鉻鎳薄壁不銹鋼管手工鎢極氬弧焊施工工藝

□文/孟劭萍

鉻鎳薄壁不銹鋼管手工鎢極氬弧焊施工工藝

□文/孟劭萍

介紹鉻鎳薄壁不銹鋼管手工鎢極氬弧焊的施工工藝，對工藝中的材料、焊接接頭、焊接工藝參數(shù)、焊接注意要點、焊后檢驗、酸洗鈍化及焊工提出了要求。按照該工藝施工后，焊口經(jīng)射線探傷檢測合格率達98%，焊口外觀質(zhì)量美觀無缺陷。

鉻鎳；薄壁不銹鋼管；手工鎢極氬弧焊；焊接

隨著電子、生物醫(yī)藥、化工、輕工等行業(yè)的不斷發(fā)展，鉻鎳奧氏體薄壁不銹鋼管管道的焊接已成為施工中主要控制環(huán)節(jié)。文中重點對材料、焊接接頭、焊接工藝參數(shù)、焊接注意要點、焊后檢驗、酸洗鈍化及焊工提出了要求。

1 接頭形式、坡口加工、坡口清理

1.1 接頭形式

一般應選用對接接頭。

對于壁厚在≤2.5 mm的管，一般不開坡口，不留組對間隙。采用不加填焊絲熔融焊焊接方法。

對于壁厚在2.5～4.0 mm的管，一般開V形坡口。V形坡口單邊角度（30±2.5）°，鈍邊應在0.5～1.0 mm。當不留組對間隙時，根層打底焊可不加填充絲，蓋面焊選φ1.6～2.5 mm的焊絲。

1.2 坡口加工

坡口應盡量采用機械方法加工，當用空氣等離子弧切割時，應用石英砂輪角向砂輪修磨并除凈渣、飛濺物等。

1.3 坡口清理

1）坡口每側(cè)50 mm范圍內(nèi)均應進行清理。坡口面及清理區(qū)段的金屬表面不得留有油、垢、漆、切削液及氧化物等有害異物。

2）灰土、油、脂可用揮發(fā)性脫脂劑或無毒溶劑擦洗。油漆和其他不溶于脫脂劑的異物可用三氯甲烷、堿性清洗劑或?qū)Ｓ没衔锴逑础?/p>

3）坡口部位不得有夾層或其他缺陷。

2 材料

2.1 母材

母材應符合國家冶金部有關標準的規(guī)定并有制造廠的質(zhì)量合格證。當有特殊要求時，可由設計、制造、使用三方協(xié)商解決。

2.2 保護氣體

焊接用氬氣應GB 4843—1984《氬氣檢驗方法》的規(guī)定。氬氣純度≮99.7%。

2.3 鎢極

1）一般選用鈰鎢棒或釷鎢棒作電極，鎢棒直徑選用φ2.0 mm為宜，最大允許電流在100～200 A。

2）鎢極端頭幾何形狀及加工。鎢極端頭形狀是一項重要的焊接參數(shù)，常用的鎢極端頭形狀為錐形，鎢極端頭錐形角度通常應在30°～35°，見圖1。

圖1 鎢極端頭

鎢極應采用專用硬磨料砂輪磨削并保證鎢極幾何形狀的均一性。

3）在磨削鈰鎢極時，應采用密封式或抽風式砂輪磨削操作人員應佩戴口罩，磨削完畢應洗凈手臉。

2.4 填充金屬(焊絲)

1）焊絲應符合國家有關標準規(guī)定并有制造廠的質(zhì)量合格證書。

2）焊絲的化學成份一般要與母材相匹配。

常用鉻鎳奧氏體不銹鋼手工鎢極氬弧焊推薦選用焊絲見表1。

表1 常用鉻鎳奧氏體不銹鋼手工鎢極氬弧焊推薦選用焊絲

3）當設計圖樣有規(guī)定時，應按圖樣規(guī)定選擇。

3 主要焊接工藝參數(shù)

1）主要焊接工藝參數(shù)：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、電極尺寸、主噴嘴氬氣流量，背面保護氬氣流量，噴嘴尺寸、噴嘴至工件距離等。

2）主要焊接工藝參數(shù)應通過焊接工藝評定來確定。

3）焊接電流應選用正極性直流電源，采用高頻引弧。

4 焊接時的注意要點

4.1 定位焊接(點固焊)

根據(jù)管徑大小和焊接位置確定定位焊點數(shù)。對于管徑≤50 mm的水平管定位焊兩處，垂直管定位焊一處。對于管徑在50～133 mm的水平管，定位焊三處，垂直定位焊兩處。

當管徑更大時，可適當增加定位焊接數(shù)目，定位焊縫間距≯150 mm。

組對管子軸線必須對正，定位焊縫長度≮5 mm。

4.2 管子焊接注意事項

1）水平固定管對接焊。一般情況下應將整個管口圓周沿縱向軸線分成兩半進行焊接，起焊時從仰焊部位中心線提前5～15 mm處開始，在超過水平最高點5～15 mm處收尾，后半圈焊接時應注意保證連接處質(zhì)量。

2）垂直固定管對接焊與一般橫焊相似。為便于焊工看清熔池，推薦用左焊法。

3）水平管轉(zhuǎn)動對接焊。把管子放在轉(zhuǎn)胎上或支座上，使定位焊后的管子在焊接時能容易地繞其軸線轉(zhuǎn)動，見圖2。

圖2 焊接位置

4）壁厚在2.5～4.0 mm管對接焊口打底層均采用脈沖直流鎢極氬弧焊，焊接電源極性為直流正極性連接（即工件接正極，焊槍接負極）。

5）壁厚＞2.5 mm，直徑＜80 mm管的蓋面層焊接應采用鎢極氬弧焊加填焊絲焊接方法。當管子直徑＞φ80 mm蓋面層焊接時亦可采用手工焊條電弧焊焊接方法，焊接電源極性為直流反極性連接。

4.3 管道內(nèi)壁充氬保護

4.3.1 方法一

焊前先將管道一端用可溶紙堵死，另一端輸入氬氣。為加強氬氣保護效果，應將輸氬軟管穿過膠皮，使可溶紙和膠皮之間形成一個長度為300 mm左右 (細管長度可長一些)的氣室。待氣室內(nèi)空氣全部排凈后，方可開始焊接（對于直徑≯200 mm的管，當氬氣流量為2～6 L/min時，一般需充氬1～5 min）。

4.3.2 方法二

1）制作充氣管。取一段長300 mm、內(nèi)徑10 mm的不銹鋼管，管壁上開φ1～2 mm小孔若干個，保證氬氣從小孔能均勻流出。

2）制作氬氣塞子。取2塊直徑小于被焊管內(nèi)徑20 mm的圓鐵皮(鐵皮厚2 mm)，將其中一塊鐵皮中心鉆一個充氬管外徑尺寸相等的孔。

剪兩塊直徑大于待焊管外徑10 mm的膠皮(膠皮厚4 mm)，膠皮中心開一個與充氬管外徑尺寸相等的孔。

將預制好的鐵皮和膠皮用螺絲固定在一起。

3）組裝充氬氣室。將充氬管和鐵皮(氬氣塞子)焊在一起，就作成了充氬氣室，這種方法適合于直徑＞φ70 mm的管道焊接。

焊接時應采用高頻引弧，焊炬提前送氣，熄弧時應采用電流衰減和延時氣體保護，弧坑必須填滿且避免大氣污染。為加強氬氣保護效果，噴嘴和焊絲與焊件應盡量保持垂直，噴嘴的傾斜夾角應在80°，焊絲與焊件夾角一般為10°～15°，管子固定焊時應隨角度變化隨時調(diào)整。焊接過程中焊絲的加熱端應處在氬氣的保護之中，熄弧后焊絲不要立即暴露在大氣中，應在焊縫脫離保護時同時取出。焊件表面嚴禁有電弧擦傷，不準在焊件表面引弧和熄弧。焊接過程中電弧應保持穩(wěn)定，防止鎢極與焊件或焊絲接觸，造成夾鎢，當出現(xiàn)夾鎢時，應停止焊接待消除缺陷后方準繼續(xù)施焊。鉻鎳奧氏體不銹鋼應采用快速窄焊道焊接。焊接過程中應盡量避免停弧，減少“冷接頭”次數(shù)。當相對濕度≥90%時禁止焊接；當風速≥2 m/s（微風此時樹葉不動）或有雨雪時，應采用擋風遮掩措施，否則不得施焊。清理焊縫缺陷時，可采用機械或砂輪清理，不許用碳弧氣刨清理。

5 焊縫質(zhì)量檢查

1）焊縫外觀檢查。

2）鎢極氬弧焊焊縫表面一般不經(jīng)修整，可直接進行檢驗，焊縫表面不允許存在超標缺陷。坡口加工，坡口清理及組對應符合焊接工藝規(guī)程規(guī)定的技術要求。

3）焊縫無損檢測。焊縫內(nèi)部質(zhì)量應符合GB 50236—2011《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定，當規(guī)定必須進行無損探傷時，可選用射線，超聲波檢查內(nèi)部質(zhì)量(缺陷)，選用方法和探傷比例取決于技術要求和對產(chǎn)品質(zhì)量水平的要求。

6 酸洗鈍化處理

1）酸洗鈍化處理應按下述步驟進行：清除附著的油脂→用酸洗液將焊縫及其附近洗出不銹鋼金屬光澤→然后用冷水沖去焊縫殘留的酸洗液→再用鈍化液處理焊縫→鈍化液處理后冷水沖洗→吹干。

2）也可選用市場銷售的專用鈍化膏，操作時一定要將鈍化膏均勻地涂刷在焊縫及兩側(cè)各20 mm處。

3）如設計或業(yè)主要求不銹鋼管道焊縫采用砂光拋光處理時，處理前無需酸洗鈍化處理，應使用電動砂光拋光機對焊縫進行周圈砂光拋光處理，拋光面要求光亮均勻，金屬顏色基本于母材相一致，拋光寬度約為50～80 mm并保證寬度一致。

7 結語

多年來，在諸多的項目工程中，通過薄壁不銹鋼管手工鎢極氬弧焊焊接實踐，證明采用本焊接工藝是成功的。

在壓縮空氣管道、氮氣管道、直飲水和RO水系統(tǒng)管道、醫(yī)藥凈化系統(tǒng)等管道施工中均應用了此焊接工藝，焊口經(jīng)射線探傷檢測合格率達98%，焊口外觀質(zhì)量美觀無缺陷度。

TV547.6

C

1008-3197（2015）06-39-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2015.06.013

2015-10-19

孟劭萍/女，1980年出生，天津安裝工程有限公司，從事工程技術管理工作。