不锈钢药芯焊丝背面自保护氩弧焊在管道建设中的应用
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不锈钢药芯焊丝的填充效率为实 芯焊丝的９０％（因为它有填药），为 弥补其不足，一般将不锈钢药芯焊丝 直径都做得稍大些，例如同级不锈钢 实芯焊丝为Ф２．０ｍｍ的话，不锈钢药芯
焊丝做成Ф２．２㎜。不锈钢药芯焊丝 送丝要点为少量、快节奏填送，而且 焊丝头移动的间距要短，快速填送时 要特别注意不锈钢药芯焊丝是否充分 熔化，一般要保持熔池清晰，用钨极 的摆动充分搅拌熔池使焊药完全熔化 浮出，并使焊缝熔合良好，否则将会 残留夹渣，形成缺陷。经验得出焊道 内有夹渣缺陷产生可以从内焊道形状 判断出来，如果发现背面焊道有焊刺 产生，一般焊缝内有夹渣缺陷产生， 可以马上打磨清除缺陷。 ２．４ 接头操作要点
气进行内保护充氩，管径越大、管道 越长所需的内保护氩气就越多，致使 该厂的３台圆筒形立式加热炉辐射炉管 和４套脱硫脱碳装置６５０多道不锈钢焊
口迟迟不能焊接（管径为Ф１２７￣４０６ｍｍ， 材质为０Ｃｒ１８Ｎｉ９）。我们采用了不锈钢 药芯焊丝背面自保护氩弧焊新工艺， 解决了这个难题。
表１、表２、表３分别为母材、不锈
［关键词］ 不锈钢药芯焊丝；圆筒形立式加热炉辐射炉管；焊接质量；夹渣缺陷
川庆钻探公司承建的土库曼斯坦 巴格雷德Ａ区天然气处理厂有为数不少
的不锈钢管道需要焊接。传统采用的 方法为实芯不锈钢焊丝加氩气内保护
打底焊和不锈钢焊条填盖焊接工艺。 由于土库曼斯坦国不生产氩气，需从
邻国伊朗进口。运输周期长，运输数 量有限，价格昂贵，影响了施工的进 程。由于不锈钢管道焊接需要大量氩
现代焊接 ２０１０年第６期 总第９０期 Ｊ－ ３１
Ｗｅｌｄｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 应用广角
２．６ 焊后热处理 在焊接的过程中，由于钢板局部
受到不均匀的加热，从而产生了不均 匀的变形，形成了焊接残余应力，这 种焊接残余应力随着钢板厚度的增加， 残余应力越大，对产品的安全使用影 响越大。经过焊后热处理，金属发生 塑性变形产生松驰而使焊接残余应力 减弱或消失，提高焊接接头的使用性 能。如图２所示。 ２．７ 力学性能检验
四川油建工程技术开发培训中心 许 政
［摘要］ 多年来不锈钢焊接时背面氧化一直是焊接工艺上一个难以解决的问题。一般情况下焊接时都是采用背面 充氩保护，但是当容器较大、管道较长或背面无储气空间时将浪费大量的氩气，且还出现保护效果不好，直接影响焊 接质量。为避免焊道背面氧化，保证焊接质量，本文采用背面自保护不锈钢药芯焊丝新工艺，焊接时保护涂层会渗透 到熔池背面，形成一层致密的保护层。
现代焊接 ２０１０年第６期 总第９０期 Ｊ－ ３３
依据焊接技术相关标准，施焊单 位的管理水平、质量意识、产品质量 稳定情况，对工件取样进行加工，具 体检测结果如表３所示。
由表３中数据可知，各项检测结果 均符合产品设计使用要求。 ２．８ 金相检验
焊缝中的微观缺陷和金相组织变 化情况采用探伤方法一般检查不出来， 因此进行了金相检验。检验结果均无 裂纹、疏松、过烧组织、脆硬性马氏
挂渣现象，特别是焊接直径比较小的 环焊缝优越性更加明显。 ３．３ 烧结焊剂ＳＪ１０１的综合经济力学性 能低于熔炼焊剂ＨＪ４３１。 ３．４ 烧结焊剂ＳＪ１０１与相应的焊丝匹配， 能应用于生产中进行碳素钢的焊接。
参考文献
［１］ 姜求志，王金瑞 等． 火力发电厂金属材料手册．中 国电力出版社（２００１）． ［２］ 杨松 等． 锅炉压力容器焊接技术培训教材． 北京： 机械工业出版社（２００５）． ［３］ 锅炉受压元件焊接技术条件． 中华人民共和国机 械工业部． １９９３． ［４］ 蒸汽锅炉安全技术监察规程． 中国劳动出版社． １９９６．
（上接第Ｊ－３１页） 丝自保护焊内焊道成形如图６所示。
４ 结束语
通过以上焊接证明，该工艺已经 在土库曼斯坦Ａ区天然气处理厂成功应 用，因此可以在全公司进行推广，特 别适合于大管径、容器及背面不能进 行充氩保护的不锈钢管道接头焊接。
图６ 不锈钢药芯焊丝自保护焊内焊道成形
该工艺既简化了充氩保护装置提高了 功效，又节约了大量内保护氩气（特 别是在没有氩气的土库曼斯坦国）， 保证了焊接质量，属渣气联合保护， 故它的抗气孔能力较实芯焊丝要强。 不足之处是该工艺由于背面焊道有药 皮产生，需进行吹扫处理，不适合用 于无法进行吹扫的管道及容器的焊接。
作者简介：许政（１９６８－），男，毕业于四川油建技校焊接 专业，从事焊接专业工作２１年，高级焊接技师，现在主要 从事焊工培训、焊接工艺评定及新材料、新工艺、新设备 的运用与推广工作。
钢药芯焊丝、不锈钢焊条的化学成分 和机械性能。
１ 坡口型式及要求
坡口型式不容忽视，氩弧焊坡口 参数有严格要求。坡口型式见图１。
体，符合产品设计要求。 ２．９ 化学成分分析
为了便于综合分析问题，对其进 行了化学成分分析，分析表如表４所 示。
对比焊缝与母材和焊丝的化学成 分以及力学性能、金相检验的结果可 知，化学成分是符合设计要求的。
３ 结束语
３．１ 烧结焊剂ＳＪ１０１的表面成形不好， 但能满足实际生产要求。 ３．２ 烧结焊剂ＳＪ１０１的脱渣性好，这点 避免了熔炼焊剂ＨＪ４３１在焊接过程中的
采用不锈钢药芯焊丝氩弧焊背面 自保护焊，要想得到良好根部背面成 形焊道，打底焊接时一定要见熔孔， 这样就会使充足的熔渣渗透到背面焊 道，让背面焊道表面得到完全的保护。 假如没有熔孔的形成，熔化的焊渣就 无法渗透到背面焊道充当保护，那将 导致背面焊道氧化，得不到优质的焊 道外观。相反，如果熔孔太大、背面 焊道变得太宽、焊道金属过厚、焊缝 温度过高使焊道容易氧化，降低了焊 接质量，同时也降低了焊接效率。因 此，要得到良好的背面焊道，熔孔的 大小要准确控制。 ２．３ 送丝操作要点
２ 操作要点
不锈钢药芯焊丝氩弧焊背面自保
Ｊ－ ３０ 现代焊接 ２０１０年第６期 总第９０期
Ｗｅｌｄｉｎቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 应用广角
护焊，操作方法与实芯焊丝相似，但 有一些不同之处，实际操作时要特别 注意，否则将会影响焊接质量，造成 夹渣缺陷。最主要省掉了背面充氩的 程序和节约了大量的氩气。 ２．１ 电弧长度要求越短越好，理想长 度如图２所示。 ２．２ 熔孔的形成
次吹扫后进行了补片检测。由于对该 技术的不断深入实践，已经成功运用 到Ф２１ｍｍ×３ｍｍ￣Ф８９ｍｍ×４．５ｍｍ的 小管径焊口，合格率达到了９８．３％以 上。不锈钢药芯焊丝自保护焊焊工培 训如图３所示；圆筒形立式加热炉辐射 炉管焊接如图４所示；打底焊后坡口内 覆盖的药皮如图５所示；不锈钢药芯焊
（下转第Ｊ－３３页）
应 用 广 角 Ｗｅｌｄｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 焊接工程技术应用与推广
不锈钢药芯焊丝背面自保护氩弧焊 在管道建设中的应用
Application of
self-protection argon arc welding on the back of stainless steel flux-cored welding wire in pipeline construction
当停弧之后再起弧接头焊接时， 最好后退１０ｍｍ左右起弧，以搭接方式 衔接；如果焊道温度仍高时，不必敲 除先前焊道之焊渣直接起弧焊接。
先前焊道温度如果已经冷却，坡 口内的焊渣必须敲掉，而背面焊道焊 渣却不可敲掉，因为背面焊道焊渣可 以防止背面焊道再起弧时发生氧化。
焊接工艺参数见表４。
３ 现场焊接
据统计，现场３台圆筒形立式加热 炉辐射炉管经过６天的不锈钢药芯焊丝 焊接，共焊接Ф１２７ｍｍ×７ｍｍ不锈钢 焊口１２６个。经Ｘ射线检测一次合格１２３ 个焊口，一次合格率为９７．６％。另有２ 个焊口为夹渣缺陷，１个焊口为气孔缺 陷。还有４个焊口由于背面焊道药皮掉 在内焊道上确定为焊道内有异物，再
焊丝做成Ф２．２㎜。不锈钢药芯焊丝 送丝要点为少量、快节奏填送，而且 焊丝头移动的间距要短，快速填送时 要特别注意不锈钢药芯焊丝是否充分 熔化，一般要保持熔池清晰，用钨极 的摆动充分搅拌熔池使焊药完全熔化 浮出，并使焊缝熔合良好，否则将会 残留夹渣，形成缺陷。经验得出焊道 内有夹渣缺陷产生可以从内焊道形状 判断出来，如果发现背面焊道有焊刺 产生，一般焊缝内有夹渣缺陷产生， 可以马上打磨清除缺陷。 ２．４ 接头操作要点
气进行内保护充氩，管径越大、管道 越长所需的内保护氩气就越多，致使 该厂的３台圆筒形立式加热炉辐射炉管 和４套脱硫脱碳装置６５０多道不锈钢焊
口迟迟不能焊接（管径为Ф１２７￣４０６ｍｍ， 材质为０Ｃｒ１８Ｎｉ９）。我们采用了不锈钢 药芯焊丝背面自保护氩弧焊新工艺， 解决了这个难题。
表１、表２、表３分别为母材、不锈
［关键词］ 不锈钢药芯焊丝；圆筒形立式加热炉辐射炉管；焊接质量；夹渣缺陷
川庆钻探公司承建的土库曼斯坦 巴格雷德Ａ区天然气处理厂有为数不少
的不锈钢管道需要焊接。传统采用的 方法为实芯不锈钢焊丝加氩气内保护
打底焊和不锈钢焊条填盖焊接工艺。 由于土库曼斯坦国不生产氩气，需从
邻国伊朗进口。运输周期长，运输数 量有限，价格昂贵，影响了施工的进 程。由于不锈钢管道焊接需要大量氩
现代焊接 ２０１０年第６期 总第９０期 Ｊ－ ３１
Ｗｅｌｄｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 应用广角
２．６ 焊后热处理 在焊接的过程中，由于钢板局部
受到不均匀的加热，从而产生了不均 匀的变形，形成了焊接残余应力，这 种焊接残余应力随着钢板厚度的增加， 残余应力越大，对产品的安全使用影 响越大。经过焊后热处理，金属发生 塑性变形产生松驰而使焊接残余应力 减弱或消失，提高焊接接头的使用性 能。如图２所示。 ２．７ 力学性能检验
四川油建工程技术开发培训中心 许 政
［摘要］ 多年来不锈钢焊接时背面氧化一直是焊接工艺上一个难以解决的问题。一般情况下焊接时都是采用背面 充氩保护，但是当容器较大、管道较长或背面无储气空间时将浪费大量的氩气，且还出现保护效果不好，直接影响焊 接质量。为避免焊道背面氧化，保证焊接质量，本文采用背面自保护不锈钢药芯焊丝新工艺，焊接时保护涂层会渗透 到熔池背面，形成一层致密的保护层。
现代焊接 ２０１０年第６期 总第９０期 Ｊ－ ３３
依据焊接技术相关标准，施焊单 位的管理水平、质量意识、产品质量 稳定情况，对工件取样进行加工，具 体检测结果如表３所示。
由表３中数据可知，各项检测结果 均符合产品设计使用要求。 ２．８ 金相检验
焊缝中的微观缺陷和金相组织变 化情况采用探伤方法一般检查不出来， 因此进行了金相检验。检验结果均无 裂纹、疏松、过烧组织、脆硬性马氏
挂渣现象，特别是焊接直径比较小的 环焊缝优越性更加明显。 ３．３ 烧结焊剂ＳＪ１０１的综合经济力学性 能低于熔炼焊剂ＨＪ４３１。 ３．４ 烧结焊剂ＳＪ１０１与相应的焊丝匹配， 能应用于生产中进行碳素钢的焊接。
参考文献
［１］ 姜求志，王金瑞 等． 火力发电厂金属材料手册．中 国电力出版社（２００１）． ［２］ 杨松 等． 锅炉压力容器焊接技术培训教材． 北京： 机械工业出版社（２００５）． ［３］ 锅炉受压元件焊接技术条件． 中华人民共和国机 械工业部． １９９３． ［４］ 蒸汽锅炉安全技术监察规程． 中国劳动出版社． １９９６．
（上接第Ｊ－３１页） 丝自保护焊内焊道成形如图６所示。
４ 结束语
通过以上焊接证明，该工艺已经 在土库曼斯坦Ａ区天然气处理厂成功应 用，因此可以在全公司进行推广，特 别适合于大管径、容器及背面不能进 行充氩保护的不锈钢管道接头焊接。
图６ 不锈钢药芯焊丝自保护焊内焊道成形
该工艺既简化了充氩保护装置提高了 功效，又节约了大量内保护氩气（特 别是在没有氩气的土库曼斯坦国）， 保证了焊接质量，属渣气联合保护， 故它的抗气孔能力较实芯焊丝要强。 不足之处是该工艺由于背面焊道有药 皮产生，需进行吹扫处理，不适合用 于无法进行吹扫的管道及容器的焊接。
作者简介：许政（１９６８－），男，毕业于四川油建技校焊接 专业，从事焊接专业工作２１年，高级焊接技师，现在主要 从事焊工培训、焊接工艺评定及新材料、新工艺、新设备 的运用与推广工作。
钢药芯焊丝、不锈钢焊条的化学成分 和机械性能。
１ 坡口型式及要求
坡口型式不容忽视，氩弧焊坡口 参数有严格要求。坡口型式见图１。
体，符合产品设计要求。 ２．９ 化学成分分析
为了便于综合分析问题，对其进 行了化学成分分析，分析表如表４所 示。
对比焊缝与母材和焊丝的化学成 分以及力学性能、金相检验的结果可 知，化学成分是符合设计要求的。
３ 结束语
３．１ 烧结焊剂ＳＪ１０１的表面成形不好， 但能满足实际生产要求。 ３．２ 烧结焊剂ＳＪ１０１的脱渣性好，这点 避免了熔炼焊剂ＨＪ４３１在焊接过程中的
采用不锈钢药芯焊丝氩弧焊背面 自保护焊，要想得到良好根部背面成 形焊道，打底焊接时一定要见熔孔， 这样就会使充足的熔渣渗透到背面焊 道，让背面焊道表面得到完全的保护。 假如没有熔孔的形成，熔化的焊渣就 无法渗透到背面焊道充当保护，那将 导致背面焊道氧化，得不到优质的焊 道外观。相反，如果熔孔太大、背面 焊道变得太宽、焊道金属过厚、焊缝 温度过高使焊道容易氧化，降低了焊 接质量，同时也降低了焊接效率。因 此，要得到良好的背面焊道，熔孔的 大小要准确控制。 ２．３ 送丝操作要点
２ 操作要点
不锈钢药芯焊丝氩弧焊背面自保
Ｊ－ ３０ 现代焊接 ２０１０年第６期 总第９０期
Ｗｅｌｄｉｎቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 应用广角
护焊，操作方法与实芯焊丝相似，但 有一些不同之处，实际操作时要特别 注意，否则将会影响焊接质量，造成 夹渣缺陷。最主要省掉了背面充氩的 程序和节约了大量的氩气。 ２．１ 电弧长度要求越短越好，理想长 度如图２所示。 ２．２ 熔孔的形成
次吹扫后进行了补片检测。由于对该 技术的不断深入实践，已经成功运用 到Ф２１ｍｍ×３ｍｍ￣Ф８９ｍｍ×４．５ｍｍ的 小管径焊口，合格率达到了９８．３％以 上。不锈钢药芯焊丝自保护焊焊工培 训如图３所示；圆筒形立式加热炉辐射 炉管焊接如图４所示；打底焊后坡口内 覆盖的药皮如图５所示；不锈钢药芯焊
（下转第Ｊ－３３页）
应 用 广 角 Ｗｅｌｄｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 焊接工程技术应用与推广
不锈钢药芯焊丝背面自保护氩弧焊 在管道建设中的应用
Application of
self-protection argon arc welding on the back of stainless steel flux-cored welding wire in pipeline construction
当停弧之后再起弧接头焊接时， 最好后退１０ｍｍ左右起弧，以搭接方式 衔接；如果焊道温度仍高时，不必敲 除先前焊道之焊渣直接起弧焊接。
先前焊道温度如果已经冷却，坡 口内的焊渣必须敲掉，而背面焊道焊 渣却不可敲掉，因为背面焊道焊渣可 以防止背面焊道再起弧时发生氧化。
焊接工艺参数见表４。
３ 现场焊接
据统计，现场３台圆筒形立式加热 炉辐射炉管经过６天的不锈钢药芯焊丝 焊接，共焊接Ф１２７ｍｍ×７ｍｍ不锈钢 焊口１２６个。经Ｘ射线检测一次合格１２３ 个焊口，一次合格率为９７．６％。另有２ 个焊口为夹渣缺陷，１个焊口为气孔缺 陷。还有４个焊口由于背面焊道药皮掉 在内焊道上确定为焊道内有异物，再