不锈钢药皮焊丝断弧焊焊接工艺

Welding and detection 总第326期

f焊接与獅

不锈钢药皮焊丝断弧焊焊接工艺

徐仰凤丁建军单振扬杨华平石磊田桂土

(浙江省工业设备安装集团有限公司杨华平技能大师工作室杭州310001 )

摘要：本文介绍了药皮焊丝手工钨极氩弧焊断弧焊的工艺原理、工艺流程及操作要点等，该焊接工艺很好

地避免了不锈钢管道传统手工氩弧焊工艺管内充氩困难、充氩量过大、充氩保护效果不好等问题，在不锈钢管道焊

接工程中具有较高的推广价值.

关键词：药皮焊丝手工钨极氩弧焊不锈钢焊口打底焊断弧焊法

中图分类号：T G44 文献标识码：B文章编号：1002-3607 (2019) 09-0051-02

不锈钢因其良好的机械性能、耐腐蚀性及焊接性能在管道工程中广 泛应用，手工钨极氩弧焊（GTAW)作为不锈钢的主要焊接方法之一，具 有熔池保护好，电弧稳定集中、无熔 渣、焊缝组织致密、热影响区小、成 型良好等优点，但传统的手工钨极氩 弧焊（GTAW)需对不锈钢管内进行 充氩，并确保充氩效果，才能保证焊 缝质量。而实际工程中的管道往往规 格不一、数量众多、结构复杂，经常 造成难以充氩、充氩成本高以及充氩 效果不良等诸多问题。本文结合工程 实际，以060x8不锈钢管道焊接为 例，对不锈钢管道的手工氩弧焊新工 艺进行探索，摸索出不锈钢药皮焊丝 断弧焊焊接工艺，并在实际应用中认 真总结，介绍该焊接工艺的流程及操 作要点。

1工艺原理

TGF系列型焊丝为新型焊材，在 金属焊芯外涂一层约0.5mm厚的药 皮，在焊接电弧的作用下，熔化状态 的药皮材料、焊丝金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用，同

时形成一层较薄的液态熔渣包覆熔滴

并覆盖熔池，对熔化金属形成一层保

护，防止金属与空气反应氧化、烧

损。但外层包裹的流动溶渣同时也干

扰了电弧燃烧的稳定性，极易产生咬

边、夹渣、未熔合等缺陷。而采用断

弧焊时，在空载电压的作用下，加大

了焊接电弧推力，确保熔池中熔化金

属和熔渣的有效分离，有效防止了咬

边、夹渣、未熔合等焊接缺陷的产

生。同时，利用不锈钢与焊渣材料相

差较大的膨胀系数，使得焊后背面焊

渣经过热胀冷缩后自动脱落。

2工艺流程

不锈钢药皮焊丝断弧焊焊接工艺

流程见图1。

3操作要点

3.1焊前准备

(1 )不锈钢管道运输存放时要

避免与碳钢接触。焊接前应使用树脂

砂轮片对管材进行下料切割，以防止

不锈钢受到“铁离子”污染，并减少

焊接时碳等有害元素的侵入。

(2)焊接前对坡口两侧不少于

50mm范围内进行机械清理或化学清

理，清除水分、油垢、灰尘和氧化物

等影响焊缝质量的杂质。

(3)根据不镑钢管道规格类型，

选用匹配的焊材。焊条焊前必须烘

干，烘干温度2501,保温1h。

(4 )采用一级纯A r气，纯度

彡99.99%,执行GB/T 4842-2017

标准。

(5 )机械加工坡口，形式为V形，

单边30° ~35°,钝边1mm。

3.2焊口组对

焊口组对时，错边量

应小于1m m;组对间隙3~

3.2m m;采用药皮焊丝进

行点固定位焊，水平固定

全位置焊，三个定位焊点图1不锈钢药皮焊丝断弧焊焊接工艺流程

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2019年第09期We丨ding and detection 陽驗与检测)

均布，6点位置为起始焊点，要保证定 位焊点强度，定位焊缝长度为1〇mm 左右，高度约为壁厚的1/2;清渣后 定位焊缝两端磨成缓坡状，以利于接 头平整。

3.3焊接工艺参数

采用不锈钢药皮焊丝氩弧焊打底 焊焊缝示意图见图2。由于不锈钢在 高温停留时间过长，易形成方向性强 的柱状晶焊缝组织，形成热裂纹，焊 接时宜采用热输入小的焊接参数，具 体焊接参数见表1。

图2不锈钢药皮焊丝氬弧焊打底焊焊缝示意图隙的熔孔，渣气均能有效地保证正、背面焊缝熔池。焊枪、焊丝与焊管布 置见图3。

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图3焊枪、焊丝与焊管布置

3.5层间温度控制

为防止不锈钢层间温度过高，引起热影响区晶粒粗大，使焊缝强度及 低温冲击韧性下降，焊接时应严格控 制层间温度小于采用①2.5mm 铈钨极，喷嘴直径1〇m m,焊接电流

表1焊接工艺参数表

序号焊接方法层次焊材及规格电源极性焊接电流/A电弧电压/V焊接手法1G T A W打底焊T G F-347 02.4直流正接100-12010-12断弧法

3.4断弧法进行打底焊接操作要领

断弧法进行打底焊接不同于传统（GTAW )焊操作要领，断弧焊法 是通过控制电弧的不断燃烧和灭弧的 时间以及运条动作来控制熔池形状、熔池温度以及熔池中液态金属厚度的 一种单面焊双面成形技术。断弧焊法 的背面成形机理主要是靠电弧的穿透 力和熔池的表面张力及电磁收缩力。当电弧穿透坡口间隙后熔化坡口两侧 和前一个熔池，从而形成一个新的熔 池，通过熄弧和熔池的表面张力来控 制熔池温度、形状和位置。由于这种 方法使熔池前方出现一个大于坡口间不宜过大，氩气流量8~12L/m in,

氩气流量不宜过大，否则容易产生涡

流干扰焊接电弧的稳定燃烧，并将空

气一并卷入保护气体中，造成因保护

不良而产生的焊接缺陷，同时减少焊

接线能量，熔敷金属不宜过厚。

4结语

不锈钢药皮焊丝断弧焊焊接工艺

比较传统氩弧焊工艺，关键是减除了

管道充氩的工序，避免了因充氩效果

不佳而影响焊接质量稳定性的难题。

根据嘉兴逸鹏化纤有限公司25万t差

别化纤维项目、新凤鸣集团湖州中石

科技有限公司CP11/12熔体直纺项目

的应用总结，焊口一次拍片合格率达

到了98.9%,提高焊接工效21 %,降

低焊接施工成本30%,实际应用效果

良好。对不锈钢工艺管道流程复杂且

工程量较大的化工类工程项目具有广

泛推广应用价值。工程中实际焊接效

果见图4、图5。

图5现场夹套管道焊接

参考文献：

[11张其枢，堵耀庭.不锈钢焊接[M l.北京：机械

M出版社.

[21承压设备无损检测：NB/T47013-20151S1.

[3】承压设备焊接工艺评定：NB/T47014-2011[S1.

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