不锈钢管背面免充氩TIG焊工艺

不锈钢管由于具有良好的耐蚀性及较高的高温强度,在我国电力、石化、化工、冶金等各行业的应用越来越普遍。按传统的焊接工艺,不锈钢管口在进行单面焊双面成形焊接时,由于根部金属易氧化烧损,因此一般需要在管口内部充,-进行保护,焊接操作工艺复杂,易因保护气室密封性不够或破坏而达不到保护要求,而且由于需制备充,-室,因此焊接施工成本较高;再者,在工程施工现场部分焊口根本无法在管口内进行充Ar保护而难以进行正常施焊。应用不锈钢自保护药芯焊丝进行打底焊,可以成功地解决上述问题,给无法进行充Ar保护的不锈钢管管口焊接带来了极大方便。

焊前清理管口在组对前应对母材两内外壁10-15mm范围内的油、漆、垢等污物清理干净。

主要焊接工艺参数针对不锈钢材料单面焊双面成形工艺要求,制定了焊接工艺参数

组对及焊接

根部定位焊

对于小径管焊口采用一点式定位焊,定位焊焊缝长度约为10-20mm,可直接焊在坡口内的根部;对于5G位置的焊口,定位焊焊缝位置应在时钟111点之间。

根部打底焊操作要领

根部打底焊是利用药芯焊丝进行不充氩焊接的难点及关键所在,如果方法掌握不当,则达不到理想效果。根部焊接与采用实心焊丝充氩气保护焊接的填丝操作方法、每次填丝量、电弧摆动频率等有较大的区别。采用药芯焊丝打底焊的工艺特点是根部不用充氩气保护,而是利用焊丝中间的药粉,熔化后在熔敷金属背面和正面形成熔渣进行保护,基于这些特点,根部打底焊接应注意以下几点:

1.进行根部焊接时,起弧后在熔池还没有形成之前就要填加焊丝,以使焊丝中的药粉熔化形成熔渣覆盖在背面母材及焊缝表面,从而防止背面坡口边缘或焊缝氧化烧焦。

2.填加焊丝时应采用外填丝、点状加丝的方法,每次填丝量要少,填丝次数要多。使用端头尖锐的钨极时,电弧要短,摆动要均匀细腻,焊接速度应适当减慢。

3.由于药芯焊丝内部是药剂,向熔池过渡的填充金属

4.焊接时焊丝的端部应保持在电弧区内,以保持对药剂的预热,避免向熔池区填加冷态焊丝时引起熔池温度瞬间降低而导致夹渣。

根部打底焊存在的问题及解决办法

根部打底焊存在的主要问题是在焊缝接头和封口处易出现根部金属的氧化烧焦。其主要原因是根部焊缝(包括定位焊)的保护熔渣一般在焊后冷却2-5min或在100以下时由于焊缝金属与熔渣收缩的不均匀性导致药皮基本脱落,如稍微敲打会加快脱落,脱落后,根部将失去保护,加上封口时的焊接速度比较慢,致使焊缝背面氧化烧焦。

在起头和接头处应注意的是:首先引燃电弧、填加适当焊丝,使焊丝中的药粉形成熔渣覆盖在被焊金属表面,然后稍微摆动电弧,待坡口边缘的母材或焊缝熔透形成熔池后再填加焊丝进行正式焊接。

封口焊的关键是要保证即将被熔化的金属有熔渣保护,并且焊接速度应稍快;接头接上后电弧不要再向前移动太远,应立即收弧,但要避免产生缩孔。具体操作时,在焊到离接头尚余3-5min时,应立即将电弧移到之前的焊缝起头处,紧接着填加焊丝,使熔渣覆盖在背面焊缝上,防止氧化烧焦。然后再将电弧恢复到原来的位置,采用与一般封口焊相同的操作方法进行封口焊,封口焊步骤如图2所示。

工艺评定

按上述焊接工艺共焊接了8个焊口,对这些焊口进行焊接工艺评定,除根部部分封口位置接头过渡不够圆滑外,其余焊缝成形美观,根部焊缝无氧化烧焦现象,经射线探伤100%合格;按工艺评定规程进行了射线探伤、拉伸试验、弯曲试验及微观金相等检验,经RT检验发现,各焊口均无焊接缺陷,符合评定等级!级,各项指标均符合要求。工艺评定拉伸试验及弯曲试验结果分别见表2和表3。由表2可知,拉伸后部分试件存在母材断裂,部分试件存在焊缝断裂。由表3可知,经弯曲试验后,均未发现任何缺陷。

将某一试件的焊口断面进行扫描,其基体金属、焊缝金属和热影响区的金相显微组织如图

3所示。

结论

(1)采用药芯焊丝打底可实现不锈钢管管口焊接时背面免充氩工艺,而且只要操作得当,注意打底接头及封口质量,控制好道间温度,完全可保证焊接质量,从而取消充氩保护装置,减轻焊工的劳动强度,降低施工成本。

本工艺试验及评定的母材为48*6的不锈钢管,实际上该工艺方法也完全可以用于施工现场大、中径不锈钢管管口的焊接,能有效解决背面充气难的问题,提高焊接生产效率。

文章作者:不锈钢管|大口径不锈钢管|不锈钢厚壁管|大口径厚壁钢管|厚壁不锈钢管

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