CrNiTi管道的焊接浅谈.doc
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CrNiTi管道的焊接浅谈.doc
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山东省“金蓝领”(焊工高级技师)论文
0Cr18Ni9Ti管道的焊接浅谈
姓名:
李军
专业:
电焊工
指导老师:
0Cr18Ni9Ti管道的焊接浅谈
【摘 要】 本文通过针对0Cr18Ni9Ti管道的焊接特性,现场焊接特点的分析,采用合理的焊接工艺,可获得优质的焊接接头。
【关键词】 0Cr18Ni9Ti管道 TIG焊接 焊接接头
概述:
0Cr18Ni9Ti是以铬、镍为主要合金元素的奥氏体不锈钢,其耐腐蚀性能强,强度较低,而塑性、韧性好,具有较好的焊接工艺性能,在化工工艺管道中普遍应用。
1.0Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接性分析;
1.1.0Cr18Ni9Ti是以Cr、Ni为主要合金元素的奥氏体不锈钢,它的最明显的特征是没有磁性,其塑性、和韧性很好,具有良好的焊接性,热影响区内没有脆硬现象,无晶粒粗大现象,因此,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施,其化学成分和力学性能分别见表1和表2
0Cr18Ni9Ti不锈钢的化学成分(%)表1
C
Mn
P
S
Si
Ni
Cr
Ti
≤0.08
≤2.00
≤0.045
≤0.03
≤1.00
8--11
17--19
0.33
0Cr18Ni9Ti不锈钢的力学性能表2
σb
Mpa
σ0.2
MPa
δs
%
Ψ
%
HB
575
227
49
63
168
1.2.0Cr18Ni9Ti钢的线膨胀系数大,(比碳钢约大50%),而导热系数小,(约为碳钢的1/3),均与碳钢和低合金钢差别较大,导致焊接应力比较大,因此在冷却时产生的收缩应力大,故产生的变形大。
且熔池流动性差,成型较差,特别是全位置焊接是更为突出;
1.3.0Cr18Ni9Ti钢加热到450--8500C敏化温度时,易形成Cr23C6(碳化铬),使晶界铬的含量大大减小,变成贫铬区,该区域在腐蚀介质作用下,易产生晶间腐蚀;
1.4.0Cr18Ni9Ti钢在375~8750C温度范围内长时间停留时,会产生σ相(FeCr金属间化合物)脆性组织,形成脆化,使塑性和韧性显著下降;
1.5.0Cr18Ni9Ti钢焊接时,硫、磷、镍、碳等元素形成的低熔点共晶杂质偏析比较严重,加之焊接较大的应力,致使焊缝容易产生热裂纹;
1.6.由于管内要走高压腐蚀介质,对焊接接头质量要求很高,内表面要求成型良好,凸起适中,不内凹。
2.焊前准备及焊接方法
2.1.焊前准备
2.1.1.为了保证焊接质量和焊接生产效率,焊接过程选用手工钨极氩弧焊打底、手弧焊填充盖面的工艺,焊接电流值比低碳钢焊接时低20%左右;根据奥氏体不锈钢等化学成分的选材原则。
2.1.2.钢管焊接前应严格清理坡口及其内、外两面两侧20mm范围内和焊丝表面的油污、水等杂质,用丙酮进行清洗;
2.1.3.按尺寸进行装配,定位焊,定位焊质量必须和正式焊缝质量一样。
2.2.钨极氩弧焊封底工艺
2.2.1.管子对接水平固定焊缝是全位置焊接,因此焊接难度较大,为防止焊缝内凹,打底层我们采用仰焊内添丝,立、平焊位置外填丝法进行施焊。
2.2.2.钢管焊接时,焊缝容易被氧化,焊接过程中采用内充氩保护,氩气纯度为99.99%,引弧前应先在管内充氩气将管内空气置换干净后再进行焊接提前送气,以保证管道内的空气排除,确保保护效果,停弧后氩气延时约10s关闭,从而防止熔池金属在高温下氧化。
焊接过程中焊丝不能与钨极接触或直接深入电弧的弧柱区,否则造成焊缝夹钨和破坏电弧稳定。
焊丝端部不得抽离保护区,以免氧化,影响质量。
2.2.3.水平固定焊接时由过6点5mm处起焊,不论什么位置的焊接,钨极都要垂直管子的轴心,这样才能更好的控制熔池的大小,而且可使喷嘴均匀的保护熔池不被氧化。
2.2.4.焊接时钨极端部离焊接距离2mm左右,焊丝要顺着坡口炎沿着管子的切点送到熔池的前端。
利用熔池的高温把焊丝熔化。
电弧引燃后,在坡口一侧预热,待金属熔化后立即送进滴一滴焊丝形成金属,然后电弧摆到坡口另一端,给送第二滴焊丝熔化焊丝,使两滴铁水连接形成焊缝的根基,然后电弧作横向摆动,两边稍作停留,焊丝均匀的、断续的送进熔池向前施焊。
2.2.5.在添丝过程中且勿扰乱氩气气流,停气时注意氩气保护熔池,防止焊缝氧化。
焊厚半圈时,电弧熔化前半圈仰焊部位,待出现熔孔时给送焊丝,前两滴可以多给点焊丝,避免接头内凹,过后按正常焊接。
2.2.6.12点收尾处打磨成斜坡状,焊至斜坡时,暂停送丝,用电弧把斜坡处熔化成熔孔,最后受口。
注意焊到后半圈剩一小半时,减小内部保护气体流量到3L/min,以防止气压过大而使焊缝内凹。
2.2.7.0Cr18Ni9Ti钢管焊接时变形大,易产生热裂纹及晶间腐蚀、应力腐蚀,因此,焊接过程中需控制热输入量,采用小线能量,小电流焊接,冷却速度快,使其在敏化温度区停留时间短,有利于防止晶间腐蚀;小线能量即热输入小,焊接应力就小,有利于防止应力腐蚀和热裂纹;热输入小,焊接变形就小,多层多道焊时,严格控制层间温度在100℃左右。
2.3.手工电弧焊接工艺
采用直流电焊机,手工电弧焊平焊位置,层间温度≤130℃.
2.3.1.焊条烘熔后放入保温箱内以恒温存放,领用要有严格的手续。
领后要放在保温筒里,以防焊条吸收空气中的水分,减少焊接中气孔的产生。
2.3.2.填充盖面层是手工电弧焊,热源温度高,层间温度越低焊接后的质量就越好。
一般焊接0Cr18Ni9Ti选择小电流。
电弧要稳定,焊条与工件保持1~2mm的高度,电弧低熔池就稳定,金属飞溅就少。
如果焊条与工件距离高,焊接过程中电弧不稳定,金属飞溅严重,药皮保护性差,焊缝成形不良,盖面时摆动要均匀,每根焊条焊完后,再接一根焊条引弧要过收弧处6mm,引弧成功后,移到收弧处,这样的接头形式良好,也不会夹渣,焊缝的高低基本上一样。
2.3.3.焊接时,焊条与管子的角度要正确,自动转速均匀,这样才能保证焊缝质量,避免焊缝产生气孔、夹渣等现象。
焊接时采用小月牙形摆动,两侧稍作停留稳弧,中间速度稍快,这样可以避免焊缝凸起,不平整。
填充时,要注意坡口边缘不要被电弧擦伤,以备盖面层焊接,盖面时应在坡口边缘稍作停顿,以保证熔池与坡口更好地融合。
焊接过程中,焊条摆动幅度和频率要适应,以保证盖面层焊缝表面尺寸和边缘融合整齐。
2.3.4.收弧后,要马上在收弧处引弧再点焊一次,这样可防止收弧处产生裂纹,焊接接尾处低下和夹渣。
2.3.5.焊接时,引弧在焊缝坡口上引弧,避免在不锈钢表面引弧,以免打伤表面,降低抗腐蚀性;焊后对焊缝进行酸洗钝化处理,使其外表呈银白色,提高焊缝的抗晶间腐蚀能力。
焊接工艺参数
焊材
焊材直径d/mm
焊接电流I/A
电弧电压U/V
气体流量L/min
Ar纯度(%)
极性
封底焊接
TCS-308L
2.5
80--90
12--14
正面9—12
反面9--13
99.99
直流正接
填充盖面焊接
A132
3.2
90--110
14-16
----
-----
直流反接
2.4.常见缺陷产生原因及预防
2.4.1.未焊透 焊接电流小,根部间隙小,焊接速度过快,焊枪角度不正确等均会产生未焊透缺陷,根部间隙一定不小于2.5mm。
合适的焊接电流和正确的焊枪角度就可避免产生未焊透。
2.4.2.氧化严重 打底焊时,管内充氩装置未能起到良好的保护作用。
焊缝背面将氧化,焊接过程中对熔池及焊丝端头氩气保护不良,或焊丝表面有氧化杂质也将会氧化严重。
充氩装置尽可能与管子对严。
2.4.3.夹渣、夹钨 焊接过程中,若焊丝端头在高温过程中脱离了氩气保护区,在空气中被氧化,当再次焊接时被氧化的焊丝端头未清理,就送入熔池中,在断口试验中判为夹渣,若钨极长度伸出量过大,焊枪动作不稳定,钨极与焊丝或钨极与熔池相碰后,又未终止焊接,从而造成夹钨,因管子是圆的,旋转速度一定要均匀。
焊枪、送丝手法一定要稳、准,就能避免夹渣、夹钨的现象。
2.4.4.内凹 装配间隙小,焊接过程中焊枪摆动幅度大,致使电弧热量不能集中于根部,氩气内保护气流太大,均会产生背面焊缝低于试件表面的内凹现象,所以电弧热量尽量集中根部。
3.综述:
我在许多关管道、管件安装施工中,运用上述焊接工艺进行焊接。
经X射线探伤,焊口一次抽检合格率达99%,焊缝外观焊波均匀整齐,与母材过渡圆滑,呈银白色,受到了单位质监部门的高度好评。
4.参考文献
【1】高级电焊工工艺学机械工业出版社1999年4月第一版
【2】焊工培训实用教材中国电力出版社2002年7月第一版
【3】焊工(技师技能高级技师技能)中国劳动社会保障出版社2002年10月第一版
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