不锈钢管道焊接工艺

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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

　　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。