氩电联合焊在不锈钢厚壁管焊接中的应用

摘 要：本文论述了不锈钢厚壁管在工程施工中的焊接要求，着重论述了氩电联焊焊在不锈钢厚壁管焊接中的应用和质量控制。

关键词：氩电联合焊；不锈钢厚壁管；质量控制；

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-03-00-02

不锈钢厚壁管作为一种工业生产设备，主要用于某些需要耐酸或耐热的重要管道中，它在改善工艺生产装置方面起了很重要的作用。焊接作为不锈钢厚壁管安装的主要工序，焊接质量的好坏将直接影响到工业生产装置能否安全有效的运行，因此确保不锈钢厚壁管的焊接质量就显得尤为重要。而在工程施工中由于其焊接作业环境的复杂性，自动化焊接较难以实行，在我国工程施工中不锈钢厚壁管的焊接还是大量使用氩电联焊，因此研究氩电联焊在不锈钢厚壁管中的应用就显得非常重要。

一、氩电联合焊的论述

氩电联焊是由氩弧焊打底和手工焊条电弧焊填充盖面组成，氩弧焊能有效的保证打底层的质量，提高焊缝的探伤合格率，而手工焊条电弧焊能有效提高焊接生产效率。

（一）氩弧焊论述

氩弧焊是一种气体保护焊，它有熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种，本文的氩电联焊讲的是非熔化极钨极氩弧焊（TIG焊），利用难熔的钨极合金棒作为电极，通过钨极与工件之间产生电弧，利用氩气作为保护气体，使焊丝和熔池之间进行焊接成形的一种焊接方法。该焊接方法有诸多优点：

1、TIG焊做打底焊接时，由于可以连弧焊接，其焊接速度快，质量高，几乎没有熔渣出现；

2、TIG焊是明弧焊接，便于焊接控制，适合全位置焊接；

3、TIG焊用钨极做电极，由于钨极熔点极高，非常稳定，保证了焊接电弧的稳定，从而也使焊接过程非常稳定；

4、TIG焊使用氩气做为保护气体，氩气是惰性气体，它很稳定，并由于其密度比空气大，保护效果很好，不容易出现气孔和合金元素烧损的现象，保证了焊缝的质量。

（二）手工焊条电弧焊论述

手工焊条电弧焊是以焊条为电极和填充金属，并且通过焊条上药皮的冶金反应产生保护气体从而保护焊接熔池的一种焊接方法。本文主要论述不锈钢焊条的焊接，不锈钢厚壁管焊接中不锈钢焊条填充和盖面时一般采用灭弧焊的方法进行焊接，从而更好的保证焊接质量。

二、焊接性分析

由于不锈钢热膨胀率、导电率均与碳钢及低合金刚差别较大，且熔池流动性差，在不锈钢厚壁管仰焊位置焊接时其操作难度大，对管道内外表面的成形要求很高，不允许有较大的内余高，也不允许出现内凹，焊接完成后一般还要进行PT或RT检测，对不锈钢厚壁管质量要求非常高。

三、焊接准备

焊接准备主要从人、机、料、法、环、检六个方面进行准备。

（一）人

焊工作为焊接的直接操作者，在从事不锈钢厚壁管焊接时，焊工必须通过相关焊工资格项目的考试，并且其焊工资格的维护必须符合相关焊工管理的规定，其资格项目必须有效。再者在疑难位置焊接时必须选用焊接技能好，焊接经验丰富的焊工进行，以最大限度保证质量。

（二）机

氩电联焊的焊接设备主要是焊机（常关注的是电流显示器，氩弧瓷喷嘴大小，钨极材质和大小的情况）、焊条保温桶、干湿温度计以及不锈钢刷等辅助工具。焊机、焊条保温桶、干湿温度计必须通过相关检定，相关焊接设备必须工作正常。严禁使用碳钢刷，碳钢切割片，碳钢磨光片在不锈钢上进行作业。

（三）料

不锈钢厚壁管焊接主要材料就是不锈钢管、不锈钢焊丝、不锈钢焊条，氩气。焊接前相关材料必须具备相关质量证明文件，并根据相关标准要求进行检查，如不锈钢管和不锈钢焊丝没有污染，不锈钢焊条药皮完好，标识是否清楚，氩气纯度是否满足工艺要求。对材料的把关可从源头上保证焊接质量。

（四）法

焊接工艺是不锈钢厚壁管焊接的指导性文件，正式工程施焊前必须根据标准要求进行焊接工艺评定、并根据工艺评定编制焊接工艺卡，严格执行焊接工艺参数是焊工的职责，在焊接过程中根据需要在工艺范围内合理调整焊接参数，以保证焊接的顺利进行。

（五）环

焊接环境主要指焊工操作环境和焊口周边环境，当处于较为复杂的焊接操作环境时，应该选择经验丰富的焊工进行焊接操作，焊接环境温度和湿度，所处环境的风速等必须满足工艺上的要求。当焊件温度过低时禁止焊接或加热焊件后再进行焊接；焊接环境湿度大于90%时也要禁止焊接；大风天，大雪天焊接时要做相关防护或禁止焊接操作。

（六）检

正式施焊前，焊工和质量检查人员务必对焊接前的所有要素进行检查，包括对焊接工艺文件，焊工资格项目，焊条保温桶的通断情况，坡口形式（根据管子壁厚决定坡口的具体形式），坡口质量（坡口两侧15mm范围内油污清理，有必要时进行坡口PT检测），坡口组对（组对间隙，错边量等），焊接环境温度和湿度，充氩情况，定位情况等进行系统检查，检查合格后方可进行正式焊接。

四、焊接操作

管道焊接具有平、横、立、仰四个焊接位置，焊接前先将管道内的空气排干净。焊接时在离6点位置5mm左右处起弧，焊接操作过程中注意保持氩弧弧长，弧长直接关系到氩弧挺度，关系到氩气的保护效果。弧长不稳，焊缝就有可能被氧化；在不同的焊接位置一定要把控好焊枪的操作角度并保持钨极垂直于管子轴心；焊丝在送丝时要注意送丝速度和角度，焊丝不要触及钨极，也不要退出气体保护范围。引弧和收弧是最容易影响焊接质量的地方，焊工务必熟练掌握引弧收弧操作。焊条填充盖面时可采用灭弧法进行焊接，可较好的保证焊接质量。

五、焊接质量控制

（一）TIG焊常见焊接缺陷及预防

1）未焊透：焊接速度过快、钝边过大、焊接电流过小、组对间隙过小等原因均可能产生未焊透缺陷。因此保持正常焊接速度、组对间隙控制在3到4mm左右、选择合适的焊接电流就可以避免未焊透缺陷；2）焊缝氧化：主要是管道内外氩气保护不好造成焊缝氧化，选择合适的氩气流量、组对间隙用水溶纸贴严实等方法可减少焊缝氧化；3）夹钨：当钨极承载电流能力过小，通过的焊接电流过大时就可能造成钨极熔化掉入熔池形成夹钨，选择合适的钨极和合适的焊接电流可以减少夹钨的产生

（二）焊条电弧焊的常见焊接缺陷及预防

1、气孔：焊条不良或潮湿、焊件有水分油污或锈、焊接速度太快、电流太强、电弧长度不适合、金属冷却过速等均可能产生气孔，通过选用适当的焊条并烘干、焊接前清洁被焊部份、降低焊接速度使内部气体容易逸出、调整适当电弧长度、施行适当的预热工作等可减少气孔的产生；

2、咬边：电流太强、焊条不适合、电弧过长、操作方法不当、母材不洁、母材过热等均可能产生咬边，通过使用较低电流、选用适当种类及大小之焊条、保持适当的弧长、采用正确的角度，较慢的速度，较短的电弧及较窄的运行法、清除母材油渍或锈、使用直径较小之焊条等方法可以减少咬边的产生；

3、夹渣：前层焊渣未完全清除、焊接电流太低、焊接速度太慢、焊条摆动过宽均可能产生夹渣，通过彻底清除前层焊渣、采用较高电流、提高焊接速度、减少焊条摆动宽度等方法可以减少夹渣的产生；

4、未焊透（在此主要是层间未焊透）：焊条选用不当、电流太低、焊接速度太快均可能产生未焊透缺陷，通过选用较具渗透力的焊条、使用适当电流、改用适当焊接速度等方法可以减少该缺陷产生。

六、结论

本工艺利用了TIG焊电弧稳定、控制性好、焊接质量优的特点进行打底焊，再利用焊条电弧焊焊接生产效率高的特点进行填充和盖面焊接，这种高质量和高效率的组合非常适合在工程施工中不锈钢厚壁管的焊接施工。

参考文献：

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