不鏽鋼管道TIG+MAG焊接工藝

tags: 不鏽鋼    時間:2014-03-12 12:07:46
不鏽鋼管道TIG+MAG焊接工藝簡介
1、案例分析  0Cr18Ni9不鏽鋼φ530mm×11mm大管水平固定全位置對接接頭主要用於電廠潤滑油管道中,焊接難度較高,對……
不鏽鋼管道TIG+MAG焊接工藝正文


1、案例分析


0Cr18Ni9不鏽鋼φ530mm×11mm大管水平固定全位置對接接頭主要用於電廠潤滑油管道中,焊接難度較高,對焊接接頭質量要求較高,內表面要求成形良好,凸起適中,焊后要求PT、RT檢驗。以往均採用TIG焊或手工電弧焊,前者效率低、成本高,後者質量難以保證且效率低。為既保證質量又提高效率,採用TIG內、外填絲法焊底層,MAG焊填充及蓋面層,使質量、效率都得到保證。


0Cr18Ni9不鏽鋼熱膨脹率、導電率均與碳鋼及低合金鋼差別較大,且熔池流動性差,成形較差,特別在全位置焊接時更突出。在MAG焊過程中,焊絲伸出長度必須小於10mm,焊槍擺動幅度、頻率、速度及邊緣停留時間配合適當,動作協調一致,隨時調整焊槍角度,使焊縫表面邊緣熔合整齊,成形美觀,以保證填充及蓋面層質量。


2、焊接方法及焊前準備


2.1焊接方法


材質為0Cr18Ni9,管件規格為φ530mm×11mm,採用手工鎢極氬弧焊打底,混合氣體(CO2+Ar)保護焊填充及蓋面焊,立向上的水平固定全位置焊接。


3、TIG焊工藝


3.1焊接參數


採用φ2.5mm的Wce-20鎢極,鎢極伸出長度4~6mm,不預熱,噴嘴直徑12mm,


3.2操作方法


3.2.1管子對接水平固定焊縫是全位置焊接。因此焊接難度較大,為防止仰焊內部焊縫內凹,打底層採用仰焊部位(六點兩側各60°)內填絲,立、平焊部位外填絲法進行施焊。


3.2.2引弧前應先在管內充氬氣將管內空氣置換乾淨后再進行焊接,焊接過程中焊絲不能與鎢極接觸或直接深入電弧的弧柱區,否則造成焊縫夾鎢和破壞電弧穩定,焊絲端部不得抽離保護區,以避免氧化,影響質量。


3.2.3由過6點5mm處起焊,無論什麼位置的焊接,鎢極都要垂直於管子的軸心,這樣能更好地控制熔池的大小,而且可使噴嘴均勻地保護熔池不被氧化。


3.2.4焊接時鎢極端部離焊件距離2mm左右,焊絲要順著坡口沿著管子的切點送到熔池的前端,利用熔池的高溫將焊絲熔化。電弧引燃后,在坡口一端預熱,待金屬熔化后立即送第一滴焊絲熔化金屬,然後電弧擺到坡口另一端,給送第二滴焊絲熔化金屬,使二滴鐵水連接形成焊縫的根基,然後電弧作橫向擺動,兩邊稍作停留,焊絲均勻地、斷續地送進熔池向前施焊。


3.2.5在填絲過程中勿擾亂氬氣氣流,停弧時注意氬氣保護熔池,防止焊縫氧化。焊後半圈時,電弧熔化前半圈仰焊部位,待出現熔孔時給送焊絲,前兩滴可以多給點焊絲,避免接頭內凹,然後按正常焊接。


3.2.612點收尾處打磨成斜坡狀,焊至斜坡時,暫停給絲,用電弧把斜坡處熔化成熔孔,最後收口。注意焊到後半圈剩一小半時應減小內部保護氣體流量到3L/min,以防止氣壓過大而使焊縫內凹。


3.3常見缺陷產生的原因及預防措施


3.3.1未焊透:焊接電流小、根部間隙小、焊接速度過快、焊槍角度不正常等均易產生未焊透的缺陷。根部間隙一定不能小於3.5mm,合適的焊接電流和正確調整焊槍角度就可避免產生未焊透現象。


3.3.2氧化嚴重:打底焊時,管內充壓裝置未能起到良好的保護作用,焊縫背面會氧化;焊接過程中對熔池及焊絲端頭保護不良,或焊絲表面有氧化雜質也會氧化嚴重。充氧裝置儘可能與管子對嚴,不能留有間隙,管子的間隙用耐高溫錫油紙貼上,避免焊縫氧化。


3.3.3夾渣、夾鎢:焊接過程中,若焊絲端頭在高溫過程中脫離了氬氣保護區,在空氣中被氧化,當再次焊接時被氧化的焊絲端頭未清理,又送入熔池中,在斷口試驗中判為夾渣;若鎢極長度伸出量過大,焊槍動作不穩定,鎢極與焊絲或鎢極與熔池相碰后,又未終止焊接,從而造成夾鎢。因管子是圓的,焊槍、送絲角度要隨時變化,所以手法一定要穩、准,才能避免夾渣、夾鎢的現象。


3.3.4內凹:裝配間隙小,焊接過程中焊槍擺動幅度大,致使電弧熱量不能集中於根部,產生了背面焊縫低於試件表面的內凹現象。電弧熱量盡量集中於根部,仰焊部位多給點焊絲可避免內凹。


4、MAG焊工藝


4.1焊接參數


噴嘴直徑20mm,噴嘴至試件距離6~8mm,層間溫度≤150℃。焊縫厚度11mm。


採用混合比(體積)為Ar80%+CO220%的保護氣體,既能使Ar弧電弧穩定、飛濺小、容易獲得軸向噴射過渡的優點,電弧又具有一定氧化性,克服了全部氬氣焊接時表面張力大、液體金屬粘稠、陰極斑點易飄移等問題,同時對焊縫蘑菇形熔深有所改善。


4.2操作方法


4.2.1焊前注意噴嘴、導電嘴是否清理乾淨,氣體流量的大小是否合適,清理打底層表面,控制層間溫度。


4.2.2因填充、蓋面層用氣體保護焊,焊絲伸出長度的長短對焊接過程的穩定性影響較大,焊絲伸出長度過長,焊絲電阻值增大,焊絲過熱而成段熔化,結果焊接過程不穩定,金屬飛濺嚴重,焊縫成形不良,對熔池的保護不好;焊絲伸出長度過短,則焊接電流增大,噴嘴與工件的距離縮短,焊接視線不清,焊道成形不良,同時若焊絲伸出長度過短,還會使噴嘴過熱,造成飛濺物粘住或堵塞噴嘴,從而影響氣體流量。


4.2.3焊接時,焊槍角度要與管子軸線垂直,因為管子是圓的,所以焊槍角度要隨時變化,這樣才能保證焊縫質量,避免焊縫產生氣孔、夾渣等現象。焊接時採用小月牙形擺動,兩側稍作停留穩弧,中間速度稍快,這樣可以避免焊出的焊縫凸起、不平整;上、下接頭都要越過中心線5~10mm,後半圈填充、蓋面仰焊接頭時,可把前半圈引弧焊接位置磨一個緩坡,使後半圈接頭時不致於產生缺陷;填充時,要注意坡口邊緣不要被電弧擦傷,以備蓋面層焊接。蓋面時,應在坡口邊緣稍作停頓,以保證熔池與坡口更好地熔合,焊接過程中,焊槍的擺動幅度和頻率要相適應,以保證蓋面層焊縫表面尺寸和邊緣熔合整齊。


4.3常見缺陷產生的原因及預防措施


4.3.1氧化:MAG線能量較大,層溫較高,或焊絲表面有氧化雜質,都會導致氧化。焊前清理乾淨,控制層溫和用較小的線能量都可避免氧化。


4.3.2夾渣:焊槍角度不正確,或兩邊停留時間不夠,均容易產生夾渣。


5、結束語


5.1採用TIG焊進行底層焊接,具有電弧穩定、控制性好、質量優等特點。


5.2採用活性混合氣體保護MAG焊進行全位置填充及蓋面層焊接,能提高熔滴過渡的穩定性,穩定陰極斑點,增大電弧的熱功率。


5.3採用TIG+MAG焊接工藝獲得了良好的接頭外觀成形和內在質量。


類似工藝已在工程中應用,其效果良好,這一高質量及高效率相結合的工藝值得在不鏽鋼大管對接中推廣使用。

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