采用手工钨极氩弧焊填充不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢管,是一项工艺简单易行,又能保证焊缝成形及焊接质量的工艺方法。此工艺背面不用充氩保护,节省了大量的气及充氩保护辅助工具,成本低,功效高,具有显著的优越性,值得安装单位推广应用。

不锈钢管焊接时,由于受到管径的限制无法进行双面焊,故多采用手工钨极氩弧焊实芯焊丝打底,焊条电弧焊盖面工艺。焊接时需在管内充氩气保护,尤其是焊接弯头或三通部位时,保护措施更为复杂,否则焊缝的背面会严重氧化生成氧化铬,而氧化铬熔点高、流动性不好,即使不锈钢母材或焊材熔化了,也会被氧化铬阻碍而成形不好或产生未熔合、未焊透。实际生产中,该法辅助时间长,氩气用量大,焊接成本高,特别是高空作业时困难更大。在张家口市某不锈钢管道安装葡萄浏览器官方下载 - 新萄京娱乐网址9承制宣化钢铁葡萄浏览器官方下载 - 新萄京娱乐网址915000m3/h制氧工程氧气不锈钢管道(材质为1Cr18Ni9Ti)的安装工程中,因甲方是在生产中进行改造和扩建,要求工期极短,且大部分接头在高空焊接,按传统工艺很难保证工期和质量。为此该葡萄浏览器官方下载 - 新萄京娱乐网址9工艺人员在反复试验的基础上,成功采用手工钨极氩弧焊填充不锈钢药芯焊丝打底,焊条电弧焊盖面的焊接工艺。

1焊接工艺

1.1母材

母材为浙江温州市钢管厂生产的108mmx4.5mm216mmx6mm无缝不锈钢管,材质为1Cr18Ni9Ti,交货状态为固溶,执行标准为GB/T14976-2002。其化学成分和力学性能见表1、表2

1.2焊丝

选用北京宝钢焊业葡萄浏览器官方下载 - 新萄京娱乐网址9生产的PK-YB132W)不锈钢药芯焊丝,焊丝规格为:中2.1mmx1000mm。该焊丝为碳素钢钢皮,药芯化学成分与所焊材质匹配,通过熔滴过渡,使焊缝金属的化学成分基本均匀一致。药芯焊丝熔敷金属的化学成分见表3。其力学性能:抗拉强度为550565MPa,伸长率57.0%53.0%,均为保证值。

1.3焊条

选用北京金威焊材有限葡萄浏览器官方下载 - 新萄京娱乐网址9生产的不锈钢焊条,牌号为A132,这批焊条熔敷金属耐腐蚀性能符合GB4334.5-2000标准。焊条熔敷金属的化学成分见表4,力学性能:抗拉强度为735MPa,伸长率为35%,铁素体占12%T形角焊缝合格。

1.4焊接设备

手工钨极氩弧焊采用Ws-300S氩弧焊机,焊条电弧焊采用普通弧焊整流器AX-3201.5焊接工艺参数坡口形式、对接间隙及焊缝层次,如图1所示。打底焊即第1层焊缝采用钨极氩弧焊填充不锈钢药芯焊丝焊接,第23层采用焊条电弧焊焊接,焊接工艺参数见表5。为防止打底层焊缝金属有晶间腐蚀倾向,应以快焊快冷为原则,尽量采用小的焊接热输入,快速焊,短弧焊,小幅摆动但要保证药芯焊丝的焊接冶金反应过程和脱渣过程充分进行的时间,故焊接速度应比实芯焊丝稍慢一些。焊接时焊机要等速移动,禁止抖动。焊丝与工件表面的夹角在25左右,既可保证药芯焊丝冶金反应的充分性,又可避免填充金属的过热。钨极端头与熔池表面的距离应保持在3mm左右,使操作者的视线宽广,送丝方便,避免焊缝夹钨。

2焊缝检验

2.1焊缝外观检验

焊缝外观成形良好,尤其是焊缝背面成形美观,无焊瘤、未透等缺陷。焊缝余高:正面1.0-1.5mm,背面为0.5~1.0mm,符合有关规程的规定。

2.2无损检测

GB4730-1994《压力容器无损检测》规定的方法对所有接口(共126个)进行100%射线探伤,一次合格率为93.6%,二次合格率为100%,且底片级别不低于II级。

2.3力学性能试验

GB/T228GB/T232规定的试验方法对焊接接头试样进行了拉伸试验,抗拉强度为575MPa,断裂部位为热影响区。同时弯曲试验(面弯、背弯)检查,弯曲直径D=4s,弯曲角度1800,试验结果合格。

2.4宏观金相检查

对焊缝、熔合区及热影响区分别进行宏观金相检查未发现任何缺陷。

2.5晶间腐蚀试验

GB4334.5-2000《不锈钢腐蚀试验方法》进行试验检查结果合格。

3结论

1)手工钨极氩弧焊填充药芯焊丝焊接不锈钢管的根部焊道时,可防止液态金属被空气氧化,大大改善背面成形,提高焊接质量,从而可替代传统的手工钨极氩弧焊填充实心焊丝背面充氩保护的焊接方法,可节省保护气体3/4以上,节约工时1/2-1/3,既降低了成本,又提高了生产效率。

2)采用药芯焊丝工艺性能好、电弧稳定、飞溅小、脱渣容易、焊缝成形美观,其熔敷金属力学性能及抗晶间腐蚀性均达到了相关标准的规定;焊接工艺操作简便,焊接质量稳定可靠,可进行全位置焊,特别是在焊接固定管口及高空作业时,其优点更为突出,深受焊工好评,宜于推广应用。

3)采用国产焊丝价格低廉,约为进口焊丝的1/2,降低了成本,经济效益明显。