不锈钢大径管对接的手工钨极氩弧焊打底与电弧焊盖面技巧优化

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：表2-2 不锈钢管对接水平固定单面焊双面成形的焊接参数4.焊接操作焊接层次分为打底层和盖面层两层。不锈钢管对接水平固定手工TIG打底焊时焊接位置如图2-2所示。图2-2 不锈钢管对接水平固定手工TIG打底焊时焊接位置a）仰焊位置 b）立焊位置 c）平焊位置盖面焊接在打底层上引弧，在时钟钟面6点处开始焊接，焊接电弧作月牙形或锯齿形摆动，在坡口两侧稍作停留，各填加一滴熔滴，使熔敷金属与母材融合良好。

不锈钢焊接过程中，为了减少热裂纹、晶间腐蚀和焊接变形等缺陷的产生，要求尽量选用小的焊接热输入，即小电流、快速焊、窄焊道的操作方法。在一般情况下，不锈钢焊前不进行预热，焊后也不需要进行热处理。但是，焊后要求进一步改善不锈钢焊件耐腐蚀或消除焊接应力时，也需要进行焊后热处理，焊后需要进行热处理的方法主要有固溶处理、稳定化处理和消除焊接应力处理。

（1）固溶处理根据焊接工艺方法的不同，焊后将焊件加热到1000～1180℃范围内的某一温度，然后快速冷却（必要时可采用水淬），使受热晶界上的Cr₂₃C₆溶入晶粒内部，形成均匀的奥氏体组织。

（2）稳定化处理将不锈钢焊件经过850～930℃保温后空冷的处理。经过稳定化处理的焊件，晶界上的Cr₂₃C₆溶入晶粒内部，碳被稳定住，不再析出Cr₂₃C₆，这是含Ti和Nb奥氏体钢特有的一种热处理。

（3）消除应力处理对于18-8型钢焊后消除应力处理，应在850～950℃保温后快速冷却。而对于稳定化钢的焊后消除应力处理，应在850～900℃保温后空冷。

1.ϕ168mm×6mm不锈钢管对接水平固定钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊盖面单面焊双面成形的特点

在水平位对接焊接过程中，将焊件焊缝按时钟钟面位置分为两个半圆，焊缝起点在时钟钟面的6点处，终点在时钟钟面的12点处，分为左半圆和右半圆，焊接时，两个半圆焊缝应在起点和终点处搭接10mm左右。焊枪和焊丝都是围绕焊缝作全位置移动，即处在仰焊、立焊、平焊位置进行焊接。焊接时，要注意防止咬边缺陷的出现。

2.焊前准备

（1）焊机 ZX7—400型直流弧焊整流器1台。

（2）焊丝 H10Cr19Ni9焊丝，ϕ2mm。

（3）焊条选用E308-15（A107）焊条，ϕ3.2mm，焊前经350～400℃烘干1～2h。烘干后的焊条放在焊条保温筒内随用随取，焊条在炉外停留时间不得超过4h，否则，焊条必须放在炉中重新烘干，焊条重复烘干次数不得多于3次。

（4）钨极 WCe—5型铈钨极ϕ2.5mm。

（5）氩气纯度（体积分数）为99.96%。

（6）焊件焊件材料为12Cr18Ni9不锈钢管，规格尺寸（直径×壁厚）为：ϕ168mm×6mm，共2根。焊件装配、焊接层次及焊缝引弧与终点位置如图2-1所示。

（7）辅助工具及量具氩气表、角向打磨机、焊条保温筒、敲渣锤、钢直尺、钢丝刷、台虎钳、焊缝万能量规、样冲和划针等。

图2-1 焊件装配、焊接层次及焊缝引弧与终点位置

a）焊件装配及焊接层次 b）焊缝引弧及终点位置

3.焊件装配定位

（1）焊前清理在焊件坡口处及坡口边缘两侧各20mm范围内，用角向打磨机打磨，使之呈现出金属光泽，并清除油、污、锈、垢，焊丝也要进行同样处理。

（2）焊件装配将打磨完的焊件进行装配，其装配尺寸见表2-1。

表2-1 不锈钢管对接水平固定单面焊双面成形的装配尺寸（单位：mm）

（3）定位焊清理完的焊件，焊前要进行定位焊，定位焊缝有3处，3处定位焊缝各相距120°，其焊缝长为5～8mm，焊缝厚度为3～4mm，定位焊缝质量应与正式焊缝同样要求。其定位焊的焊接参数见表2-2。

表2-2 不锈钢管对接水平固定单面焊双面成形的焊接参数

4.焊接操作

焊接层次分为打底层和盖面层两层。

（1）打底焊打底焊接时，以时钟钟面的6点钟到12点钟位置，将焊件分为左、右两个半圆。即左半圆为6点钟→7点钟→8点钟→9点钟→10点钟→11点钟→12点钟；右半圆为6点钟→5点钟→4点钟→3点钟→2点钟→1点钟→12点钟。左、右两个半圆，先从哪个半圆开始焊接都可以。先焊接的半圆为前半圆，后焊接的为后半圆，左半圆的引弧点为6～7点钟位置；右半圆的引弧点为5～6点钟位置。两个半圆在6点钟和12点钟相交处，必须搭接15～25mm。

打底焊可先焊前半圆，在时钟钟面6点处向7点处移动5～10mm位置进行引弧，尽量压低电弧，当根部出现第一个熔孔时，左右两处各填一滴熔滴，使这两滴熔滴熔合在一起，焊丝要紧贴坡口根部，在坡口两侧熔合良好的情况下，焊接速度尽量快些，防止仰焊部位焊缝熔池由于温度过高而发生下坠，在焊缝内侧形成内凹。

焊接过程中，焊丝在氩气的保护范围内，采取一进一退的间断送丝法施焊，一滴一滴地向熔池送入熔滴。焊接过程除了需要时刻注意控制熔池的形状，并始终保持熔池的尺寸大小一致，电弧穿透均匀，防止焊缝产生焊瘤、内凹或外凹等缺陷。此外，还要注意后半圆焊缝焊接前，在与前半圆焊缝接头处，用角向打磨机或锯条将其修磨成斜坡状，以备焊缝接头用。不锈钢管对接水平固定手工TIG打底焊时焊接位置如图2-2所示。

图2-2 不锈钢管对接水平固定手工TIG打底焊时焊接位置

a）仰焊位置 b）立焊位置 c）平焊位置

（2）盖面焊接在打底层上引弧，在时钟钟面6点处开始焊接，焊接电弧作月牙形或锯齿形摆动，在坡口两侧稍作停留，各填加一滴熔滴，使熔敷金属与母材融合良好。在仰焊部位填充熔滴金属要少些，以免熔敷金属产生下坠。在立焊部位，要控制焊条角度，防止熔池金属下坠。在平焊位置上，此时焊件温度已高，要保证平焊部位焊缝饱满。不锈钢管对接水平固定焊条电弧焊盖面焊时，焊条与管子的角度如图2-3所示。

5.焊缝清理

焊缝焊完后，用钢丝刷将焊接过程产生的飞溅物等清除干净，使焊缝处于原始状态，交付专职焊接检验前，不得对各种焊接缺陷进行修补。