不銹鋼管道TIG+MAG焊接技術(shù)

1、案例分析

0Cr18Ni9不銹鋼φ530mm×11mm大管水平固定全位置對(duì)接接頭主要用于電廠潤滑油管道中，焊接難度較高,對(duì)焊接接頭質(zhì)量要求較高，內(nèi)表面要求成形良好，凸起適中，焊后要求PT、RT檢驗(yàn)。以往均采用TIG焊或手工電弧焊，前者效率低、成本高，后者質(zhì)量難以保證且效率低。為既保證質(zhì)量又提高效率，采用TIG內(nèi)、外填絲法焊底層，MAG焊填充及蓋面層，使質(zhì)量、效率都得到保證。

0Cr18Ni9不銹鋼熱膨脹率、導(dǎo)電率均與碳鋼及低合金鋼差別較大，且熔池流動(dòng)性差，成形較差，特別在全位置焊接時(shí)更突出。在MAG焊過程中,焊絲伸出長度必須小于10mm，焊槍擺動(dòng)幅度、頻率、速度及邊緣停留時(shí)間配合適當(dāng)，動(dòng)作協(xié)調(diào)一致，隨時(shí)調(diào)整焊槍角度，使焊縫表面邊緣熔合整齊,成形美觀，以保證填充及蓋面層質(zhì)量。

2、焊接方法及焊前準(zhǔn)備

2.1焊接方法

材質(zhì)為0Cr18Ni9，管件規(guī)格為φ530mm×11mm，采用手工鎢極氬弧焊打底，混合氣體(CO2+Ar)保護(hù)焊填充及蓋面焊，立向上的水平固定全位置焊接。

3、TIG焊工藝

3.1焊接參數(shù)

采用φ2.5mm的Wce-20鎢極，鎢極伸出長度4~6mm，不預(yù)熱，噴嘴直徑12mm，

3.2操作方法

3.2.1管子對(duì)接水平固定焊縫是全位置焊接。因此焊接難度較大，為防止仰焊內(nèi)部焊縫內(nèi)凹，打底層采用仰焊部位(六點(diǎn)兩側(cè)各60°)內(nèi)填絲，立、平焊部位外填絲法進(jìn)行施焊。

3.2.2引弧前應(yīng)先在管內(nèi)充氬氣將管內(nèi)空氣置換干凈后再進(jìn)行焊接，焊接過程中焊絲不能與鎢極接觸或直接深入電弧的弧柱區(qū)，否則造成焊縫夾鎢和破壞電弧穩(wěn)定，焊絲端部不得抽離保護(hù)區(qū)，以避免氧化，影響質(zhì)量。

3.2.3由過6點(diǎn)5mm處起焊，無論什么位置的焊接，鎢極都要垂直于管子的軸心，這樣能更好地控制熔池的大小，而且可使噴嘴均勻地保護(hù)熔池不被氧化。

3.2.4焊接時(shí)鎢極端部離焊件距離2mm左右，焊絲要順著坡口沿著管子的切點(diǎn)送到熔池的前端，利用熔池的高溫將焊絲熔化。電弧引燃后，在坡口一端預(yù)熱，待金屬熔化后立即送第一滴焊絲熔化金屬，然后電弧擺到坡口另一端，給送第二滴焊絲熔化金屬，使二滴鐵水連接形成焊縫的根基，然后電弧作橫向擺動(dòng)，兩邊稍作停留，焊絲均勻地、斷續(xù)地送進(jìn)熔池向前施焊。

3.2.5在填絲過程中勿擾亂氬氣氣流,?；r(shí)注意氬氣保護(hù)熔池，防止焊縫氧化。焊后半圈時(shí)，電弧熔化前半圈仰焊部位，待出現(xiàn)熔孔時(shí)給送焊絲，前兩滴可以多給點(diǎn)焊絲，避免接頭內(nèi)凹，然后按正常焊接。

3.2.612點(diǎn)收尾處打磨成斜坡狀，焊至斜坡時(shí)，暫停給絲，用電弧把斜坡處熔化成熔孔，最后收口。注意焊到后半圈剩一小半時(shí)應(yīng)減小內(nèi)部保護(hù)氣體流量到3L/min，以防止氣壓過大而使焊縫內(nèi)凹。

3.3常見缺陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

3.3.1未焊透：焊接電流小、根部間隙小、焊接速度過快、焊槍角度不正常等均易產(chǎn)生未焊透的缺陷。根部間隙一定不能小于3.5mm，合適的焊接電流和正確調(diào)整焊槍角度就可避免產(chǎn)生未焊透現(xiàn)象。

3.3.2氧化嚴(yán)重：打底焊時(shí)，管內(nèi)充壓裝置未能起到良好的保護(hù)作用，焊縫背面會(huì)氧化;焊接過程中對(duì)熔池及焊絲端頭保護(hù)不良，或焊絲表面有氧化雜質(zhì)也會(huì)氧化嚴(yán)重。充氧裝置盡可能與管子對(duì)嚴(yán)，不能留有間隙，管子的間隙用耐高溫錫油紙貼上，避免焊縫氧化。

3.3.3夾渣、夾鎢：焊接過程中，若焊絲端頭在高溫過程中脫離了氬氣保護(hù)區(qū)，在空氣中被氧化，當(dāng)再次焊接時(shí)被氧化的焊絲端頭未理，又送入熔池中，在斷口試驗(yàn)中判為夾渣;若鎢極長度伸出量過大，焊槍動(dòng)作不穩(wěn)定，鎢極與焊絲或鎢極與熔池相碰后,又未終止焊接，從而造成夾鎢。因管子是圓的，焊槍、送絲角度要隨時(shí)變化，所以手法一定要穩(wěn)、準(zhǔn)，才能避免夾渣、夾鎢的現(xiàn)象。

3.3.4內(nèi)凹：裝配間隙小，焊接過程中焊槍擺動(dòng)幅度大，致使電弧熱量不能集中于根部，產(chǎn)生了背面焊縫低于試件表面的內(nèi)凹現(xiàn)象。電弧熱量盡量集中于根部，仰焊部位多給點(diǎn)焊絲可避免內(nèi)凹。

4、MAG焊工藝

4.1焊接參數(shù)

噴嘴直徑20mm，噴嘴至試件距離6~8mm，層間溫度≤150℃。焊縫厚度11mm。

采用混合比(體積)為Ar80%+CO220%的保護(hù)氣體，既能使Ar弧電弧穩(wěn)定、飛濺小、容易獲得軸向噴射過渡的優(yōu)點(diǎn)，電弧又具有一定氧化性，克服了全部氬氣焊接時(shí)表面張力大、液體金屬粘稠、陰極斑點(diǎn)易飄移等問題,同時(shí)對(duì)焊縫蘑菇形熔深有所改善。

4.2操作方法

4.2.1焊前注意噴嘴、導(dǎo)電嘴是否清理干凈，氣體流量的大小是否合適，清理打底層表面，控制層間溫度。

4.2.2因填充、蓋面層用氣體保護(hù)焊,焊絲伸出長度的長短對(duì)焊接過程的穩(wěn)定性影響較大，焊絲伸出長度過長，焊絲電阻值增大，焊絲過熱而成段熔化，結(jié)果焊接過程不穩(wěn)定，金屬飛濺嚴(yán)重，焊縫成形不良，對(duì)熔池的保護(hù)不好;焊絲伸出長度過短，則焊接電流增大，噴嘴與工件的距離縮短，焊接視線不清，焊道成形不良，同時(shí)若焊絲伸出長度過短，還會(huì)使噴嘴過熱,造成飛濺物粘住或堵塞噴嘴，從而影響氣體流量。

4.2.3焊接時(shí)，焊槍角度要與管子軸線垂直，因?yàn)楣茏邮菆A的，所以焊槍角度要隨時(shí)變化，這樣才能保證焊縫質(zhì)量，避免焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣等現(xiàn)象。焊接時(shí)采用小月牙形擺動(dòng)，兩側(cè)稍作停留穩(wěn)弧，中間速度稍快，這樣可以避免焊出的焊縫凸起、不平整;上、下接頭都要越過中心線5~10mm，后半圈填充、蓋面仰焊接頭時(shí)，可把前半圈引弧焊接位置磨一個(gè)緩坡，使后半圈接頭時(shí)不致于產(chǎn)生缺陷;填充時(shí)，要注意坡口邊緣不要被電弧擦傷,以備蓋面層焊接。蓋面時(shí)，應(yīng)在坡口邊緣稍作停頓，以保證熔池與坡口更好地熔合，焊接過程中，焊槍的擺動(dòng)幅度和頻率要相適應(yīng)，以保證蓋面層焊縫表面尺寸和邊緣熔合整齊。

4.3常見缺陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

4.3.1氧化：MAG線能量較大，層溫較高，或焊絲表面有氧化雜質(zhì)，都會(huì)導(dǎo)致氧化。焊前清理干凈，控制層溫和用較小的線能量都可避免氧化。

4.3.2夾渣：焊槍角度不正確，或兩邊停留時(shí)間不夠，均容易產(chǎn)生夾渣。

5、結(jié)束語

5.1采用TIG焊進(jìn)行底層焊接，具有電弧穩(wěn)定、控制性好、質(zhì)量優(yōu)等特點(diǎn)。

5.2采用活性混合氣體保護(hù)MAG焊進(jìn)行全位置填充及蓋面層焊接，能提高熔滴過渡的穩(wěn)定性，穩(wěn)定陰極斑點(diǎn)，增大電弧的熱功率。

5.3采用TIG+MAG焊接工藝獲得了良好的接頭外觀成形和內(nèi)在質(zhì)量。

類似工藝已在工程中應(yīng)用，其效果良好，這一高質(zhì)量及高效率相結(jié)合的工藝值得在不銹鋼大管對(duì)接中推廣使用。