不锈钢薄板容器的焊接方法

不锈钢薄板容器的焊接方法

摘要:对6～8mm薄板不锈钢容器的焊接进行了实践,提出了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接法,解决了焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等缺点,取得了良好的结果。

关键词:不锈钢薄板;焊条电弧焊;埋弧自动焊;组合焊接

工艺

前言

随着时代的发展,不锈钢板材在化工领域的应用越来越广泛,因不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以焊接。从实用和技术性能方面考虑,在不锈钢薄板的焊接方法上应用最广泛的是焊条电弧焊。但是实践证明,焊条电弧焊焊接有诸多缺点,如易夹渣、对清根要求高、焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等。因此在保证焊接质量的前提下,采用埋弧自动焊轻松地解决了该类缺点问题。但因埋弧自动焊热输入大,熔池高温停留时间长,有促进不锈钢元素偏析和组织过热倾向,容易导致焊接热裂纹,同时焊接变形大。在综合考虑焊条电弧焊及埋弧焊的特点后,对不锈钢薄板(6～8mm)的焊接采用了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接工艺。

1焊接依据

1.1母材的焊接性分析

不锈钢在任何温度下焊接时不发生相变,焊接接头在焊态下具有较好的塑性和韧性,因此不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以采用,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”是可行的。

1.2焊接工艺评定

黑龙江化工建总公司已具备不锈钢焊条电弧焊及埋弧自动焊两项合格的焊接工艺评定,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊法在技术上无障碍。

2 焊接工艺

2.1 坡口加工

为了控制焊缝金属的成分,应降低母材在焊缝中的比例;为减少熔合比,应采用小坡口。

2.2焊材的选用

通常根据不锈钢的材质、工作条件(工作温度、接触介质)和焊接方法来选用焊接材料,原则上选用焊缝金属的成分与母材相同或相近的焊接材料;因含碳量对不锈钢的耐腐蚀性能影响很大,在选材时尽可能选含碳量低的焊材。同时为了保证与焊接工艺评定所用焊材一致,故焊条选用A132,焊丝为HOCr20Nil0Ti,焊剂为HJl07。需要说明的是,在焊剂的选用上HJ260也适用,但在实际的使用中经反复试验,采用HJ260焊

接时,焊道表面脱渣较困难,焊后需用砂轮修磨焊缝表面,直接影响焊缝外观质量。而HJl07在较高的电弧电压下焊接时,熔深较浅,电弧稳定,焊缝成形美观,焊剂消耗量低,易脱渣。同时由于焊剂中含有较多的CaF2,又加入了冰晶石,抗气孔和抗裂纹能力均有提高,因此综合考虑优先选择HJl07作为焊剂。

2.3焊接工艺参数

因不锈钢导热性能差,过高的热输入会造成焊缝开裂,降低抗腐蚀性能,变形严重及接头力学性能改变等缺陷,故一般焊接所需的热输入比碳钢低20%一30%左右。坡口面焊两层,因坡口较小,为保证能焊透,故先用φ3.2焊条打底焊一层,然后用φ4焊条盖面,背面清根后用埋弧自动焊盖面焊接。

2.4焊接过程中采取的措施

为了防止焊接过程中出现夹渣等缺陷,控制焊接变形,采取了以下措施:

2.4.1 焊前仔细地用钢丝刷将坡口及其两侧20mm范围内打磨干净,同时保持车间卫生清洁。

2.4.2 定位焊长度50mm,间距200mm。

2.4.3 焊完每一层后要等10min,待焊缝冷却后再清理焊道,准备下一焊接。

2.4.4 清根前,在焊缝两侧200mm范围内涂白粉,以防止清根时的飞溅对表面造成点腐蚀。

2.4.5 清根后,用角磨机仔细地将坡口打磨干净,至少保

证自清根面打磨1mm以上深度,彻底消除渗碳层。

2.4.6 焊条电弧焊时尽量不做横向摆动,为的是减少熔池热量,防止Cr等元素被烧损。

3 焊接结果

3.1 外观检查:焊缝成形较好,宽度均匀,色泽一致,表面无裂纹、气孔、咬边等缺陷。

3.2 无损检测:20%RT检测基本上都在II级以上。

3.3 焊接接头力学性能:经对产品焊接试板进行理化检测,抗拉强度及弯曲试验都符合要求,同时按

GB4334.5-2000(不锈钢硫酸一硫酸铜腐蚀试验方法》进行晶间腐蚀试验,结果合格。综上所述,焊接结果是合格的。

4 结论

4.1 对于6～8mm薄板不锈钢的焊接,采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接法是可行的。只要工艺合适,参数适当,焊接过程中采用相关措施,就能获得优质的焊接接头。

4.2 由于外层采用了埋弧自动焊,焊缝外观得到了明显的提高,同时大大提高了工作效率,降低了成本及劳动强度。

4.3 该组合焊接对今后6～8mm不锈钢薄板容器的焊接具有实际的指导意义。