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    304L薄壁不銹鋼管的焊接

    發布時間:2021-04-29 08:47:25      發布人:  瀏覽量:

      通過分析304L的焊接性及薄壁管的具體特點,提出了相應的焊接工藝和施工方案;防止了焊接過程中咬邊、變形、焊縫氧化等缺陷的發生,保證了304L薄壁不銹鋼管的焊接質量。

      核電管系潤滑油系統(GGR系統)供油管使用大量的304L薄壁不銹鋼管:219.1mm×3.76mm、323.9mm×4.57mm、141.3mm×3.4mm、168.3mm×3.4mm、273mm×4.19mm、114.3mm×3.05mm、33.4mm×3.38mm。焊接時全部采用氬弧焊,但其焊縫射線檢測(RT)一次性合格率較低,對缺陷返修難度大,處理后返修部位管壁明顯下沉,影響焊縫外觀質量。缺陷主要表現為咬邊、變形、焊縫氧化等缺陷。通過對原有焊接工藝的分析,結合部分焊工人員焊接薄壁管行之有效的操作方法,制定出一套新的焊接施工方案,防止了缺陷的發生,提高了薄壁管RT一次性合格率。

      1材料的性能及焊接性

      1.1材料的化學成分與力學性能

      304L不銹鋼是美國AISI(美國鋼鐵協會)標準的不銹鋼鋼號,相當于我國的00Cr19Ni10,具有耐腐蝕性和耐熱性,主要的化學成分和力學性能見表1。

      1.2焊接性

      304L是超低碳純奧氏體不銹鋼,焊接性較好,不易產生晶間腐蝕,但由于不銹鋼的導熱系數小,線膨脹系數大,接頭在冷卻過程中形成較大的拉應力。焊接熱輸入較大時易產生熱裂紋,壁厚3mm~4mm不銹鋼管剛性小,更容易產生較大的焊接變形。

      2操作方法

      2.1焊接方法的選擇

      通過焊接性分析,發現材料在焊接過程中出現的問題與焊接方法中熱量的輸入量關系最為密切,當熱輸入量大,冷卻較慢時,易產生熱裂紋、腐蝕開裂和變形。在常用的焊接方法中,TIG焊的熱輸入量適中。因此,304L薄壁管采用鎢極氬弧焊(TIG焊)焊接是可行的,但一些細節方面還要引起注意。焊接此類材料選用ER308L焊絲,氬氣純度不應低于99.96%。

      2.2坡口形式的選擇

      本著保證焊透,減少母材的稀釋作用,同時有利于保護氣體覆蓋和減少熱輸入量的原則,宜采用帶鈍邊的V形坡口,見圖1。

      2.3焊接參數采用

      3.2mm的鈰鎢電極棒,噴嘴直徑20mm,施焊過程中噴嘴盡量貼近待焊位置,工藝參數見表2。

      2.4焊接技術

      (1)管件組對前應打磨坡口及兩側,露出金屬光澤。對304L薄壁不銹鋼管內外表面出現的凹坑應打磨圓滑過渡,拋光后坡口兩側50mm內不得有肉眼可見的劃溝、凹坑等,以免引起RT誤判??梢圆捎糜袡C溶劑如丙酮或乙醇清洗坡口內外各20mm范圍內的油污、鐵銹等。

      (2)不銹鋼薄壁管剛性差,管口橢圓現象普遍存在,易造成對接時錯邊。裝配時應采用同材質連接塊固定工件,自制工裝對錯邊處進行矯正,保證錯邊量在2mm以內。在焊接至焊縫錯邊處應暫停,然后采用紫銅錘對錯邊高的一邊進行適當錘擊,消除錯邊后再進行施焊。

      (3)焊接304L薄壁不銹鋼管時,各層都需背面充氬保護。引弧前組合件應先充氬吹掃至少2min,將管子內部空氣完全置換。在背面充氬保護時,管口兩端應妥善封堵,焊口處用膠布密封,敞口長度不得大于八分之一周長。當管線長度較長、整體充氬困難時,可在組對焊口前內部放置封板,封板與焊縫距離在不被損壞的情況下盡可能近,然后在坡口處采用局部充氬的方法進行保護。

      (4)焊接時氬弧焊機噴嘴緊貼焊縫表面轉動,轉動的同時焊機往前自然位移。注意保持焊機與焊縫夾角,避免氬氣保護不良造成焊縫氧化。為了防止打底焊焊縫內凹,打底焊時仰焊位置采用內填絲,立焊、平焊位置采用外填絲法進行施焊。

      (5)焊接過程中焊絲不能與鎢極接觸或直接深入電弧的弧柱區,防止破壞電弧穩定和產生夾鎢缺陷,焊絲端部不得抽離保護區,防止焊絲氧化。

      (6)在焊接過程中,為了減少熱輸入,焊絲盡量不擺動,采用窄焊道焊接,每道焊縫焊完后應仔細檢查焊縫表面,每層焊縫間的接頭應錯開50mm左右,層間溫度不得超過150℃。

      (7)焊縫收尾處注意送絲填充至弧坑飽滿,避免形成弧坑裂紋。最后收口處應打磨成斜坡狀至根部發藍,收弧時應填滿弧坑。焊接快結束時,應減少氬氣流量,防止氣壓過大使焊縫凹陷。

      (8)蓋面時也應采用貼滾式焊法,以避免焊縫余高過高和咬邊情況的發生。

      3結論

      304L薄壁不銹鋼管采用TIG焊方法,并且在焊接過程中采用窄焊道焊接,減少材料的熱輸入,有效的防止了裂紋、咬邊和變形。部分焊工使用該方法后x射線檢測一次合格率達90%以上。在以后生產薄壁不銹鋼管時應把這些經驗方法加以推廣、強化。

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