采用药芯焊丝对奥氏体不锈钢管道进行打底焊接,具有工艺性能良好、操作方便、焊接质量稳定的特点,在复杂的工艺配管施︽工及高空作业时优点更为突出。该工艺在本单位重点工程应用中,打破了传统的◣管内充氩保护的焊接方法,提高了工效,节约了成本。

在太化TDI安装工程中,其不锈钢管焊接量大,材质多为1Cr18Ni9Ti,规格为57273,且为高温、高压耐腐蚀管道。焊接质量要求高,均应采取钨极氩弧焊或氩电联焊『。对奥氏体不锈钢管打底层的焊接,以往采用手工钨极氩弧焊配以实芯焊丝施焊方式,管内充Ar防止焊缝根部氧化,保证焊缝内部质量。但是管内充Ar在现场施工时▼难度大,如现场最终对接管口时往往不能放置堵板,设备、罐体联头和长管道焊接时充Ar量相当大,连接〗大小头、三道、弯头等充Ar极困难,特别是高空作业不利于施工,且辅助用工多,不但非常不经♂济,而且严重影响工期。为解决这々些问题,保证焊缝∞质量,在施工中,打底层采用钨极氩弧焊药芯焊ぷ丝焊接工艺,取得了较好的效果。

1焊接材☉料的选择及焊接设备

选用了天津三英焊】业有限公司生产的SQA308-T不锈钢药芯焊丝,规格为2.0mm,符合GB10045-88标准,焊丝熔敷金属化学成分∩见表1

填充、盖面焊条选用全位置焊接的EO-19-10Nb-15CHS137不锈钢焊条,该焊条◤具有含Nb稳定剂低氢钠型药皮,有优良的抗晶间腐蚀性能。采用直流反接电源。

工艺试◣验采用ZX7-400ST型逆变弧焊机和气冷式QQ-85/150A型。手工钨极氩弧焊进行。

2焊接︻工艺试验及参数

2.1坡口尺寸的选择

由于奥氏体不锈钢的线膨胀系数大(比碳钢约□ 大40%),焊接时变形△大,如果在焊接时选用的坡口较大,则将会增多填充金属,且焊缝高温时●间长,增加了产生晶间腐蚀及热裂纹的可能性,同ζ 时也降低了焊接速度,加大了¤变形量,所以在保证焊缝质量及焊工易操作的前提下,应适当减@少坡口尺寸。经过反复实践,我们确定坡口角度为55°~60°。对口间◥隙适当增大,因为药芯焊丝有熔渣,要利于熔渣流到焊缝根部以保护背后焊缝不受氧化▓。

2.2焊接温度的控制

奥氏体「不锈钢焊接中,控制层间温度对避免产生晶间腐蚀及热裂纹尤为≡重要,并可控制焊缝根部的氧化,因此焊接时▆应尽量选用小线能量快速焊。层间温度的控制可采㊣用空冷或水冷式方法进行》降温,层间温度应控制在50°~60°左右。

3焊接工艺参数

2.4操作要求

焊接时,角度、焊丝角度与№碳素钢焊接基本相同。在焊接过程中,要做圆弧形摆№动,其目的╳是铁水和熔渣加速分离,便于观察熔池。同时,可增加母材坡口◆两侧热输入量,防止出现单边未熔合。在填充焊丝时,应将焊丝送到熔池根♂部,并向下轻压一下,以保证根︾部熔透及根部内成型。焊丝送入、取出的频率要比实芯焊丝快,并要训练准『确。焊丝取出的距离应使焊丝的端部在氩气保护区内,以免端部氧Ψ 化。收弧时,应将弧坑填满。如发现弧坑裂纹、缩孔∑等缺陷,应清除干净后再焊,以保证焊缝质△量。

管口加工要清除坡口内、外边缘10mm20mm处焊←件表面的氧化物、水分、油污等〖脏物,并严格按要求加工坡口及组对尺寸,为焊接创造有利●条件。

3焊接接头性能试验

在焊【接工艺试验过程中,对工艺试验焊接接头进行了射线探伤力学性能试验、化学分析、硬○度测量及焊缝晶间腐蚀试验。射↓线探伤采用GB3323-87标准,Ⅱ级合格。经评定为合格。晶间腐蚀ξ 试验采用GB23345-90标准,合格。

硬度检验采用布氏〖硬度,其值为78.6HB87.1HB

经工艺试验评定,焊缝外观成型美观,背面保※护质量好,克服了根部氧化问题,焊接质量▃优良。

4实际应用

在太化TDI工程中,对使用药芯焊丝焊接工艺的焊口进行统计。探伤焊口共计5,一次合格6,一次合格率91%,焊缝成型美观,根部成型熔透Ψ 均匀,内部质量好①,解决了根部氧化问题,焊接质量优良。

在太化TDI工地,共计使用药芯焊丝60kg,合计9900,若使用同样数量实↓芯焊丝,其焊丝、充氩、堵板胎具、人工辅助等各项费用合计为13400元。直接节∞约费用3500,降低成本26.7%。采用药芯焊丝◎进行焊接,省去了充氩堵板制作等环节,节约资金。在施工时ζ 也不会因为要对管内置换氩气而浪费时间,大大提高了生产效率。

5结论

实践证明,药芯焊丝焊接工艺在该工程中的成功运用,打破了传统的不锈钢管内充氩保护的焊接方法,药芯焊丝操作简单、方便,省略了一系列管内充氩保护措施及辅助用工,效率高,成本低,在复杂的工艺配管施工及高空作业时其优点更为突出,给现场施工带来了极大方便。