dòng)形成整齊的焊接波紋。

2.2.3 焊接工藝參數(shù)

焊接工藝參數(shù)見表1。

2.3 焊后檢驗(yàn)

經(jīng)焊縫外觀檢查，雙面同步氬弧焊焊縫余高低，焊縫形狀均勻、平滑，無咬邊等缺陷，焊縫成型美觀，焊接變形小，看不出焊接接頭的收腰。按照J(rèn)B 4730-2005進(jìn)行射線檢測(cè)，檢測(cè)焊縫合格率為96%。

3 結(jié) 語

通過DN 2000不銹鋼儲(chǔ)罐的制造，驗(yàn)證了雙面同步氬弧焊的可操作性及其優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大直徑不銹鋼薄壁容器的焊接，雙面同步氬弧焊能焊出合格美觀的焊縫，并能很好的控制焊接變形，尤其是對(duì)控制環(huán)縫的收腰有明顯的效果。

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