不锈钢薄壁管焊接方法

薄壁不锈钢管道焊接技术研究

来源： 编辑：日期：2007-11-30加入收藏摘要：介绍薄壁不锈钢管道焊接的技术、方法和焊接的工艺参数。

关键词：薄壁不锈钢管；焊接；管内充氩气；双面成型

薄壁不锈钢管输送的介质为生产原料或者产品。如果管道在安装过程中。管内焊缝有毛刺、凹坑、焊缝过高等缺陷，会导致产品或原料在管内积留造成腐烂变质，影响产品质量。所以对该种管道的焊缝成型要求特别高，要求双面成型，不允许咬边和未焊透．焊缝高度Omm—1mm，坑深度不超过0．3mm，尤其是管内焊缝必须成型均匀，光滑无毛刺，焊缝高度均匀Omm—O．3mm，针对此情况，对该工程薄壁不锈钢管道的焊接，反复研究、试验、总结焊接技术数据，改进和提高焊接技术，保证了工程安装质量要求。

1、焊接设备选择

由于本工程不锈钢管壁薄1mm-2mm，焊接熔浅，焊缝要求双面成型，管口不被氧化等条件，选择直流钨极氩弧焊机(正接法)，焊机型号为AT一180。它具有以下特点：能满足本工程薄壁不锈钢管焊接的要求。

①钨极因发热量小，不易过热，同样大小直径的钨极可以采用较大的电流，工件发热量大，生产率高，而且由于钨极为阴极，热电子发射力强，电弧稳定而集中。

②氩气有效地隔绝周围空气，钨极不发生反应，钨极氩弧焊中电弧还有自动清除工件表面氧化的作用。

③钨极电弧稳定，即在很小的焊接电流下仍可稳定燃烧一特别适用于薄壁管的焊接。

④热源和填充焊丝可分别控制，因而热输人易调节．可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法。

⑤由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。

2、焊接方法的选择

焊接方法的选择．应根据被焊工件的材质和质量要求等情况来决定。该工程主要是薄壁小口径不锈钢管道，焊缝要球双面成型，光滑无毛刺，按这种情况，根据钨极氩弧焊机(AT-18O)的性能和其优点，选择管内充氩气手工钨极氩弧焊。选用的依据主要是氩气是惰性气体，在焊接中被焊金属和焊丝的合金元素不易被烧损，焊缝成型美观、光滑、无毛刺、质量好，同时还减少了清渣和酸纯化等工序，焊速快，工效高，能满足工程质量和工期要求。

3、焊接工艺要求

3.1 气体保护效果

氩弧焊的保护气体氩气是柔性的，极易受到外界因素扰动而遭破坏，为得到良好的保护效果，应注意以下几个因素：

①气体的流量

从理论上看，气体的流量越大，保护层抵抗空气影响能力愈强但是在实践中，我们发现，当气体流量过大时，保护层会产生不规则的流动，反而使空气卷入，降低保护效果，影响焊缝质量同时也浪费气体，所以在焊接时必须根据实际情况选择(见表1)。

②喷嘴直径

喷嘴直径与气体流量的大小成正比，喷嘴直径增大，气体流量同时增大。这时被保护区也必然增大，保护效果愈好。但是喷嘴过大时，会防碍某些位置的焊接，或会防碍焊工视线，而影响焊接效果，影响质量。此外，氨气消耗量增大，会增加工程成本，故喷嘴直径应根据管道的厚薄程度来确定(见表1)。

喷嘴到工件的距离

一般认为，距离越远，保护教果越羞，反之则越好，但实践证明，喷嘴至工件之间的距离只能根据钨棒的伸出长度来确定，如钨棒伸出长度为2mm一

3mm(我国常规)时，则喷嘴到工件的距离为2mm一3mm。但这样的伸出长度在该工程的薄壁不锈钢管道焊接中，是无法达到要求的。我们经试验采用钨极伸出长度为8mm一10mm，这时喷咀到工件的距离为l0mm一13mm，以薄壁小口径不锈钢管道，此法获得较窄的焊缝，且表面光滑，根部焊透，也不出现凸凹现象，双面成型效果好。

④焊接速度和外界气流

氩弧焊时，由于焊炬本身移动速度大而快，如遇到正气流侵袭，保护气体就可能偏离被保护融池，保护效果就会显著变差。尽量避免在室外操作，如确需在室外操作时．应采用挡风装置，同时要注意控制一定的焊速。

⑤管内充氢气保护

管内充氩气保护，在引弧前1O秒一20秒，启动开关送气阈，将管内的空气排除，并调节流量表所需的流量，对小管道可采用满充，对大口径管道采取局部充氩，以减少氩气用量(见图1)。

3．2 钨极直径

钨极直径根据管壁厚薄程度选择，管壁越厚所需电池越大，钨极直径要直应增大，反之则小。定的钨极直径具有一定的极限电流，如果焊接电流超过钨极可能承受的极限电流，钨极就要强烈发热，甚至融化蒸发，引起弧不稳，焊缝夹钨。本工程选择钨极直径为 1.6mm。

3．3 焊接电源种类与极性

钨极氩弧焊电源分交、直流两种，极性分正接法和反接法两种。选择时，主要取决于被焊工件的材质。对该工程不锈钢的焊接．应选择直流电源，正接法(工件正接)。所以阴极斑点在钨极上比较稳定，电子发射力强，电弧稳定，可采用较大的许可电流，而钨极烧损少，焊接质量有保证。

3．4 焊接规范的选择

焊接规范是否合理．直接影响焊接质量，由以上凡点理论分析及该厂薄壁不锈钢管道焊接的实际经验及数据，将其选择的焊接规范列于表1。

3．5 焊接引弧夏熄弧

提前lO秒～20秒启动开关充氩气，以排除管内的空气，并调节流量计到所需的气流量，然后方可引弧进行焊接。在管道焊接时，焊把的角度根据焊接位置的不同而作相应的改变，该厂的薄壁不锈钢管道焊接，除了钨极伸出长度与我国一般规定不同外，焊把角度的变化和操作方法也有所不同，如对管件进行点焊固定．一般不加填充金属，由工件自熔，一般先点两点各为]20度，第三点是仰焊处为弧点(360.C)起弧时焊把与工件的角度为90度．根据被焊接管道的大小逐步改变角度。操作时则以食、母指夹往焊把，其余三指扶住管，沿着管壁自下而上顺园周方向移动。这种方法的好处是夹焊把之手可借管来稳定，持续操作不发抖，焊把和工件保持的距离相对稳定，电弧不发生长短变化，可获得较理想的焊接接头。此外，在焊接过程中，焊把不能横向摆动，在每～焊道或转角需熄弧时，关闭开关后不能立即抬起焊把，应停留5秒～lO秒，待弧坑冷却到一定温度后才能抬起焊把。否则该处会发黑，焊缝表面会氧化。

4 管及管件法兰焊接

①管对接：管组对时，内壁内齐，对口间隙Omm～0.1mm，如图2所示。为保证组对尺寸，防止焊接变形和错位，影响焊接的正常进行和焊缝成形．大都进行了定位焊．定位焊点的间距根据被焊材料的牌号、厚度、接头型式而定。不锈锕由于比低碳钢的线膨胀系数大，焊接变形大，故点焊应小。对较薄的易变形