通过对焊接工艺的几大要素进行分析，结合实际施工，探讨不锈钢管道焊接的质量控制。

通过多个项目的施工实践，在油田管道、储罐、设备的安装施工中积累了一些经验，并对不锈钢焊接有了进一步认识。现结合实际施工，针对不锈钢焊接的质量控制，谈几点体会。

1焊接工艺的确定

不锈钢的牌号比较多，在施工中较常用的是奥氏体，如：0Cr18Ni9Ti、1Crl8Ni9Ti等。奥氏体不锈钢的焊接性比较好，相对比较容易焊接，焊接接头即使在焊态也具有较高的韧性。但与普通碳素钢相比，其导热率约为碳钢的1/3，膨胀系数却比碳钢大1.5倍。由于奥氏体不锈钢具有较低的导热率和较高的膨胀系数，在焊接过程中将会产生较大的变形和应变。焊接质量主要取决于焊接工艺是否与母材相适应，为此在确定焊接工艺时，必须从以下几大要素。

1.1焊接方法的选择

不锈钢常用的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊及自动埋弧焊。主要根据设计的介质参数、施工条件和操作环境、以及施工成本等确定。在工艺管道施工中，因管径大小不等，且管道上阀门、管件较多，使得焊口位置变化较复杂。所以一般采用手工电弧焊。

在油田站场施工中，由于输送的介质多为易燃、易爆或介质有一定清洁度要求（如润滑油等），通常我们都是采用氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的方式焊接。

1.2焊接材料的选择

焊接材料的选择主要应从母材的化学成分、管道介质温度和压力、焊机电流（交流或直流）、焊接方法以及焊接时的环境温度等多方面考虑。奥氏体不锈钢通常采用铬镍不锈钢焊条（牌号为“A”字头）。具体牌号可根据焊条的性价比择优选用。

需要氩弧焊打底时通常选用含Ti、Nb的手工钨极氩弧焊焊丝，钨极采用铈钨极WCe-20，惰性保护气体采用99.99%的氩气。

1.3焊缝坡口形式的选择

不同的母材和焊材在焊接时对坡口尺寸的要求是不同的。这是因为，材质的化学成分和物理特性不同，其施焊时的穿透力（熔深）也不尽相同。所以在施工时一定要根据具体的材质，调整坡口的对口间隙、钝边、坡口角度。如果坡口尺寸过大，不仅会提高施工成本，还会使焊缝应力过大，易变形和产生裂纹；而坡口尺寸过小，则容易出现未焊透、夹渣等质量缺陷。在采用手工电弧焊进行作业时，因不锈钢比碳钢焊条的穿透力小。所以坡口角度及对口间隙应适当增大，可按规范给定的正偏差值进行控制，或通过试焊来确定。

1.4选择焊接电流

由于奥氏体不锈钢的电阻率为低碳钢的4倍以上，焊接时产生的电阻热较大，药皮容易发红、开裂。所以同样直径的焊条焊接电流应比低碳钢降低20%左右，焊条长度亦比同直径的碳钢焊条短，否则焊接式由于药皮的迅速发红、开裂会失去保护而无法焊接。当使用大电流时将引起焊条过热和药皮中有效成分的烧损，使焊缝保护不良容易引发缺陷，同时也得不到预期的焊缝金属成分，所以焊接电流不宜过大。一般选用较小的焊接电流为宜。

2焊前的准备工作

焊接作业前，要进行有针对性的准备。这种准备是保证焊接质量的重要组成部分。其内容主要从以下三方面考虑：

2.1焊工技能的确认

从事焊接作业的焊工必须持证上岗，并严格按操作证上注明的允许施焊项目进行作业。同时，必须做好焊工的上岗培训及考试，做好先关技术交底，合格后方能进行作业。

2.2焊接材料的管理

焊条在储存、运输期间药皮会吸潮，使药皮中的水分增加。焊条使用前必须进行烘干，降低药皮中的含水量，其目的是：减少焊接过程中的飞溅，使焊接电弧能够稳定地燃烧；防止在焊缝中产生气孔；防止产生在焊接某些合金钢时由氢引起的延迟裂纹。烘焙必须使用可控温的专用烘干箱。用多少烘多少，随用随取。烘干后的焊条应放在保温筒内使用。外露超过2h应重新烘焙。重复不宜超过3次。

2.3管道的坡口加工

不锈钢管坡口可采用机械加工或等离子切割。在施焊前，应先清除坡口处的氧化层及毛刺等。由于不锈钢与碳钢接触会产生“渗碳”现象，所以在焊道及飞溅清理时，必须使用专用砂轮和不锈钢刷子。

3焊接缺陷的成因及预防

未焊透：焊接电流小，根部间隙小，焊接速度过快、焊角度不正常等均易产生未焊透的缺陷。合适的根部间隙和焊接电流，正确调整焊角度就可避免产生未焊透。

变形：由于奥氏体不锈钢有大的膨胀系数和小的导热率，致使不锈钢在焊接时，容易出现较大的焊接变形。所以在组对时，要根据不同位置的焊缝，使用不同类型的防变形卡具，定位焊和固定焊的位置应比一般碳钢间距小。焊接时，应合理确定焊接顺序。母材厚度较大时，焊道应多层施焊，并以小线能量施焊。

氧化严重：打底焊时，管内充氩装置未能起到良好的保护作用，焊缝背面将氧化；焊接过程中对熔池及焊丝端头保护不良，或焊丝表面有氧化杂质也将会氧化严重。充氩装置尽可能与管子对严，不能留有间隙，管子的间隙用耐高温锡油纸贴上，避免焊缝氧化。

夹渣、夹钨：焊接过程中，若焊丝端头在高温过程中脱离了氩气保护区，在空气中被氧化，当再次焊接时被氧化的焊丝端头未清理，又送入熔池中，在断口试验中即判为夹渣；若钨极长度伸出量过大，焊动作不稳定，钨极与焊丝或钨极与熔池相碰后，又未终止焊接，从而造成夹钨。因管子是圆的，焊、送丝角度要随时变化，所以手法一定要稳、准，就能避免夹渣、夹钨现象的发生。

内凹：装配间隙小，焊接过程中焊摆动幅度大，致使电弧热量不能集中于根部，产生了背面焊缝低于试件表面的内凹现象。电弧热量尽量集中于根部，仰焊部位多给点焊丝可避免内凹。

裂纹：焊条烘焙后，要使用保温筒盛装。施焊环境温度宜在0℃以上，且不宜在施焊过程中发生幅度较大的波动。施焊时，焊条不应做横向摆动，运条采用向前拉，不摆动的直线运条法。在立焊时如必须进行横向摆动，摆动幅度应尽量减少，过分的横向摆动容易造成热裂纹和保护不良。采用小电流、快速焊，一次焊成的焊缝不宜过宽，最好不超过焊条直径的3倍。弧长应尽量保持短弧，长电弧不仅会引起合金成分的烧损，而且可能会由于空气中氮气的侵入造成铁素体的减少引发热裂纹。收弧时应将弧坑填满，凹陷的弧坑是很难避免热裂纹发生的。

4结语

对于安装工程来说，影响施工质量的因素很多，但焊接质量绝对是其中的重要一环，将直接影响生产安全。为此，必须不断提高施工中的焊接质量，以便更好地服务于企业、服务于社会。