薄壁不銹鋼管母材自熔焊接技術(shù)

在工藝管道系統(tǒng)上，薄壁不銹鋼管采用了零間隙對接和母材自熔等關(guān)鍵焊接工藝進行快速焊接連接，有效解決了系統(tǒng)的焊接接100%全熔透和管內(nèi)焊縫不氧化且平滑過渡的特殊生產(chǎn)工藝要求，從而確保了工藝管線為無菌的醫(yī)藥生產(chǎn)系統(tǒng)。

一、工藝管道的質(zhì)量要求

薄壁不銹鋼管的承壓范圍一般在0.8 MPa以下，輸送食品類或醫(yī)藥類流體的介質(zhì)對薄壁不銹鋼管工藝管線焊接連接的內(nèi)壁焊縫和潔凈要求甚高，不允許有任何異物粘結(jié)在管壁上，接頭的背面焊縫要求焊透且平滑（注:凹凸不許超過-0.5～一0. 5 mm)，以防止流體（食用）物質(zhì)積聚在超標(biāo)的背面焊縫的位置或缺陷位置，乃致無法清洗干凈而產(chǎn)生發(fā)霉，直接影響了食品或醫(yī)藥產(chǎn)品的質(zhì)量。

二、焊接方法比較

1.電焊條手工電弧焊

因不銹鋼薄壁管的管壁超薄極易造成燒穿,無法繼續(xù)進行焊接;管內(nèi)焊縫粘結(jié)存在焊渣、焊縫成型較差。

2．氧氣-乙炔火焰氣焊

火焰加熱的面積大，熔池溫難以控制，焊接難度較大，焊縫成型差，且加熱區(qū)域難以清洗和鈍化，容易導(dǎo)致Cr元素?zé)龘p貧鉻而產(chǎn)生晶間腐蝕。

3．手工鎢極氬弧焊（GTAW)

(1）電弧集中且溫度高，加熱的面積非常少。(2〉熔池、熱影響區(qū)和背面焊縫均得到氬氣隋性氣體保護，焊縫正面、背面不被氧化，得到平滑良好的焊接接頭。

(3）操作簡便，工作效率高。正面焊縫和背面焊縫的成型容易控制，焊縫的寬度較窄而且內(nèi)外平滑。

綜上所述，前兩種焊接方法均不符合要求，只有手工鎢極氬弧焊(GTAW）能夠滿足無菌的食品和醫(yī)藥的生產(chǎn)系統(tǒng)焊接。

三、自熔焊接設(shè)備

選擇帶高頻引弧和衰減電流的直流氬弧焊機，以減少因鎢極擦火引弧時產(chǎn)生夾鎢和焊接結(jié)束收弧時熔池產(chǎn)生的縮孔。氬弧焊機的電流調(diào)節(jié)范圍應(yīng)在15～180 A之間隨便調(diào)節(jié)，在該工程我們選用了RIL-TIG180P直流脈沖氬弧弧焊機。

四、焊接操作要點

(1）焊縫為零間隙的單層單道焊，采取焊槍電弧不擺動、不加填充焊絲的勻速單面焊接雙面成形全位置（或轉(zhuǎn)動焊接）母材自熔焊接。全位置焊接時﹐焊縫分左右兩個半圈進行，在仰焊位置起弧，平焊位置收弧，其主要程序如下:焊前首先把管道一方管口用堵頭塞住，而另一端用帶有氬氣充氣膠管的堵頭進行充氣，氬氣流量是3～8L/min。堵頭建議車制，使其與管接觸密封良好，以防止外界氣體侵入而形成焊接缺陷。

(2)握槍時最好有用尾指頂著管面作穩(wěn)定氬弧焊槍支承進行焊接。全位置焊時，在仰焊位置縫隙中心起?。ㄈ鐖D5)，引弧后應(yīng)稍稍停留片刻，待引弧點擊穿母材并呈現(xiàn)一個清晰的的液態(tài)熔池時，這說明已焊透管壁，然后電弧開始不作擺動且不加填充焊絲作勻速向前進行母材自熔焊接。弧長控制在1.5～2.5 mm，為短弧焊接，電弧不允許忽高忽低以防止影響焊縫的寬窄和焊透，鎢針應(yīng)對準(zhǔn)焊口夾縫以保證焊縫的直線度。

兩個半圈的焊縫在時鐘3點和9點位置時可熄弧重新接頭以方便調(diào)整手勢和焊槍角度(最好一次完成單個半圈焊接，中間不停頓。減少接頭，焊縫更美觀)，焊槍與管面的夾角在焊接過程中應(yīng)保持在70 ° ～90°為較好。焊縫重新接頭時，應(yīng)在原熔池前引燃電弧疊焊4一5 mm長度進行加熱，待發(fā)覺電弧熔透焊縫后再向前焊接。

后半圈焊接時，焊接方法與前半圈相同，最后半圈的焊縫在時鐘12點位置收口時應(yīng)疊焊4～6 mm以保證搭口位置焊透。熄弧應(yīng)采用衰減電流使電弧從強到弱遂步停止電弧,同時使保護氬氣得到延時保護，避免出現(xiàn)弧坑裂紋及縮孔。焊接后正面、背面焊縫為金黃色或銀白色為最好焊接質(zhì)量。

(3〉轉(zhuǎn)動或垂直固定位置焊接時，可在任意位置起焊和收焊

(4)焊縫冷卻后,在焊縫表面涂刷酸洗鈍化糕，半小時后，使不銹鋼鋼絲刷和清水洗刷，直至焊縫表面為銀白色。

五、結(jié)語

從焊縫表面檢查和對試件進行拉伸、彎曲試驗等力學(xué)性能測試結(jié)果表明，所采用的焊接工藝、焊接設(shè)備及焊接規(guī)范等是可行的，所得的焊接接頭質(zhì)量優(yōu)良，解決了管道內(nèi)部焊縫的成形要求平滑過渡和潔凈要求的關(guān)鍵問題，完全滿足設(shè)計和外國專家要求，并且提高了生產(chǎn)效率，獲得較高的經(jīng)濟效益。