钨极氩弧焊在不锈钢薄皮管焊接中的应用.pdf

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第30卷第4則
石油化工魏
Vol 30 No4
2008年8丿
Petroleum and Chemical Construction
Aug,2008
钨极氬弧焊在不锈钢薄皮管焊接中的应用
张银阶
(中国化学工程第十六建设公司,湖北宜昌443000)
摘要不锈钢薄皮管主要运用在食品、医药行业中。对于一般介质的管道焊接采用手工电弧焊焊接,使用
之前进行压力试验,保证焊缝不漏即达到要求。对于不锈钢薄皮管的焊接则是采用手工钨极氩弧焊
的方法进行,对这种特殊介质且管壁薄、直径小的管道,焊接要求是焊缝内部没有任何缺陷,施工
难度也很火。本文分析了不锈钢薄皮管在现场组焊过程中的技术特点和质量控制要点,提出了相应
的对策及检测方法。
关键词薄皮管钨极氬弧焊水溶纸自动切管机
中图分类号TG4
文献标识码B文章编号1672-9323(2008)04-0025-04
我公司承接的新疆兵地天元乳业工程的设备安装
5)焊接时不需要焊丝,母材直接熔合。
和不锈钢薄皮管的焊接工作。不锈钢薄皮管的管径在
因此,不锈钢薄皮管焊接的质量主要与人、设备、材
DN20~100,管皮厚度在1.0~1.5mm,工作压力料、施工方法、焊接时的外部环境及检测等因素息息相
2.0MPa。由于这个项目管道的焊接比较特殊,采用一面关。
施焊两面成型,并且要求管道內壁光滑,不允许有焊瘤、3焊接的质量控制
内陷等缺陷,内壁焊缝余高保证在0.5mm以内。这是因3.1人员的选择
为管道内的介质是浓度60%以上的牛奶,如果管道内壁
焊工不一定要求以前从事过不锈钢薄皮管的焊接,
不光滑,牛奶将被挂在焊瘤及缺陷处,牛奶在管道内停留只需要已经熟练掌握手工氬弧焊的焊接,并有二年以上
2~h就开始发酵生菌,生产出来的产品就不合格,造成的施工经验、上岗前必须培训考试合格,并且在此基础上
的损失可达到几十万甚至上百万。因此对不锈钢薄皮管选出素质好、责任心强、体力充沛的焊工进行全位置管道
焊接过程的质量控制显得尤为重要。
焊缝的焊接。焊工在焊接固定口时,全方位焊接是在同一
1焊接原理
电流下进行,对焊工的要求相对来说比较高。
我们选择的焊接方法是:手工钨极氩弧焊3.2机械设备的选择
(GTAW)。由于钨极氩孤焊是一种明弧焊,电弧稳定,热3.2.1焊机
量比较集中,在惰性气体(氩气)的保护下,焊接熔池纯
使用高频逆变氬弧焊机,并要求焊机稳定性好。
洁,焊缝质量较好。但是在焊接不锈钢,特别是奥氏体不3.2.2自动切管机
锈钢时,焊缝背面也需要进行保护,否则将产生严重的氧
自动切管机的优点是:切出来的管口非常标准,焊
化,影响焊缝成型和焊接性能。
口没有缝隙,以保证焊接质量。如果使用一般的切割机下
2焊接特点
料,组对的焊口会有缝隙,会给焊接带来非常大的困难
针对焊接工艺过程分析,不锈钢薄皮管的焊接有以焊口的合格率将非常低。
下特点
3.3材料的选择
(1)管道直径很小,管壁很薄,很难使用电焊焊接。
通常的焊接作业中,对焊材的要求比较高,并且要
(2)不锈钢管的导热性很差,非常容易把管直接烧严格按照国家有关规范执行。而在不锈钢薄皮管的焊接
穿。
过程中,不需要任何焊材,但是有三种材料却是必须的,
3)一面施焊两面成型,焊缝不允许有第二个接头,而且要求比较高:一是氟气的纯度、流量大小及通氬时
要确保焊缝内壁光滑。
间;二是在某些部位需要水溶纸;三是钨极。
(4)焊接时整趟管线现场安装点焊完成,焊缝基本全3.3.1氩气
部是固定口。
属于惰性气体,不易和其它金属材料、气体发生反
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2008年第30卷第4期
应。由于其气流有冷却作用,焊缝热影响区小,焊件变形3.4施工方法
小,是钨极氩弧焊最理想的保护气体。氩气的纯度必须大
手工钨极氩弧焊(GTAW),由于不锈钢薄皮管使用
于99.99%以上。氟气主要是对熔池进行有效的保护,在无焊丝焊接,靠主材自熔,焊口对死,又要保证焊透,内壁
焊接过程中防止空气对熔池侵蚀而引起氧化,同时对焊光滑,焊接难度很大。所以采用两点保护法,即焊把和管
缝区域进行有效的空气隔离,使焊缝区域得到保护,提高道内的冲氩保扩。并且在施工前,技术人员要对人员配
焊接性能。
备、焊接参数选择、施工工艺过程、质量控制措施及操作
氩气的调节根据被焊金属材料、电流大小及焊接方法的注意事项等必须做充分的交底。
来决定。电流越大,保护气越大。活泼元素材料,保护气要加
具体操作时,首先将所有管口对好,所有焊口使用
强并加大流量。电流大小、氩气气体流量选择具体见表1:纸胶带封上,进行冲氩保护,这也是焊前的一个非常重要
表1电流大小、氬气气体流量选择
的淮备工作。对管道接口的要求是将焊口对齐,不能有缝
if Jy (min)
电流大小(A)
隙,将两个焊口对死。焊口对死有两个目的,一是在组对
不锈钢管
}.3-0.5
D-40
点焊时管道内擘不需要冲保抑,二是焊接时不加焊丝,
0.5~し.0
1)-40
使母材自己熔化。
然后再从管线的最低点开始冲氩,根据管线的长度
3.0~4.0
20~170
60~200
和大小来掌握时间。检查氟气是否充满,具体做法是:在
氙气流量的选择要根据板厚、电流大小、焊缝位置、管道最高点使用火柴或明火检查,火焰靠近高点出气口,
接头型式来确定,以被焊金属不出现氧化为标准。氩气流立即熄灭就标志管道内空气被置换干净。这时就可以开
量太小,保护效果差,被焊金属易产生严重的氧化现象。始施焊,一般只安排一名焊工从最低的焊口开始焊接。
氩气流量太大易产生紊流,使空气被紊流气卷人溶池,保
有两种焊接方法可供选择。焊工使用的焊接方法视
护效果差,造成焊缝金属被氧化的现象。
焊工的个人技能和熟练程度而定。一种方法是将焊把在焊
3.3.2水溶纸
口上稳定匀速地施焊;另一种方法是将焊把左右上下摇摆
水溶纸是在焊接死口时使用的,使用水溶纸隔离。的方法施焊,左右上下摇摆的目的主要是让母材受热均
其主要作用是:为了降低成本,节省氯气,对管道局部进匀,熔池大一些,这样焊接出来的焊缝成型效果也好。
行沖氩保护的作用。在进行管道和设备的水冲洗时,水溶3.5施工环境
纸直接溶化,在水中没有任何痕迹。水溶纸的具体使用部
在焊接氩弧焊时,主要是防风、防潮。所有焊口都是
位见图1,两台设备在连接时中间不使用任何管件,将水封闭的,但是在焊接时如果有风,将会影响焊接质量,这
溶纸事先贿好再开始配管。
是氩弧焊的基本常识。另外,下雨、下雪及温度低于零下
水溶纸
5℃也禁止施焊。
没备
设备
3.6检测方法
连接
有两种方法检査:一是将管道上的活接头全部打开,
输液用针
逐个进行触摸检査,以焊缝表面光滑,无焊瘤、内陷等缺陷
焊
为合格。