薄壁不銹鋼管焊接技術,化工生產和啤酒生產,制藥生產,核電工程等對管道質量要求比較高,以防產生不必要的污染。不銹鋼管內必須光滑,無氧化現象。經過對比選擇,我們選用手工直流脈沖鎢極氬弧焊進 行施焊,它具有如下特點:(1)電弧穩定。(2)可以進行全方位焊接。(3)焊縫質量穩定,一次*大焊透量4~5mm。(4)能減小焊接應力和焊縫變形, 提高結構精度。(5)焊縫組織致密,耐腐蝕,特別是抗晶間腐蝕性能較好。
1 薄壁不銹鋼管焊接技術,焊接設備及焊材選擇
焊機選用國產直流脈沖氬弧焊機,價格適中,性能穩定。每臺焊機配備一個高位水箱,利用落差自動供冷卻水,接水桶低位回收后提回高水箱。
電極采用鈰鎢棒,放射性低,對人體危害小。直徑2.5mm,端頭磨成錐形。氬氣純度99.9%。焊絲由材料供應方提供,國產可選用HOCr19Ni99和HOCr19Ni10Mo3Ti。
2 薄壁不銹鋼管焊接技術,施工前準備
根據工程需要,組織適量氬弧焊工進行焊前培訓,利用供應方提供的短管實地施焊。焊件經砂輪機割開焊口檢查,由外方監理認可,確認優 良方能進場施工。焊工相對固定:①點、固焊不混淆,技術好的進行固焊,技術一般的進行點焊;②管工和焊工搭配不變,以便掌握*佳的對口間隙。
3 薄壁不銹鋼管焊接技術,焊接準備
由于不銹鋼薄壁管厚度都在3mm以下,選用Ⅰ型坡口,坡口寬度A=1/2t+0.5mm。
焊口組對前用棉紗擦干凈,油污或臟物沾染嚴重的應用細砂打磨,酒精脫脂。點焊時管內必須充氬,以保證點焊質量。點焊個數與管徑有關,點焊間距為50~100mm,*少必須保證一個口有3個以上焊點,點焊縫長度5~10mm。
管材下料用電動切管刀,邊切割邊轉動,減少管子受力變形。圓齒形刀片選用德國進口,下料后管口平齊,一次成型,無需修邊。
4 薄壁不銹鋼管焊接技術,焊口充氬保護
1996年深圳金威啤酒廠二期擴建工程,我們針對氬氣耗費量大的問題成立了QC小組進行攻關。在不同焊接條件下,選用不同的充氬形式,主要有:
(1)法蘭及短管焊接采用擋板形式。
擋板用兩塊圓形不銹鋼板夾膠皮做成(尺寸參考保護塞),均勻開2~8個孔,焊前推入管口,焊后用不銹鋼絲拉出。
(2)50.8mm以上直管對接或直管與彎頭對接,采用局部保護塞。
進氣板用厚2mm不銹鋼圓板夾厚3mm膠皮圈做成,膠皮圈外徑比管徑大5~10mm,內徑比不銹鋼板外徑小10mm,以夾住為原則。鋼板直徑比管子內 徑小10~20mm。外側鋼板開孔焊上進氣管,進氣管上焊短桿用來綁不銹鋼絲。內側鋼板均勻鉆φ2.5mm孔,正對進氣管處不開孔,以便氣流均勻流入。排氣板用不銹鋼圓板直接夾住膠板,尺寸參考進氣板,板上開2~8個φ3mm孔。
兩板之間用不銹鋼鏈連接。組對前先把膠管和鋼絲從直管側穿入與進氣板固定,再分別把進、排氣板推入管口。管口點焊后,拉不銹鋼絲,使進氣板后移,拉直不銹鋼鏈,避免施焊時不銹鋼鏈與焊口粘連。
(3)50.8mm以下管焊接則采用整條充氬保護。
表1 不銹鋼薄壁管材料組成
| 規格 | 牌號 | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Mo |
| 25×2~150×3 | SUS304 OCr19Ni9 | ≤0.08 | <1.00 | <2.00 | <0.03 | <0.04 | 18~20 | 8~10.5 | |
| 25×2~150×3 | SUS316 OCr17Ni12Mo2 | ≤0.08 | <1.00 | <2.00 | <0.03 | <0.04 | 16~18 | 12~16 | 2.0~3 |
采取以上措施充氬的效益很明顯,耗氬量可減少40%左右,并且焊口部氬含量高,利于提高焊口質量。充氬流量保持在3~8L/min,視管徑而定。焊后繼續送氣10~30s。
5 薄壁不銹鋼管焊接技術,焊接
焊接采用左焊法,焊炬勻速前進,保持上下不跳動。焊絲順著焊口并貼緊焊口從熔池前沿加入,加入量視間隙與速度而定。盡量少加勤加,以免在平焊時形成焊 縫內凹和仰焊時焊縫外凸,以焊縫一次成型為原則。焊絲端部始終處于氬氣保護范圍內,以免紅熱的端頭氧化。焊絲也不應伸入熔池中攪亂氬氣流。
焊絲直徑選用2.0~2.5mm,焊接電流在40~100A之間,氬氣流量8L/min,焊炬噴咀孔徑8mm,噴咀與工件距離5~10mm,具體數據見表2。
表2 焊接參數
| 管壁厚度(mm) | 鎢棒 (mm) | 焊絲 (mm) | 噴咀口孔徑 (mm) | 氬流量 (L/min) | 電流 (A) |
| 2.0 | φ2.5 | φ2 | φ8 | 8 | 40~60 |
| 2.5 | φ2.5 | φ2.5 | φ8 | 8 | 60~80 |
| 3.0 | φ2.5 | φ2.5 | φ8 | 8 | 80~100 |
引弧時提前送氣3~5s。熄弧前應先提高行進速度,然后熄弧,以消除弧坑。
焊后清洗用進口酸洗膏,在深圳金威啤酒廠,酸洗膏全部由德國滋曼公司提供,涂上后20min用不銹鋼絲刷刷去氧化皮,并用清水沖洗即可。對要求低的管道也可直接用不銹鋼絲刷,邊刷邊沖洗。
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