至德鋼業(yè)薄壁不銹鋼管雙面氬弧焊工藝

 浙江至德鋼業(yè)有限公司針對(duì)薄壁不銹鋼管設(shè)備制造焊接變形難以控制，在薄壁不銹鋼管的制造焊接中我們采用雙面氬弧焊控制筒體焊接的變形量，此方法可以減少制造工序，縮短了設(shè)備制造周期，提高工作效率，降低了制造成本。在薄壁不銹鋼的制造中值得同行業(yè)推廣。不銹鋼材料本身具有的優(yōu)良耐腐蝕性能、力學(xué)性能、工藝性能，被廣泛用在石油、電力、食品、航空、核能等各個(gè)領(lǐng)域，但由于不銹鋼價(jià)格昂貴，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中以4mm~10mm的薄壁容器居多。由于不銹鋼具有較低的導(dǎo)熱率和較高的膨脹系數(shù)，在焊接過程中易產(chǎn)生較大的變形，特別是薄壁不銹鋼管制容器焊接變形量更是很難控制。我們采用雙面氬弧焊工藝制造4臺(tái)設(shè)備，取得了很好的效果。

一、工藝原理

 薄壁不銹鋼管雙面氬弧焊操作原理圖：

 兩人用焊機(jī)同時(shí)從焊縫兩側(cè)對(duì)準(zhǔn)同一熔池，其中一人填絲送進(jìn)，另外一人不填絲配合保護(hù)熔池，兩人以相同的速度沿同一個(gè)方向進(jìn)行焊接。其保護(hù)效果優(yōu)于充氬保護(hù)，焊縫外觀成型好。兩人同時(shí)焊接，電弧密度大，能量集中，使受熱面積和熱影響區(qū)小，焊接應(yīng)力因而減小，降低了冷、熱裂紋和脆化傾向，防止了單面焊雙面成形背面保護(hù)不好被氧化的現(xiàn)象，并且極大程度的解決了薄壁不銹鋼焊接變形難以控制的問題。雙面氬弧焊加熱熔化使焊接接頭不開坡口即可焊透成形，提高了焊接速度，減少了熔敷金屬的填充量。

二、操作流程及工藝

 1. 雙面氬弧焊的工藝

  以 5~6mm的薄壁不銹鋼管制造為例，鋼板卷制后，將待焊面坡口及其兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、水、鐵銷等雜質(zhì)清理干凈，坡口型式為I型坡口，組對(duì)時(shí)坡口間隙為3~4mm。

 2. 操作流程

  采用雙面氬弧焊時(shí)，兩人保持焊接速度同步，輔助焊機(jī)稍落主焊機(jī)，間距保持為一個(gè)熔池長(zhǎng)度，起到保護(hù)作用。兩人的相互配合是焊接關(guān)鍵點(diǎn)，主焊人員要把握好焊接速度，保持勻速，中途更換焊絲或者休息時(shí)應(yīng)及時(shí)告知對(duì)方，重新開始焊接前，應(yīng)先打磨收弧時(shí)的縮孔，保證焊接質(zhì)量。焊工不允許在不銹鋼表面引弧時(shí)，因?yàn)闀?huì)造成表面粗糙缺陷，保護(hù)膜受損，留下潛在的腐蝕源。焊工應(yīng)在已經(jīng)焊好的焊道上或在焊縫接頭的側(cè)邊引弧。在打底焊接結(jié)束后進(jìn)行填充蓋面時(shí)，也采用雙面氬弧焊，但是背面一方不起弧焊接，只用打開氬氣保持和填絲一側(cè)同步，防止焊縫背面受熱氧化。

 3. 焊接工藝參數(shù)

  雙面氬弧焊的電源都采用直流正接，保護(hù)氣體為氬氣（Ar），氣體純度為99.99%，保護(hù)氣體流量為15-20L/min，層間溫度≤100℃。

 4. 焊縫坡口型式及焊接順序

  薄壁不銹鋼板焊接坡口采取I型坡口，坡口間隙3~4mm；焊接時(shí)，兩名焊工同時(shí)操作，先對(duì)坡口處進(jìn)行雙面氬弧焊封底，再對(duì)外口圖處進(jìn)行雙面氬弧焊填充蓋面，最后對(duì)里口圖處進(jìn)行雙面面氬弧焊填充蓋面

三、雙面氬弧焊與其他焊接方法比較的特點(diǎn)

 1. 常用焊接方法特點(diǎn)

 目前我們?nèi)萜魃a(chǎn)中不銹鋼的焊接工藝主要有埋弧焊、手工電弧焊和單面氬弧焊三種，每種工藝都具有局限性，影響我們的生產(chǎn)進(jìn)度、制造成本和產(chǎn)品質(zhì)量。 埋弧焊因?yàn)楹附泳€能量大、焊接效率高，適用于厚度10mm以上的不銹鋼板焊接，焊接質(zhì)量好。薄壁不銹鋼管容易引起合金元素雜質(zhì)的偏析，抗晶間腐蝕性能難以保證；熱輸入大，極易造成筒體掐腰。手工電弧焊焊接薄壁不銹鋼管。手工電弧焊背面清根法：采用工藝電流焊接，變形量大；采用小電流，電弧吹力小，熔渣與熔池不易分離，易產(chǎn)生夾雜、未熔合缺陷，無(wú)損檢測(cè)合格率相對(duì)較低，需要采取防變形加固工裝，工序繁多復(fù)雜。采用單面氬弧焊工藝，為防止底層焊道的背面被氧化，需要充氬氣或?qū)ｉT的背面進(jìn)行氬氣保護(hù)，費(fèi)用高。

 2. 雙面氬弧焊工藝特點(diǎn)

 氬弧焊的電流使用范圍較大，工藝可以選擇在較小的電流下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短路過渡形式，焊縫的熱輸入小，能夠很好地防止焊接變形和奧氏體不銹鋼焊接產(chǎn)生的熱裂紋、脆化和晶間腐蝕。 氬弧焊的電弧燃燒穩(wěn)定，熱量集中，弧柱溫度高，焊接生產(chǎn)效率高，熱影響區(qū)窄，所焊的焊件應(yīng)力、變形、裂紋傾向小?？梢杂行У乜刂茻彷斎肓?，使焊縫金屬和熱影響區(qū)的過熱現(xiàn)象降低，從而使焊接接頭具有良好的性能，裂紋傾向降低。焊接變形量減小，筒體的棱角度、圓度、直線度等都在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，保證了產(chǎn)品的制造質(zhì)量。 雙面氬弧焊不用開坡口，減少制造工序，縮短制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高了效率，焊縫一次合格率達(dá)到98%以上，焊縫外觀成型好。

四、雙面氬弧焊應(yīng)用實(shí)例

 1. 在延長(zhǎng)氣田延439井區(qū)地面集輸工程兩臺(tái)不銹鋼6mm（S30408）容器和延安煤油氣資源綜合利用項(xiàng)目5萬(wàn)噸/年乙丙橡膠裝置一臺(tái)不銹鋼5/6mm（S30408）容器的制造中保證了設(shè)備質(zhì)量、縮短了工期、節(jié)約了成本，獲得業(yè)主單位的好評(píng)。

 2. 本工藝成功的指導(dǎo)完成了以上項(xiàng)目3臺(tái)容器的制作，取得了很好的效果。施工工期比原計(jì)劃縮短15天，人工、輔材成本降低30%，創(chuàng)造了15萬(wàn)余元的經(jīng)濟(jì)效益。