薄壁不锈钢管焊接技术

薄壁不锈钢管焊接技术

化工生产和啤酒生产对管道质量要求比较高，以防产生不必要的污染。不锈钢管内必须光滑，无氧化现象。经过对比选择，我们选用手工直流脉冲钨极氩弧焊进行施焊，它具有如下特点：(1)电弧稳定。(2)可以进行全方位焊接。(3)焊缝质量稳定，一次最大焊透量4～5mm。(4)能减小焊接应力和焊缝变形，提高结构精度。(5)焊缝组织致密，耐腐蚀，特别是抗晶间腐蚀性能较好。

1 焊接设备及焊材选择

焊机选用国产直流脉冲氩弧焊机，价格适中，性能稳定。每台焊机配备一个高位水箱，利用落差自动供冷却水，接水桶低位回收后提回高水箱。

电极采用铈钨棒，放射性低，对人体危害小。直径2.5mm，端头磨成锥形。氩气纯度99.9%。焊丝由材料供应方提供，国产可选用HOCr19Ni99和HOCr19Ni10Mo3Ti。

2 施工前准备

根据工程需要，组织适量氩弧焊工进行焊前培训，利用供应方提供的短管实地施焊。焊件经砂轮机割开焊口检查，由外方监理认可，确认优良方能进场施工。焊工相对固定：①点、固焊不混淆，技术好的进行固焊，技术一般的进行点焊；②管工和焊工搭配不变，以便掌握最佳的对口间隙。

3 焊接准备

由于不锈钢薄壁管厚度都在3mm以下，选用Ⅰ型坡口，坡口宽度A=1/2t+0.5mm。

焊口组对前用棉纱擦干净，油污或脏物沾染严重的应用细砂打磨，酒精脱脂。点焊时管内必须充氩，以保证点焊质量。点焊个数与管径有关，点焊间距为50～100mm，最少必须保证一个口有3个以上焊点，点焊缝长度5～10mm。

管材下料用电动切管刀，边切割边转动，减少管子受力变形。圆齿形刀片选用德国进口，下料后管口平齐，一次成型，无需修边。

4 焊口充氩保护

1996年深圳金威啤酒厂二期扩建工程，我们针对氩气耗费量大的问题成立了QC小组进行攻关。在不同焊接条件下，选用不同的充氩形式，主要有：

(1)法兰及短管焊接采用挡板形式。

挡板用两块圆形不锈钢板夹胶皮做成(尺寸参考保护塞)，均匀开2～8个孔，

焊前推入管口，焊后用不锈钢丝拉出。

(2)50.8mm以上直管对接或直管与弯头对接，采用局部保护塞。

进气板用厚2mm不锈钢圆板夹厚3mm胶皮圈做成，胶皮圈外径比管径大5～

10mm，内径比不锈钢板外径小10mm，以夹住为原则。钢板直径比管子内径

小10～20mm。外侧钢板开孔焊上进气管，进气管上焊短杆用来绑不锈钢丝。

内侧钢板均匀钻φ2.5mm孔，正对进气管处不开孔，以便气流均匀流入。

排气板用不锈钢圆板直接夹住胶板，尺寸参考进气板，板上开2～8个φ3mm

孔。

两板之间用不锈钢链连接。组对前先把胶管和钢丝从直管侧穿入与进气板固

定，再分别把进、排气板推入管口。管口点焊后，拉不锈钢丝，使进气板后

移，拉直不锈钢链，避免施焊时不锈钢链与焊口粘连。

(3)50.8mm以下管焊接则采用整条充氩保护。

表1 不锈钢薄壁管材料组成

规格牌号C Si Mn S P Cr Ni Mo ～SUS304

OCr19Ni9≤0.08

＜

1.00

＜

2.00

＜

0.03

＜

0.04

18～

20

8～

10.5

～SUS316

OCr17Ni12Mo2≤0.08

＜

1.00

＜

2.00

＜

0.03

＜

0.04

16～

18

12～

16

2.0～

3

采取以上措施充氩的效益很明显，耗氩量可减少40%左右，并且焊口部氩含量高，利于提高焊口质量。充氩流量保持在3～8L/min，视管径而定。焊后继续送气10～30s。

5 焊接

焊接采用左焊法，焊炬匀速前进，保持上下不跳动。焊丝顺着焊口并贴紧焊口从熔池前沿加入，加入量视间隙与速度而定。尽量少加勤加，以免在平焊时形成焊缝内凹和仰焊时焊缝外凸，以焊缝一次成型为原则。焊丝端部始

终处于氩气保护范围内，以免红热的端头氧化。焊丝也不应伸入熔池中搅乱氩气流。

焊丝直径选用2.0～2.5mm，焊接电流在40～100A之间，氩气流量8L/min，焊炬喷咀孔径8mm，喷咀与工件距离5～10mm，具体数据见表2。

表2 焊接参数

管壁厚度(mm)

钨棒

(mm)焊丝

(mm)

喷咀口孔径

(mm)

氩流量

(L/min)

电流

(A)

2.0φ2.5φ2φ8840～60

2.5φ2.5φ2.5φ8860～80

3.0φ2.5φ2.5φ8880～100

引弧时提前送气3～5s。熄弧前应先提高行进速度，然后熄弧，以消除弧坑。焊后清洗用进口酸洗膏，在深圳金威啤酒厂，酸洗膏全部由德国滋曼公司提供，涂上后20min用不锈钢丝刷刷去氧化皮，并用清水冲洗即可。对要求低的管道也可直接用不锈钢丝刷，边刷边冲洗。