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不锈钢管道焊接工艺

文章出处:郑州展利不锈钢材料有限企业    编辑:展利不锈钢    人气:     发表时间:2017-03-02

一、焊前准备;

焊接坡口制备质量检查、依据施工图样和焊接工艺引导书中规定的坡口尺寸、精度和表面质量的要求,坡口质量包括平整度、垂直度和清洁度等。

1、检查坡口的加工尺寸(高度、角边及钝边等)和精度是否符合有关技术标准的规定。

2、检查坡口表面粗糙度及表面缺陷(气割缺口、裂纹、分层和夹渣)如果超出标准允许范围的缺陷,应进行修复处理,如表面粗糙度未达标准,可采用砂布修磨。

3、检查坡口的表面清理质量。坡口面及其两侧至少200mm范围内应清理干净,不保留有毛刺、挂渣、铁锈、油污、氧化膜及油漆等有害异物。

4、坡口表面的无损探伤检查。对于焊接工艺文件规定对坡口表面要进行无损探伤(如着色等)的材料(如CY-M钢、Fe-CY-N高温含合金钢等,应进行无损检查,如发现裂纹等缺陷应予清除。

二、组装和定位焊检查;

1、检查组装后的几何尺寸和形状,是否符合图样规定。:

2、组装装配间隙为

1.5—2mm,采用TIG焊三点定位焊,焊﹤缝位置为时钟3点,9点和12点位置,使用的焊接材料应与焊件材料相同,焊点长度为10—15mm,要求焊透和保证无缺陷,错边量≤1.5—2mm。

3、组对是不得采用强力组装,接头内壁必须齐平。

4、点固焊时不得有空气、夹渣、夹钨、裂纹存在。

焊接工艺
  (1)焊接方法:由于现场多数为不锈钢管道且大小不一,根据不锈钢的焊接特点,尽可能减小热输入量,故采用手工电弧焊、氩弧焊两种方法,d >Φ159 mm 的采用氩弧焊打底,手工电弧焊盖面。d ≦Φ159 mm 的全用氩弧焊。焊机采用手工电弧焊/氩弧焊两用的WS7 一400 逆变式弧焊机。
  (2)焊接材料:奥氏体不锈钢是特殊性能用钢,为满足接头具有相同的性能,应遵循“等成分”原则选择焊接材料,同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力,使接头中出现少量铁素体,选择HooCr19Ni12Mo2氩弧焊用焊丝,手弧焊用焊条CHSO22 作为填充材料,其成分见表1 和表2。

          表1 焊丝HOOCr19Ni12Mo2化学成分(%)
C
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
0.012
0.13
1.70
0.019
0.007
13.23
18.72
2.38

          表2 焊条CHS022化学成分(%)
C
Cu
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
0.03
0.20
0.64
0.75
0.02
0.007
11.77
19.66
2.05

  (3)焊接参数。奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感,故采用小电流、快速焊,多层焊时要严格控制层间温度,使层间温度小于60 ℃ 。具体参数见表3 。
 
  表3 焊接参数
接头形式
焊缝层次
焊接方法
焊接材料
焊接电流I/A
电弧电压U/V
焊接速度v/(cm.min)
牌号   直径d/mm
管对接
一层
手工钨极氩弧焊
HOOCr19Ni12Mo2
2.5
75-80
10-11
6-8
3.2
83-90
11-13
6-8
二层
手工钨极氩弧焊
HOOCr19Ni12Mo2
2.5
75-80
10-11
6-8
3.2
85-93
12-13
6-8
手工电弧焊
CHS022
2.5
80-85
25-26
9-12
 
  (4 )坡口形式及装配定位焊。坡口形式采用V 形坡口,由于采用了较小的焊接电流,熔深小,因而坡口的钝边比碳钢小,约为0-0.5 mm,坡口角度比碳钢大,约为65°- 700°,其形式见图l 。
  图1 坡口形式
  不锈钢焊接坡口形式
  因不锈钢热膨胀系数较大,焊接时产生较大的焊接应力,要求采用严格的定位焊。对于d≦Φ89 mm 的管采用两点定位,d=Φ89-Φ219 mm采用三点定位,d≧219 mm 的采用四点定位;定位焊缝长度6-8 mm。

  (5)焊接技术要求:
  ① 手工电弧焊时焊机采用直流反接,氩弧焊时采用直流正接;
  ② 焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮,并用丙酮清洗;焊条应在200-250 ℃ 烘干1h,随取随用;
  ③ 焊前将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净,并用丙酮清洗坡口两侧25 mm 范围;
  ④ 氩弧焊时,喷嘴直径Φ2 mm , 钨极为钵钨极,规格Φ2.5 mm ;
  ⑤ 氩弧焊焊接不锈钢时,背面必须充氩气保护,才能保证背面成形。采用在管道内局部充氩的方法,流量为5-14L/min,正面氩气流量为12 一13L/min 。
  打底焊时焊缝厚度应尽量薄,与根部熔合良好,收弧时要成缓坡形,如有收弧缩孔,应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧,熄弧时应填满弧坑,防止弧坑裂纹。

  由于该不锈钢为奥氏体不锈钢,为防止碳化物析出敏化及晶间腐蚀,应严格控制层间温度和焊后冷却速度,要求焊接时层间温度控制在60℃ 以下,焊后必须马上水冷,同时采用分段焊接。具体分段方法见图2。这种对称分散的焊接顺序,即可增大接头的冷却速度,又可减小焊接应力。
 
  图2 不同管径分段焊接示意图
  不锈钢分段焊接示意图
  2 结果
  ( 1 )外观检查无气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷,成形良好。
  ( 2 )对试件进行拉伸、弯曲试验,各项力学性能指标均满足要求,未发现未熔合和裂纹等缺陷。
  ( 3 )宏观金相检验,发现焊道熔合良好,熔深为1-1.5 mm 。微观金相检验,其母材及热影响区都是全奥氏体组织,焊缝金属为奥氏体十铁素体(4 % )组织,完全满足抗晶间腐蚀和抗脆化的要求,经煤化企业现场施工 保证了焊接工程质量。
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