為什么不用金屬絲填充不銹鋼薄壁管焊接？

薄壁鋼管通常不填充鋼絲焊接。

與填充金屬焊接方法相比，不銹鋼與母材的化學(xué)成分差別不大，惰性氣體保護(hù)焊、機(jī)械和耐腐蝕性差別不大。

目前電子束焊不銹鋼30mm不填絲。

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現(xiàn)場焊接雙相不銹鋼薄壁管

現(xiàn)場焊接雙相不銹鋼薄壁管

1焊接性分析

1.1化學(xué)成分(見表1)

1.2焊接時(shí)容易出現(xiàn)的問題

焊接雙相不銹鋼時(shí)，焊接熱影響區(qū)（HAZ）有高溫區(qū)和低溫區(qū)，基本處于低溫區(qū)δ γ（鐵素體 奧氏體)平衡組織，高溫區(qū)幾乎是單相δ組織，由于焊縫根和表面N的擴(kuò)散，導(dǎo)致接近焊縫表面的部分，由于N的損失，鐵素體增加，從而促進(jìn)氮化物的產(chǎn)生，使焊接接頭的性能惡化，焊接使用高線能量，可以獲得更多γ相，低鐵素體含量會促進(jìn)δ相容易產(chǎn)生，所以容易產(chǎn)生δ粗晶組織相和；當(dāng)線能較低時(shí)，得不到足夠的線γ相。若金屬焊接δ相比之下，N很容易與C相處γ形成化合物，沉淀二次γ針狀和羽毛狀，具有魏氏體組織特性，導(dǎo)致焊接接頭的力學(xué)性能和耐腐蝕性下降。若金屬焊接δ相比之下，N很容易與C相處γ形成化合物，沉淀二次γ具有魏氏體組織特性的針狀和羽毛狀導(dǎo)致焊接接頭的力學(xué)性能和耐腐蝕性下降。雙相鋼一般不會產(chǎn)生δ相，但如果焊接線能量高，焊接頭的塑性會大大降低。

2焊接工藝

2.1工藝參數(shù)及電特性(見表2)

2.2焊接方法

GTAW焊接雙相不銹鋼薄壁管，直流正極性。

2.3焊接設(shè)備

焊機(jī)采用高頻導(dǎo)弧焊機(jī)，直流正極性，鎢極直徑Φ2.5mm，鎢極端用磨光機(jī)磨出錐形，采用大噴嘴。

2.4氣體保護(hù)

混合氣體Ar97.5%用于焊接保護(hù)氣體 N2.5%的保護(hù)氣采用成品混合氣，要求生產(chǎn)的成品混合比為Ar97.5% N2.5%，由于混合氣體中的Ar比N多，放置一段時(shí)間后會產(chǎn)生分層，影響氣體保護(hù)效果。現(xiàn)場使用搖勺或加氣分配器，以確保氣體保護(hù)質(zhì)量。

2.5環(huán)境要求

雙相不銹鋼焊接需要環(huán)境清潔。無鐵離子污染，預(yù)置工作將在室內(nèi)進(jìn)行，地面采用膠皮隔離，安裝必須做好環(huán)保工作。采用防風(fēng)防塵設(shè)施，環(huán)境溫度70℃，相對溫度≤90%，所有接觸雙相鋼焊接坡口的，如焊接材料、工具、手套等，必須無銹蝕污染。坡口采用坡口機(jī)加工，坡口角度為單邊30°±2.5°，鈍邊0~0.5mm，單面坡口(見附圖)，加工坡口不允許母材過燒變色；嚴(yán)格清潔兩側(cè)50mm以內(nèi)的內(nèi)外表面。清洗程序?yàn)檠心C(jī)研磨、丙酮(或無水乙醇)清洗，清洗后不能直接焊接。焊接作業(yè)只有在坡口端面干燥后才能進(jìn)行；焊絲也用沾有丙酮（或無水乙醇）的海綿擦拭。必須清理鐵離子、水銹、油、灰塵、油漆和標(biāo)記，以防止其影響化學(xué)成分和機(jī)械性能。必須清理鐵離子、銹蝕、油、灰塵、油漆和標(biāo)記，以防止其影響化學(xué)成分和機(jī)械性能。此外，還應(yīng)注意坡口的形狀必須無凹凸和劃痕，以確保焊接時(shí)電弧在焊接通道的每一點(diǎn)上停留相同的時(shí)間，以確保焊接線的能量一致。

2.6焊接措施

盡量采用多層焊接，因?yàn)楹罄m(xù)焊道對前焊道有熱處理作用，焊縫中δ進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為γ相位顯著提高了焊接接頭的組織和性能，最后一個焊縫位于非工作介質(zhì)表面。由于對焊接接頭影響不大，Ar97.5%用于保護(hù)氣體 N2.5%。由于焊接根保護(hù)氣體中的氮增加了焊接金屬氮，由于采用多層焊接工藝，焊接材料中的N含量相當(dāng)于母材，最后一個焊縫處于非工作介質(zhì)表面，因?yàn)閷附咏宇^影響不大，采用適當(dāng)?shù)木€能焊接，使焊接接頭足夠γ相，使Cγ、N1和M有足夠的時(shí)間擴(kuò)散。

2.7坡口組對及點(diǎn)焊

坡口組應(yīng)仔細(xì)檢查坡口管徑是否相同。錯誤的邊緣應(yīng)控制在0.5~1mm之間，用研磨機(jī)打磨和清潔坡口和坡口正反面兩側(cè)50mm以內(nèi)的表面，并用丙酮擦拭。打磨坡口時(shí)，母材不得過熱變色。點(diǎn)焊時(shí)，應(yīng)采用與正式焊接工藝相同的參數(shù)。點(diǎn)焊長度為7~8mm，高度為2~3mm。點(diǎn)焊點(diǎn)應(yīng)為過橋式，不應(yīng)徹底焊接，以防止內(nèi)部氧化。點(diǎn)焊電流不宜過大。點(diǎn)焊點(diǎn)應(yīng)固定在組對管的上部和兩側(cè)，并從第四點(diǎn)開始焊接。當(dāng)焊接到點(diǎn)焊時(shí)，點(diǎn)焊點(diǎn)應(yīng)拋光和清潔，焊縫組應(yīng)控制間隙2~2.5mm，間隙不宜過大，并留有0~0.5mm的鈍邊。

2.8雙相不銹鋼的焊接操作

雙相不銹鋼焊接時(shí)，應(yīng)采用前后氣體保護(hù)焊，前后應(yīng)采用混合氣體Ar97.5% N2.保護(hù)5%，焊接前不得在焊件表面引弧和試驗(yàn)電流，焊接時(shí)應(yīng)按指定的焊接操作說明書進(jìn)行。焊接前，管道兩端用布或橡膠密封，并留有進(jìn)氣孔和排氣孔。焊縫間隙用膠帶粘貼，長度20~30mm，使管道內(nèi)的空氣排出，保證焊縫內(nèi)的氣體保護(hù)效果。焊接時(shí)，焊槍不應(yīng)擺動，技術(shù)應(yīng)穩(wěn)定，嚴(yán)格控制線路能量，盡量使用小焊絲，嚴(yán)格控制電流，電弧長度盡量降低控制電壓，盡量使用大噴嘴，提高氣體保護(hù)效果，底部O、H污染；避免引弧和收弧點(diǎn)焊點(diǎn)，防止二次產(chǎn)生γ和δ相、引弧點(diǎn)必須在焊道內(nèi)進(jìn)行，不能在母材表面引弧，防止F量超標(biāo)；點(diǎn)焊點(diǎn)打磨后，在封底焊接過程中，焊接氣體的保護(hù)效果是通過觀察焊接通道的顏色來確定的。混合氣體焊接時(shí)，焊接通道應(yīng)為金黃色，稍差為黃銅色，盡量減少焊縫的藍(lán)色，防止焊縫的灰色和黑色，嚴(yán)格控制層間溫度，控制熔池在紅熱狀態(tài)下的停留時(shí)間。一般來說，只要保證熔池在5~15s時(shí)間內(nèi)由紅色變?yōu)槌Ｒ?guī)顏色，就能滿足要求。一般來說，只要熔池在5~15s時(shí)間內(nèi)從紅色轉(zhuǎn)移到常規(guī)顏色，就能滿足要求。底焊層間溫度≤遠(yuǎn)紅外激光測溫儀可測量100℃。當(dāng)層間溫度＜下一層焊接只能在100℃時(shí)進(jìn)行。焊接電流不得超過底部焊接的電流。焊接的第二層必須仔細(xì)清潔前一層焊接通道。除去除雜質(zhì)外，還需要磨掉氧化色。焊縫內(nèi)部余高應(yīng)控制在0.5~1mm；焊縫收弧時(shí)，應(yīng)填充弧坑，多層焊接層間接頭應(yīng)錯開。焊接作業(yè)中如意外出現(xiàn)鎢夾，應(yīng)停止焊接作業(yè)，用研磨機(jī)消除鎢點(diǎn)，鎢極端部重新磨尖，滿足要求后方可重新進(jìn)行焊接作業(yè)，要求與開始焊接作業(yè)相同。

2.9焊后清洗和焊接檢驗(yàn)

焊接后清洗雙相不銹鋼也很重要。必須去除氧化色，因?yàn)檠趸旅媸秦氥t層。如果不去除，會降低耐腐蝕性。去除氧化色時(shí)，可用專用不銹鋼絲刷趁熱擦拭；也可以用酸或酸洗膏清洗。去除焊接飛濺，拋光收起弧點(diǎn)，去除咬邊和粗毛刺。可用細(xì)砂輪或拋光砂輪研磨，消除粗磨痕跡，否則容易造成間隙腐蝕；油、著色劑、彩色筆印、灰塵可能成為孔腐蝕和間隙腐蝕的起點(diǎn)，硝酸鹽可用 氫氟酸清洗，然后用清水沖洗；焊工應(yīng)清潔焊道表面，要求外觀良好，寬度應(yīng)覆蓋坡口邊緣2mm。角焊縫的焊腳高度符合設(shè)計(jì)規(guī)定，形狀平穩(wěn)過渡，焊縫不允許咬邊、裂紋、未焊透、氣孔、夾雜。射線探傷方法按照《壓力容器無損檢測》JB4730-g4執(zhí)行，所有焊道必須進(jìn)行硬度測定，以確定母材-HAZ-焊道-HAZ-母材。

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