薄壁管焊接-雙相不銹鋼薄壁管的現(xiàn)場焊接

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成分差別不大，惰性氣體保護焊、機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

1焊接性分析

1.1化學成分(見表1)

1.2焊接時容易出現(xiàn)的問題

焊接雙相不銹鋼時，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的擴散，導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δ相容易產(chǎn)生，所以容易產(chǎn)生δ粗晶組織相和；當線能較低時，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，導致焊接接頭的力學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致焊接接頭的力學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焊接設備

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

2.4氣體保護

混合氣體Ar97.5%用于焊接保護氣體 N2.5%的保護氣采用成品混合氣，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，放置一段時間后會產(chǎn)生分層，影響氣體保護效果。現(xiàn)場使用搖勺或加氣分配器，以確保氣體保護質(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，預置工作將在室內(nèi)進行，地面采用膠皮隔離，安裝必須做好環(huán)保工作。采用防風防塵設施，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；嚴格清潔兩側(cè)50mm以內(nèi)的內(nèi)外表面。清洗程序為研磨機研磨、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、油漆和標記，以防止其影響化學成分和機械性能。必須清理鐵離子、銹蝕、油、灰塵、油漆和標記，以防止其影響化學成分和機械性能。此外，還應注意坡口的形狀必須無凹凸和劃痕，以確保焊接時電弧在焊接通道的每一點上停留相同的時間，以確保焊接線的能量一致。

薄壁管焊接

2.6焊接措施

盡量采用多層焊接，因為后續(xù)焊道對前焊道有熱處理作用，焊縫中δ進一步轉(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%用于保護氣體 N2.5%。由于焊接根保護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含量相當于母材，最后一個焊縫處于非工作介質(zhì)表面，因為對焊接接頭影響不大，采用適當?shù)木€能焊接，使焊接接頭足夠γ相，使Cγ、N1和M有足夠的時間擴散。

2.7坡口組對及點焊

坡口組應仔細檢查坡口管徑是否相同。錯誤的邊緣應控制在0.5~1mm之間，用研磨機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，母材不得過熱變色。點焊時，應采用與正式焊接工藝相同的參數(shù)。點焊長度為7~8mm，高度為2~3mm。點焊點應為過橋式，不應徹底焊接，以防止內(nèi)部氧化。點焊電流不宜過大。點焊點應固定在組對管的上部和兩側(cè)，并從第四點開始焊接。當焊接到點焊時，點焊點應拋光和清潔，焊縫組應控制間隙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，應采用前后氣體保護焊，前后應采用混合氣體Ar97.5% N2.保護5%，焊接前不得在焊件表面引弧和試驗電流，焊接時應按指定的焊接操作說明書進行。焊接前，管道兩端用布或橡膠密封，并留有進氣孔和排氣孔。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)的氣體保護效果。焊接時，焊槍不應擺動，技術(shù)應穩(wěn)定，嚴格控制線路能量，盡量使用小焊絲，嚴格控制電流，電弧長度盡量降低控制電壓，盡量使用大噴嘴，提高氣體保護效果，底部O、H污染；避免引弧和收弧點焊點，防止二次產(chǎn)生γ和δ相、引弧點必須在焊道內(nèi)進行，不能在母材表面引弧，防止F量超標；點焊點打磨后，在封底焊接過程中，焊接氣體的保護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，焊接通道應為金黃色，稍差為黃銅色，盡量減少焊縫的藍色，防止焊縫的灰色和黑色，嚴格控制層間溫度，控制熔池在紅熱狀態(tài)下的停留時間。一般來說，只要保證熔池在5~15s時間內(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≤遠紅外激光測溫儀可測量100℃。當層間溫度＜下一層焊接只能在100℃時進行。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)部余高應控制在0.5~1mm；焊縫收弧時，應填充弧坑，多層焊接層間接頭應錯開。焊接作業(yè)中如意外出現(xiàn)鎢夾，應停止焊接作業(yè)，用研磨機消除鎢點，鎢極端部重新磨尖，滿足要求后方可重新進行焊接作業(yè)，要求與開始焊接作業(yè)相同。

2.9焊后清洗和焊接檢驗

焊接后清洗雙相不銹鋼也很重要。必須去除氧化色，因為氧化色下面是貧鉻層。如果不去除，會降低耐腐蝕性。去除氧化色時，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，去除咬邊和粗毛刺。可用細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，硝酸鹽可用氫氟酸清洗，然后用清水沖洗；焊工應清潔焊道表面，要求外觀良好，寬度應覆蓋坡口邊緣2mm。角焊縫的焊腳高度符合設計規(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，所有焊道必須進行硬度測定，以確定母材-HAZ-焊道-HAZ-母材。

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