普通純度鐵素體不銹鋼焊接工藝

Sun, 12 Mar 2023 00:18:40 +0800

1. 要求低溫預(yù)熱

普通純度鐵素體不銹鋼在室溫時韌性較低，焊接時焊接接頭易出現(xiàn)高溫脆化，在一定條件下可能產(chǎn)生裂紋。通過預(yù)熱，使被焊鋼材處于富有韌性的狀態(tài)下施焊，能有效地防止裂紋的產(chǎn)生。但是，焊接時的熱循環(huán)又會使焊接接頭近縫區(qū)的晶粒急劇長大粗化，而引起脆化。為此，預(yù)熱溫度的選擇要慎重，一般控制在100～200℃，隨著母材金屬中含鉻量的提高，預(yù)熱溫度可相應(yīng)提高。但預(yù)熱溫度過高，又會使焊接接頭過熱而脆硬。

2. 焊接材料的選擇

可以焊前預(yù)熱或焊后進(jìn)行熱處理的焊接構(gòu)件，可選用與母材金屬相同化學(xué)成分的焊接材料；對于不允許預(yù)熱或焊后不能進(jìn)行熱處理的焊接構(gòu)件，應(yīng)選用奧氏體不銹鋼焊接材料，以保證焊縫具有良好的塑性和韌性。

當(dāng)采用同質(zhì)的焊接材料時，焊縫金屬呈粗大的鐵素體組織，韌性很差。通過焊后熱處理，焊接接頭的塑性可以得到改善，韌性略有提高。

3. 475℃脆性的防止

475℃脆性是普通純度高鉻鐵素體不銹鋼焊接時的主要問題之一。雜質(zhì)對475℃脆性有促進(jìn)作用。因此，需要提高母材金屬和熔敷金屬的純度，縮短鐵素體不銹鋼焊接接頭在這個溫度區(qū)間的停留時間，以防止475℃脆性的產(chǎn)生。一旦出現(xiàn)475℃脆性，可以在600℃以上溫度短時間加熱，再以較快的速度冷卻，給予消除。

4. 焊后熱處理

對于同質(zhì)材料焊成的鐵素體不銹鋼焊接接頭，熱處理的目的是使焊接接頭組織均勻化，從而提高其塑性及耐蝕性焊后熱處理溫度為750～800℃，是一般回火溫度，實(shí)際上是空冷的退火處理。

焊接用鎢極及其特性

Tue, 21 Jun 2022 15:21:18 +0800

非熔化極氬弧焊和等離子弧焊對鎢極的要求是：發(fā)射電子能力要強(qiáng)，耐高溫而不易熔化及燒損，以及能允許使用較大的焊接電流等。金屬鎢棒具有熔點(diǎn)溫度（約為3410℃±10℃)高和沸點(diǎn)溫度（約5900℃)高、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱系數(shù)小和高溫?fù)]發(fā)性小等特點(diǎn)，能滿足作為電極材料的性能要求，所以，目前在焊接生產(chǎn)中被廣泛采用。

一、焊接生產(chǎn)中對電極材料的要求

實(shí)踐表明，鎢極的質(zhì)量對電弧和焊接過程的穩(wěn)定性以及焊接質(zhì)量有很大的影響。焊接生產(chǎn)中對電極材料提出了以下3項評定標(biāo)準(zhǔn)：

1. 最大許用電流

鎢極的最大許用電流值要高。若焊接電流超過許用電流，就易使鎢極末端局部熔化而落入熔池，這樣會改變焊縫金屬的化學(xué)成分或產(chǎn)生夾鎢缺陷。若鎢極末端形成熔球，則位于熔球表面上的電弧斑點(diǎn)易受外界因素的干擾而游動，使電弧飄蕩不穩(wěn)，并降低保護(hù)氣體的保護(hù)效果。

鎢極的最大許用電流同鎢極的化學(xué)成分與直徑、電流種類與電源極性、鎢極伸出導(dǎo)電嘴的長度等有關(guān)。一般在前兩項已確定的情況下，外伸長度上產(chǎn)生的電阻熱和鎢極受冷卻的條件，即成為選用焊接電流大小的主要因素。

2. 鎢極的損耗

鎢極在焊接過程中的損耗對自動焊過程的穩(wěn)定性和焊縫成型質(zhì)量有明顯的影響。鎢極的損耗可分為兩種情況：

正常損耗是指在正常的焊接過程中，鎢極因熱蒸發(fā)和緩慢氧化等累計的損耗，常用單位時間內(nèi)的損耗量（g/min)來表示。正常損耗量和鎢極的化學(xué)成分、采用的電流種類及電源極性等有關(guān)。在鎢極的化學(xué)成分一定時，由于氬弧中的陽極溫度和發(fā)熱量比陰極高，因而采用直流反極性時鎢極的損耗比采用交流電時高，而用交流電時的鎢極損耗又大于直流正極性接法。

異常損耗主要發(fā)生在多次短路引弧或鎢極末端與填充焊絲及熔池接觸時。這時鎢極末端被熔化金屬所玷污，使熔化溫度降低，導(dǎo)致鎢極的損耗大大超過正常損耗值。一般只要在焊接時給予注意，即可避免異常損耗。

3. 引弧及穩(wěn)弧性能

主要由鎢極的逸出功大小來決定。逸出功低，則發(fā)射電子的能力就強(qiáng)，引弧和穩(wěn)弧性能就好，反之就差。

以上述3條標(biāo)準(zhǔn)來衡量，用純鎢做電極還是不夠理想的，首先是純鎢的逸出功還較高，要求焊機(jī)的空載電壓高；其次，在使用大電流和長時間焊接時，純鎢的燒損仍較明顯。若在鎢極中加進(jìn)一些可降低逸出功的元素（如：釷、鈰、鋯等）或它們的氧化物，即能改善電極的使用性能。因此，目前在鎢極氬弧焊焊接生產(chǎn)中，廣泛使用釷鎢極和鈰鎢極，其牌號和化學(xué)成分見表3-15。

二、釷鎢極的特性

釷鎢極中含有ThO,可降低逸出功，故能大大提高陰極發(fā)射電子的能力，改善引弧和穩(wěn)弧性能；可降低對焊機(jī)的空載電壓值要求，也就是說釷鎢極的引弧電壓低；能減少陰極的發(fā)熱量，降低電極的損耗，且可增大焊接的許用電流值。

雖然如此，但在使用中發(fā)現(xiàn)釷具有微量的放射性，在磨削釷鎢極時其粉塵對操作者身體健康有害。

為了改善焊工的勞動條件，我國試制成功了一種新的電極材--鈰鎢極。經(jīng)初步使用鑒定，在直流小電流焊接時，鈰鎢極比釷鎢極更容易引燃電弧且能減小電極的損耗。另外，鈰鎢極的放射性劑量很低，國內(nèi)已推廣采用，效果較好。不過在大電流等離子弧焊時，發(fā)現(xiàn)鈰鎢極有時容易燒損，電極一次修磨后的使用周期短。對鈰鎢極的性能還有待進(jìn)一步研究。

三、鎢極的磨削

鎢極端部的形狀、光潔度及尺寸對焊接許用電流大小、電弧的穩(wěn)定性和焊縫成型等有直接的影響。如果鎢極表面粗糙、不同心和尺寸不合適，產(chǎn)生的電弧既不集中又不穩(wěn)定。因此，鎢極磨削的質(zhì)量好壞，直接影響著焊接能否正常進(jìn)行，特別是等離子弧焊，對鎢棒表面、同心度要求極高。所以，鎢極的磨削，特別是等離子弧焊用鎢極的磨削最好在專用設(shè)備上進(jìn)行磨制。用專用設(shè)備磨削的鎢極和手工磨削的鎢極比較見圖3-4，鎢極專用磨削機(jī)見圖3-5。

不銹鋼焊管用不銹鋼板標(biāo)準(zhǔn)與表面質(zhì)量要求

Sat, 18 Jun 2022 13:38:23 +0800

不銹鋼焊管用不銹鋼板標(biāo)準(zhǔn)包括有原料的尺寸、外形、熱處理制度、力學(xué)性能、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量保證等，這些在國家標(biāo)準(zhǔn)《不銹鋼冷軋鋼板（GB/T 3280-1992)》和《不銹鋼熱軋鋼板（GB/T 4327-1992)》中都有明確規(guī)定，可查閱。奧氏體不銹鋼焊管用帶鋼、鋼板的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的鐵素體含量。這一定的鐵素體含量，對保證焊管的焊接質(zhì)量是非常有利的。

用于制造鋼管的不銹鋼板表面必須是干凈，清潔，平滑，無擦劃傷，無壓痕，無氧化。不銹鋼板的表面不得有孔洞，重皮，夾雜，氣孔，接縫，軋制輥印及其他缺陷。

如果在帶鋼上有少量缺陷，必須在鋼帶上標(biāo)明，這樣可以提醒焊工注意，以便采取措施；如：在焊管鋸切時，可將有缺陷的部分鋸切掉等。對不于壁厚公差一半的表面缺陷是允許存在的，但不得大于0.13mm。整個表面不得有氧化物、油脂、乳化液、紙屑、瀝青、油漆等，上述物質(zhì)將會嚴(yán)重危害焊接質(zhì)量。在分條、剪切和搬運(yùn)時，不得使帶有銅或鋅合金的工具和設(shè)備與帶鋼和鋼板接觸，以免污染帶鋼和鋼板表面。通常帶鋼和鋼板是經(jīng)過熱處理和酸洗的，但有的帶鋼是經(jīng)過光亮退火或表面經(jīng)研磨拋光處理的；對于光亮退火的鋼板，可能會因退火時氫比例過高，焊接時焊縫可能出現(xiàn)氣孔；如果表面是經(jīng)研磨拋光的鋼板，焊接時必須把表面的油脂清理干凈。

不銹鋼焊管所用的帶鋼或鋼板上必須有明顯牢靠的標(biāo)記，標(biāo)記的內(nèi)容包括鋼種、規(guī)格、爐批號等。帶鋼或鋼板上標(biāo)記的這些內(nèi)容要和材質(zhì)質(zhì)量保證書一致，標(biāo)記的字跡要清楚、規(guī)整。

不銹鋼板（帶）表面加工等級及表面加工要求見表3-5、表3-6。

不銹鋼焊縫組織圖分析介紹

Fri, 17 Jun 2022 09:42:55 +0800

從之前浙江至德鋼業(yè)有限公司的技術(shù)人員介紹，了解到不銹鋼具有優(yōu)良的物理、化學(xué)性能及力學(xué)性能，適用于制造抗氧化、耐腐蝕以及在高溫下工作的零件和設(shè)備。因此，不銹鋼在化工、石油、電力、造船、航空、儀表等工業(yè)部門中被廣泛地應(yīng)用著。不銹鋼在得到了廣泛的應(yīng)用后，常常會遇到焊接問題。由于不銹鋼的化學(xué)成分、組織及性能與合金結(jié)構(gòu)鋼有明顯的不同，遇到的焊接問題也與合金結(jié)構(gòu)鋼有明顯的不相同，所以，深入了解并掌握不銹鋼的焊接性及焊接規(guī)律，對于獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，無疑是非常重要的。

不銹鋼焊縫中的鐵素體含量對其性能起著極其重要的作用，特別是應(yīng)用最多的奧氏體不銹鋼和新開發(fā)的奧氏體－鐵素體雙相不銹鋼的焊縫組織。奧氏體不銹鋼焊縫中，常常需要形成一定量的鐵素體（通常是4%~12%),以防止焊縫產(chǎn)生凝固裂紋。雙相不銹鋼中的鐵素體對提高耐蝕性，特別是耐應(yīng)力腐蝕裂紋和耐孔蝕是至關(guān)重要的。而在雙相不銹鋼焊縫中又必須限制過多的鐵素體，以保持焊縫金屬具有足夠的塑性、韌性和耐蝕性。因此在這兩種情況下，都要嚴(yán)格控制鐵素體量。而某些在低溫環(huán)境及特殊腐蝕介質(zhì)中使用的奧氏體鋼焊縫中的鐵素體又要求盡可能地降低。現(xiàn)在已經(jīng)把焊接時快速冷卻形成的不銹鋼的焊縫組織與合金元素的鉻當(dāng)量和鎳當(dāng)量值的關(guān)系圖（Saeffler 圖（圖2-1)、Delong圖（圖2-2)和WRC圖（圖2-3),用做不同情況下對焊材的選擇、焊縫組織的預(yù)測和根據(jù)焊縫化學(xué)成分分析結(jié)果評定焊縫質(zhì)量的重要依據(jù)。

Saeffler圖、Delong圖和WRC圖的鉻當(dāng)量（Cra)和鎳當(dāng)量（Ni)計算公式，見表2-1。Saefler圖是最早的焊縫組織圖，它適用于常規(guī)的不銹鋼焊后自然狀態(tài)的焊縫，其精確度為±4%。借助于舍夫勒（Saeffler)圖，可以預(yù)控制焊縫金屬相的組成，可達(dá)到滿足使用要求的目的，見圖2-1。

圖2-1中的鐵素體數(shù)FN是由磁性測定儀測定的，近似于用金相測定所得出鐵素體含量的平均值。

為了使舍夫勒圖能針對不同成分的母材與填充金屬在混合之后，對可能出現(xiàn)的熱裂紋或其冶金缺陷作出預(yù)評價，德國人A.沙貝賴特等繪出細(xì)化的、專用于焊縫金屬的舍夫勒圖，見圖2-2。圖2-2把焊縫金屬成分分成幾個區(qū)，如區(qū)域1、2,3及4.例如：當(dāng)成分為A與成分為B相互焊合，用填充材料成分為C,混合后計算出焊縫成分為D,說明鐵素體含量在50%~10%之間，則有良好的抗熱裂性能與韌性。

Delong圖（圖2-3)是在Saeffler圖的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的，并在此圖中加入了奧氏體形成元素N的作用，更適合于氣體保護(hù)焊及含氮或控氮不銹鋼的焊縫組織。Delong圖還進(jìn)一步提高了估算鐵素體含量的精確度（2%),特別是對含有比正常氮含量高的熔敷金屬。Delong圖以鐵素體序數(shù)（FN)標(biāo)示焊縫的鐵素體量，但FN最大到18FN,不能滿足不斷發(fā)展的要求，特別是不能滿足高鐵素體的雙相鋼及其焊縫組織的要求。

WRC圖（圖2-4)以鐵素體序數(shù)（FN)標(biāo)示焊縫的鐵素體量，該圖把FN擴(kuò)大到100FN(相當(dāng)于80%的鐵素體），被認(rèn)為適合于判斷300系列奧氏體和雙相不銹鋼焊縫組織中的鐵素體含量。

Saefler 圖、Delong圖、WRC圖是歷年來根據(jù)焊縫的奧氏體形成元素碳、氮、錳、鎳,以及鐵素體形成元素鉻、鉬、硅、鈮等對鐵素體的作用，計算鉻、鎳當(dāng)量，繪制成的組織圖。這些圖是在不同時期考慮不同化學(xué)元素的影響繪制的，各有其特點(diǎn)，使用時應(yīng)加以注意。鐵素體含量（FN)的預(yù)測，只有當(dāng)焊縫成分包括在ISO-FN線（0~100FN)范圍內(nèi)才會準(zhǔn)確（此線繪制在圖2-4里），該圖的極限決定于已有數(shù)據(jù)的范圍，延長線族將會得出錯誤的預(yù)測。

1992年美國推出的WRC圖（圖2-4),能夠更精確地預(yù)測不銹鋼焊縫金屬中的鐵素體含量。圖2-4中，縱坐標(biāo)鎳當(dāng)量中考慮了氮與銅的因素。許多研究者研究了鐵素體－奧氏體混合不銹鋼中銅(通常含Cau≈20%)的影響，一致認(rèn)為銅對鐵素體含量有顯著影響。加人了銅,可避免出現(xiàn)對焊縫中FN值評估過大。

可將WRC(1992)圖擴(kuò)展成為圖2-5,該圖用以預(yù)測化學(xué)成分范圍更寬的不銹鋼中的鐵素體含量，但是僅當(dāng)焊縫成分滿足ISO-FN線（0~100FN)范圍內(nèi)時才會準(zhǔn)確。

不銹鋼焊管焊接要求及焊前預(yù)熱與焊后熱處理

Thu, 16 Jun 2022 11:33:55 +0800

江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員根據(jù)多年的不銹鋼焊管生產(chǎn)檢驗，總結(jié)出應(yīng)遵守下列要求：

①. 不銹鋼焊管與管件組對好后，先施定位焊，一般分上下左右四處定位焊，但最少不應(yīng)少于三處。定位焊用的焊條和焊工的技術(shù)水平應(yīng)與正式焊接相同。定位焊長度一般為10～15mm，高度為2～4mm，且不應(yīng)超過管壁厚度的2/3。定位焊時，如發(fā)現(xiàn)焊肉有裂紋等缺陷，應(yīng)及時處理。

②. 不銹鋼焊管與管件組對、定位焊好并經(jīng)檢查調(diào)直再焊接，焊接時應(yīng)墊牢、固定，不得將焊管懸空處于外力作用下施焊。焊接時應(yīng)盡量采用轉(zhuǎn)動方法，減少仰焊，以保證焊接質(zhì)量，提高焊接速度。

③. 焊接時應(yīng)采取合理的施焊方法和焊接順序，施焊過程中應(yīng)保證起弧和收弧的質(zhì)量，收弧時將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應(yīng)錯開，最后一層應(yīng)把焊縫全部填滿，并保證自焊縫過渡到母材應(yīng)平緩。

④. 每道焊縫均應(yīng)焊透，且不得有裂紋、夾渣、砂眼等缺陷，焊縫表面成形良好。

⑤. 對不銹鋼焊管內(nèi)清潔要求高且焊接后不易清理的管道，其焊縫底層應(yīng)采用氬弧焊施焊。

⑥. 不銹鋼焊接管道的焊縫位置應(yīng)遵守下列規(guī)定。

a. 不宜在管道焊縫及其邊緣上開孔。

b. 管子上對接焊縫距彎管起彎點(diǎn)不應(yīng)小于管子外徑，且不得小于100mm。

c. 鋼板卷管對接時，鋼板卷管上的縱向焊縫應(yīng)錯開一定距離，一般應(yīng)為管子外徑的1/4～1/2，但不得小于100mm；卷管的縱向焊縫應(yīng)置于檢修的位置，且不易在底部；有加固環(huán)的卷管，加固環(huán)的對接焊縫應(yīng)與管子縱向焊縫錯開，其間距不應(yīng)小于100mm；加固環(huán)距管子的環(huán)焊縫不應(yīng)小于50mm。卷管的周長偏差及圓度偏差應(yīng)符合表 2-19 規(guī)定。

d. 直管段上兩對接焊口中心面間的距離，當(dāng)公稱尺寸大于或等于150mm時，不應(yīng)小于150mm；當(dāng)公稱尺寸小于150mm時，不應(yīng)小于管子外徑。

e. 不銹鋼焊接管道上的焊縫不得設(shè)在支架或吊架上，也不得設(shè)在穿墻或樓板等處的套管內(nèi)；環(huán)焊縫距支、吊架的凈距不應(yīng)小于50mm；需熱處理的焊縫距支、吊架不得小于焊縫寬度的5倍，且不得小于管道焊接。

為降低或消除焊接接頭的殘余應(yīng)力，防止產(chǎn)生冷裂紋，改善焊縫和熱影響區(qū)的組織和性能，應(yīng)根據(jù)材料的淬硬性、焊件厚度及使用條件等考慮焊前預(yù)熱和焊后熱處理。管道焊接時預(yù)熱和熱處理溫度可參照表 2-23 。

焊接過程中的層間溫度不應(yīng)低于其預(yù)熱溫度。異種金屬焊接時，預(yù)熱溫度應(yīng)按可焊性較差一側(cè)的材料確定。預(yù)熱時應(yīng)使焊口兩側(cè)及內(nèi)外壁的溫度均勻，防止局部過熱并采取適當(dāng)保溫措施，減少熱量損失。預(yù)熱的加熱范圍以焊口中心為基準(zhǔn)，每側(cè)不少于壁厚的3倍；有淬硬傾向或易產(chǎn)生延遲裂紋的管道，每側(cè)應(yīng)不少于100mm。

不銹鋼焊管的焊接接頭若需進(jìn)行熱處理時，一般應(yīng)在焊后及時進(jìn)行。對于易產(chǎn)生延遲裂紋的焊接接頭，如果不能及時進(jìn)行熱處理，應(yīng)在焊后冷卻到300～350℃時（或用加熱的方法）予以保溫緩冷。若用加熱方法時，其加熱范圍與熱處理條件相同。

焊接不銹鋼管焊前準(zhǔn)備工作有哪些

Wed, 15 Jun 2022 11:09:01 +0800

焊接不銹鋼管是管道工程中最重要、應(yīng)用最廣泛的連接施工方法。焊接連接具有接頭強(qiáng)大、嚴(yán)密性好、不易滲漏、不需接頭配件、成本低、工作性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。在不同的管道工程中應(yīng)用根據(jù)不銹鋼管的材質(zhì)、管徑、壁厚及傳輸介質(zhì)的不同選擇合適的焊接工藝。并且參加施焊的焊工要取得相應(yīng)的焊工資格，從事資格證書允許范圍內(nèi)的管道施焊工作。

①. 焊接不銹鋼管前因根據(jù)焊接鋼管的材質(zhì)、壁厚及焊接方式等選擇管子、管件的坡口形式和尺寸。選擇時應(yīng)充分考慮易保證焊接接頭的質(zhì)量、填充金屬少、便于操作及減少焊接變形等原則。鋼制管道焊接坡口形式和尺寸參照表 2-18 。

②. 不銹鋼管坡口當(dāng)采用等離子弧或氧－乙炔等方法切割后，為了消除表面的淬硬性，可用銼刀或手砂輪進(jìn)行磨削。對于重要的焊接坡口，最好直接用電動角向砂輪機(jī)磨出坡口。

③. 焊接不銹鋼管組對前應(yīng)對焊接端的坡口面及管壁內(nèi)外10～20mm范圍內(nèi)進(jìn)行清理，不得有鐵銹、油脂等臟物，露出金屬光澤。

④. 不圓的管子要進(jìn)行校圓，管子對口時要檢查平直度，在距焊口200mm處測量。當(dāng)管子公稱尺寸小于100mm時，允許偏差為1mm；當(dāng)管子公稱尺寸大于或等于100mm時，允許偏差為2mm。一根管子全長偏差不大于10mm。

⑤. 不銹鋼管對口間隙應(yīng)符合設(shè)計或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，除設(shè)計規(guī)定的冷拉焊口外，對口時不得用強(qiáng)力對正。連接閉合管段的對接焊口，如間隙過大，應(yīng)換一根長管，不允許用加熱管子的方法來縮小間隙，也不允許用加偏墊或多層墊等方法來彌補(bǔ)過大的間隙、錯口等缺陷。‘

⑥. 對接焊連接不銹鋼管端面應(yīng)與管子軸線垂直，管道對接焊口的組對應(yīng)做到內(nèi)壁齊平，對于材質(zhì)為鋼的焊件，內(nèi)壁錯邊量不宜超過壁厚的10%，且不大于2mm。不等厚管道組件組對時，當(dāng)內(nèi)壁錯邊量超過規(guī)定值或外壁錯邊量大于3mm時，應(yīng)進(jìn)行修整。如圖 2-63 所示。

不銹鋼焊管焊縫成型及缺陷形成原因

Tue, 14 Jun 2022 08:25:14 +0800

為了保證不銹鋼焊管焊縫的質(zhì)量及使用性能，對焊縫的成型有一定要求。如：焊縫的寬度B（b）（包括內(nèi)外焊縫的寬度）和焊縫的余高h(yuǎn)（包括內(nèi)外焊縫的余高）。焊縫坡口和焊縫形狀的各種尺寸如圖 4-53 所示。

焊縫截面積的大小直接影響著焊縫的機(jī)械性能、耐腐蝕性能和隨后的進(jìn)一步加工及使用，一般要求焊縫在滿足其他各項性能要求的情況下，焊縫截面積要求盡可能的小。

與不銹鋼焊管壁厚有關(guān)的內(nèi)焊縫寬度是保證焊管焊透及焊縫成型最有代表性的一個尺寸，因此，規(guī)定內(nèi)焊縫寬度的最佳范圍就顯得非常重要。內(nèi)焊縫寬度又與焊管壁厚、焊接方法（焊接電流、焊接速度等）和焊接過程有無焊縫擠壓等密切相關(guān)。所以，在連續(xù)焊管機(jī)組上的焊管，內(nèi)焊縫的寬度要比非連續(xù)機(jī)組窄得多。

當(dāng)內(nèi)焊縫出現(xiàn)寬度過窄或輕微的未熔透時，通常采用增加外焊縫寬度的方法來解決。要增加外焊縫寬度，要么降低焊接速度，要么加大焊接電流或提高電弧電壓。實(shí)踐證明，通過加濕內(nèi)保護(hù)氣體也可以增加內(nèi)焊縫寬度。

一、焊縫形狀尺寸與焊縫質(zhì)量的關(guān)系

圖5-54 是直縫焊管焊縫橫截面的形狀尺寸圖。焊管焊縫是對接接頭焊縫，對接接頭焊縫最重要的尺寸是焊縫厚度H,它直接影響到接頭的承載能力；另一重要尺寸是焊縫寬度B。B與H之比B/H)叫做焊縫的成型系數(shù)ψ。ψ的大小會影響到熔池中的氣體逸出的難易、熔池的結(jié)晶方向、焊縫中心偏析嚴(yán)重程度等。因此，焊縫成型系數(shù)的大小要受焊縫產(chǎn)生裂紋和氣孔的敏感性，即熔池冶金條件的制約。如埋弧焊焊縫的焊縫成型系數(shù)一般要求大于1.25。

焊縫的另一個尺寸是余高h(yuǎn)，余高可避免熔池金屬凝固收縮時形成缺陷，也可增大焊縫截面提高承受靜載荷能力。但余高過大將引起應(yīng)力集中或疲勞壽命的下降，因此要限制余高的尺寸。通常，對接接頭的余高h(yuǎn)=0~3mm或者余高系數(shù)（B/h)的疲勞壽命是主要問題時，焊后應(yīng)將余高去除。

焊縫的寬度、焊縫厚度和余高確定之后，焊縫橫截面的輪廓就基本確定了，但還不能完全精確地確定焊縫的橫截面面積。焊縫橫截面的精確尺寸，可由焊縫的宏觀檢驗來確定。

焊縫的熔合比γ是熔化的母材部分在焊縫金屬中所占的比例，用母材部分在焊縫橫截面面積中的比例表示：

y=Fm/(Fm+FH)

式中：Fm-母材金屬在焊縫橫截面中所占面積（m㎡);

FH-填充金屬在焊縫橫截面中所占面積（m㎡).

二、焊縫成型缺陷及缺陷形成的原因

常見的焊縫成型缺陷有未焊透、未熔臺、燒穿、咬邊和焊瘤等，關(guān)于這些缺陷的描述，請看表10-2~表10-7。形成這些缺陷的原因常常是由于坡口尺寸不合適、焊接工藝規(guī)范選擇不當(dāng)或焊絲未對準(zhǔn)焊縫中心等原因造成的。

1. 未焊透

熔焊時接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象叫未焊透（GB 6417-86中數(shù)字序號是402)。在單面焊和雙面焊時都可能產(chǎn)生這種缺陷。形成未焊透的主要原因是焊接電流小或焊速過高，或坡口尺寸不合適以及焊絲未對準(zhǔn)焊縫中心等。

2. 未熔合

熔焊時，焊縫金屬與母材之間或焊道與焊道之間未能完全熔化結(jié)合的部分叫未熔合。未熔合又可分為側(cè)壁未熔合（GB 6417-86 中數(shù)字序號是4011)、層間未熔合（4012)和根部未熔合（4013).熔池金屬在電弧力作用下被排向尾部而形成溝槽，當(dāng)電弧向前移動時，溝槽中又填以液態(tài)金屬，如果這時槽壁處的液態(tài)金屬層已經(jīng)凝固，填進(jìn)來的液態(tài)金屬的熱量又不足以使之再度熔化，則形成未熔合。在埋弧焊的情況下熔合區(qū)內(nèi)都會有渣流入。高速焊時為防止這種缺陷應(yīng)設(shè)法增大熔寬或者采用雙弧焊等。

3. 燒穿

熔焊時熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔的現(xiàn)象叫燒穿（GB 6417-86中數(shù)字序號是510).焊接電流過大、焊速過小或者坡口間隙尺寸過大等都可能形成這種缺陷。

4. 咬邊

在沿著焊趾的母材部位，燒熔形成凹陷或溝槽的現(xiàn)象叫咬邊。咬邊可能是連續(xù)的（GB 6417-86中數(shù)字序號是5011)或間斷的（5012)。大電流高速焊時可能產(chǎn)生這種缺陷。這種缺陷在焊對接接頭時如果操作不當(dāng)亦會產(chǎn)生。

5. 焊瘤

熔焊時熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化的母材上所形成的金屬瘤叫焊瘤（GB 6417-86中數(shù)字序號是506)。在焊瘤處有局部未熔合。焊瘤是由填充金屬過多引起的，這與間隙和坡口尺寸小、焊速低、電壓小或者焊絲伸出長度大等有關(guān)。

6. 未焊滿

由于填充金屬不足，在焊縫表面形成連續(xù)或斷續(xù)的溝槽叫做未焊滿（GB 6417-86中數(shù)字序號是511)。

7. 下塌

穿過焊縫根部塌落的過量金屬稱為下塌（GB 6417-86中數(shù)字序號是504)。

除了上述缺陷之外，還有背面縮溝、型面不良、超高、表面不規(guī)則、表面氣孔、根部氣孔、焊縫銜接不良以及電弧擦傷、飛濺等多種可出現(xiàn)的焊縫成型缺陷，它們大多是由于焊接工藝不當(dāng)造成的。因此，制定適宜的焊接工藝，精心操作可從根本上防止焊縫成型缺陷的產(chǎn)生。另外，在焊接過石，中出現(xiàn)某些工藝條件變化時，及時地采取應(yīng)變措施是非覺重要的。

三、焊縫成型的控制

要想得到良好的焊縫成型，必須從焊前的準(zhǔn)備工作著手，對下料、焊縫間隙、焊縫清理，點(diǎn)焊、引弧、焊接、收弧等一系列有關(guān)的工序。進(jìn)行全面控制。

1. 下料、清理和點(diǎn)焊

按材質(zhì)和產(chǎn)品的技術(shù)條件和工藝要求，進(jìn)行下料、清理、成型和點(diǎn)焊，請參考第三章。

2. 焊接

自動焊（TIG焊、TIG填絲焊、MIG焊、PAW焊、PAW 填絲焊、SAW焊等）主要是靠控制系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性來保證焊縫成型質(zhì)量的。另外，可采用功能完善的焊縫跟蹤裝置，以保持焊槍與焊口的對中性；還可采用焊接參數(shù)自動控制裝置，對焊接參數(shù)的變化自動進(jìn)行調(diào)整，以保持焊接過程的穩(wěn)定性。

不銹鋼焊接管適應(yīng)性的實(shí)際評估方法

Mon, 13 Jun 2022 09:20:42 +0800

評定不銹鋼焊接管原料及其焊接材料焊接適應(yīng)性的一種最簡便方法是：在要評定的不銹鋼板上，按照下面要求在鋼板上進(jìn)行焊接，焊后測量焊縫的寬度和焊縫的熔深，根據(jù)測得焊縫的寬度和焊縫的密深進(jìn)行評估，如圖3-1所示。

焊接和評估程序為：

1. 從供貨帶鋼或鋼板的端部取一塊試樣，先對被焊試樣進(jìn)行表面處理，但處理程度不得超過在以后加工生產(chǎn)過程中，將要對其處理的程度。要求其表面必須是無油污和其他雜質(zhì)，焊前要用溶劑，如丙酮、酒精等清洗。

2. 按下面要求進(jìn)行試焊接

焊接方法：TIG;單陰極；鎢極直徑：Φ2.4mm;無磁控；不添加焊絲；

保護(hù)氣體：Ar(95%)+H2(5%);

保護(hù)氣體噴嘴直徑：12mm;

鎢極伸出長度：5mm;

保護(hù)氣體流量：8L/min;

焊接電流：45A(當(dāng)試件為90mmx90mmx板厚）；

電弧電壓：12V(弧長5mm);

焊接速度：50mm/min.

3. 評估試樣的截取

采用磨削的方法，在與焊縫垂直、并有代表性的地方，截取試樣，測量試焊焊縫的寬度和深度。

4. 對焊接試驗進(jìn)行評價

寬度／深度＜3.5,表明焊接適應(yīng)性好，見圖3-1a;

寬度／深度3.5~4.5,表明焊接適應(yīng)性可以接受，見圖3-1b;

寬度／深度＞4.5,表明焊接適應(yīng)性不可接受，見圖3-1c、圖3-1d.

不銹鋼焊管電焊條選用原則及與法蘭管件對接位置固定方法

Sat, 11 Jun 2022 17:18:41 +0800

不銹鋼焊管所用的電焊條，應(yīng)根據(jù)所焊不銹鋼管的材質(zhì)進(jìn)行選擇。在確保焊接結(jié)構(gòu)安全、可靠的前提下，根據(jù)鋼材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、厚度、接頭形式、對焊縫的質(zhì)量要求、焊接的工藝性能及經(jīng)濟(jì)效益等擇優(yōu)進(jìn)行選用。表 2-20 ~ 表 2-22 列出了焊接材料的選用要點(diǎn)和焊接不同材料鋼管所用電焊條及焊條的烘干規(guī)范供參考。

①. 管道的轉(zhuǎn)動焊接

（管子水平放置）轉(zhuǎn)動焊接管道，不僅操作簡便，生產(chǎn)效率高，而且焊接質(zhì)量易于保證。所以在預(yù)制現(xiàn)場大量使用。

焊前按要求進(jìn)行對口及點(diǎn)固焊。不帶墊圈的管子轉(zhuǎn)動焊，為了使根部容易熔透，運(yùn)條范圍選擇在立焊部位（見圖 2-64）。操作手法采用直線或稍加擺動的小月牙形。如果對口間隙較大時，可采用滅弧方法焊接。

對于厚壁管子，為防止因轉(zhuǎn)動時振動而使焊口根部出現(xiàn)裂紋，并便于操作，在對口前，應(yīng)將管子放在平整的轉(zhuǎn)動臺或滾杠上。焊接時，最好每一焊段焊接兩層后轉(zhuǎn)動一次，同時點(diǎn)焊焊縫必須有足夠的強(qiáng)度；靠近焊口的兩個支點(diǎn)距離最好不大于管徑的1. 5～2倍（見圖 2-65）。

轉(zhuǎn)動焊的多層焊接，選擇在平焊部位（見圖 2-66），即焊條在垂直中心線兩邊15°～20°范圍內(nèi)運(yùn)條，而焊條與垂直中心成30°。采用月牙形手法，壓住電弧作橫向擺動，這樣可得到整齊美觀的焊縫。在無轉(zhuǎn)動臺的現(xiàn)場也可選在斜立部位進(jìn)行焊接。

②. 水平固定管的焊接

由于焊縫是環(huán)形的，在焊接過程中需要經(jīng)過仰焊、立焊、平焊等幾種位置，焊條角度變化很大，操作比較困難，所以應(yīng)注意每一環(huán)節(jié)的操作要領(lǐng)。通常不銹鋼焊管的直徑較小，人不能進(jìn)入，只能從單面進(jìn)行焊接容易出現(xiàn)根部缺陷，故對底層焊縫要求特別嚴(yán)格。

管子組對前，在坡口及附近20mm左右的區(qū)域，用角向磨光機(jī)打磨干凈，露出金屬光澤。組對時，管子軸線中心必須對正，內(nèi)外壁要平齊，避免產(chǎn)生錯口現(xiàn)象。焊接時，由于管子處于吊焊位置，一般先從底部起焊，考慮到焊縫的冷收圖多層焊的運(yùn)條位置縮不均，對大直徑管子，平焊位置的接口間隙應(yīng)大于仰焊位置間隙1.5～2.5mm。選擇接口間隙也與焊條有一定關(guān)系，當(dāng)使用酸性焊條時，接口上部間隙約等于所用焊條的直徑；如選用堿性焊條，接口間隙一般為1.5mm～2.5mm，這樣底層焊縫雙面成形良好。間隙過大，焊接時易燒穿，產(chǎn)生焊瘤,間隙過小，則不能焊透。

按要求定位焊好后開始焊接，焊接時，從管子底部的仰焊位置開始，分兩半施焊，先焊的一半稱前半部，后焊的一半稱后半部。兩半部焊接都按照仰立平的順序進(jìn)行。底層用直徑3.2mm的焊條，先在前半部的仰焊處坡口邊上用直擊法引弧，引燃后將電弧移至坡口間隙中，用長弧烤熱起焊處，經(jīng)2～3秒，坡口兩側(cè)接近熔化狀態(tài)，立即壓低電弧，當(dāng)坡口內(nèi)形成熔池，隨即抬起焊條，熔池溫度下降且變小，再壓低電弧往上頂，形成第二個熔池。如此反復(fù)，一直向前移動焊條。當(dāng)發(fā)現(xiàn)熔池溫度過高、熔化金屬有下淌趨勢時，應(yīng) 采取滅弧方法，待熔池稍變暗，再重新引弧，引弧部位應(yīng)在溶池稍前。

為了防止仰焊部位出現(xiàn)內(nèi)凹現(xiàn)象，除合理選擇坡口角度和焊接電流外，引弧要準(zhǔn)確和穩(wěn)定，滅弧動作要快，從下向上焊接保持短弧，電弧在坡口兩側(cè)停留時間不宜過長。操作位置在不斷變化，焊條角度必須相應(yīng)改變。到了平焊位置，易在背面產(chǎn)生焊瘤，電弧不能在熔池前多停留，焊條可作幅度不大的橫向擺動，這樣能使背面有較好的成形。

后半部的操作與前半部相似，但要完成兩處焊道接頭。其中仰焊接頭比平焊接頭難度更大，也是整個水平固定管焊接的關(guān)鍵。為便于接頭，前半部焊接時，仰焊起頭處和平焊收尾處，都應(yīng)超過管子垂直中心線5～15mm，在仰焊接頭時，要把起頭處焊縫用角向磨光機(jī)磨掉10mm左右，形成緩坡，焊接時先用長弧烤熱接頭部位，運(yùn)條至接頭中心時立即拉平焊條，壓住熔化金屬，切忌滅弧，并將焊條向上頂一下，以擊穿未熔化的根部，使接頭完全熔合。當(dāng)焊條至斜立焊位置時，要采用頂弧焊，即將焊條前傾，并稍有橫向擺動，如圖2-67所示。當(dāng)距接頭3～5mm即將封閉時，絕不可滅弧，此時應(yīng)把焊條向里壓一下，可聽到電弧擊穿根部的“噗噗”聲，焊條在接頭處來回擺動，使接頭充分熔合，然后填滿弧坑，把電弧引到焊縫的一側(cè)熄弧。

中間層與蓋面層也是從仰焊部位開始、平位終止。起頭處宜焊薄些，避免形成焊瘤。中間層焊肉不要凸出，蓋面時要掌握好高度，特另是仰焊部位不能超高，要與平、立焊縫高度和寬度一致。

③. 垂直固定管的焊接

焊接垂直固定管的操作位置如圖 2-68 所示。其坡口與組裝和固定管相同，打底焊時，先選定始焊處，用直擊法引弧，拉長電弧烤熱坡口，待坡口處接近熔化狀態(tài)，壓低電弧，形成熔池，隨后釆取直線或斜齒形運(yùn)條向前移動。運(yùn)條角度如圖2-68所示。換焊條時要快，當(dāng)焊縫尚未冷卻時，即再次引燃電弧，便于接頭。焊完一圈回到始焊處，聽到有擊穿聲后，焊條略加擺動，填滿弧坑后收弧。打底層焊道位置應(yīng)在坡口中略偏下，焊道上部不要有尖角，下部不能有黏合現(xiàn)象。中間層焊道可采用斜鋸齒形或斜圓圈形運(yùn)條。這種操作方法焊道少，出現(xiàn)缺陷機(jī)會少，生產(chǎn)效率高，焊波均勻但操作難度較大。如用多道焊，可略增大焊接電流，直線運(yùn)條，使焊道充分熔化，焊接速度不要太快，使焊道自下而上整齊而緊密地排列。焊條的垂直傾角隨焊道位置改變，下部傾角要大，上部傾角要小。焊接過程中要保持熔池清晰，當(dāng)熔渣與熔化金屬混淆不清時，可采用些，使焊道呈凸形，焊道間可不清除渣殼，以使溫度緩慢下降，焊道間易于熔合。最后一道焊條傾角要小，以消除咬邊現(xiàn)象。

④. 固定三通管的焊接

在管道施工中三通是常見的，而且大都處于固定位置焊接。按空間位置也可分為平位、立位、橫位和仰位四種形式。

a. 平位三通。

平位三通的焊縫實(shí)際上是坡立焊與斜橫焊位置的綜合，其焊接操作也與立焊、橫焊相似。一圈焊縫要分四段進(jìn)行，如圖2-69 所示。底層起頭在中心線前5～10mm處開始，運(yùn)條采用直線往復(fù)法，以保證根部焊透。同時注意不要咬邊。中間層可用多層多道焊，焊條角度隨焊縫位置變化而變換。用短弧焊，電流稍小些。兩側(cè)停留時間稍長，使焊縫成形平整，不產(chǎn)生咬邊。

b. 立位三通

立位三通分兩半焊接，從仰焊中心開始，逐步過渡到下坡立角焊→立焊→上坡立角焊，到平角焊結(jié)束。起頭、收尾及運(yùn)條方法、操作方法與平三通相似。

c. 橫位三通

橫位三通的焊接也分兩半進(jìn)行，從仰位中心開始，逐步過渡到上平焊中心結(jié)束。起始點(diǎn)處焊透較難，其操作方法與水平固定管相似，引弧時要拉長電弧，預(yù)熱3～5秒，然后壓低電弧，用擊穿法熔透根部，宜用直線往復(fù)法連續(xù)焊接。并注意掌握各部位焊縫寬度一致。

d. 仰位三通

仰位三通焊縫是仰角縫、坡仰縫和立縫、橫縫的綜合。要分四段進(jìn)行，從仰角處開始，操作與立位三通的下半部分相同。底層采用直線跳弧法運(yùn)條，中間和蓋面層采用鋸齒形運(yùn)條。在主管的中心部位較難焊透，應(yīng)特別注意內(nèi)壁根部的熔合。

60mm×5mm 304不銹鋼焊管手工電弧焊操作流程

Fri, 10 Jun 2022 13:32:59 +0800

60mm×5mm 304不銹鋼焊管手工電弧焊操作流程如下：

一、準(zhǔn)備工作

1．選用規(guī)格為60 mm×5 mm×150 mm機(jī)械加工30°V形坡口的304不銹鋼焊管兩段作為試件，坡口形式見圖。

2．試件清理：將管端坡口及20 mm以內(nèi)的內(nèi)外壁油污、鐵銹等清理干凈，使其呈現(xiàn)金屬光澤。

3．選用E4303焊條，規(guī)格為2.5 mm、3.2 mm，焊前150～250℃烘干，恒溫1～2h，放入150℃焊條保溫筒內(nèi)待用。采用直流或交流電源。

4．試件裝配和點(diǎn)固位置見圖，根部間隙為2～3 mm，點(diǎn)固焊焊條與正式焊接相同。

5．工藝參數(shù)：見表。

二、操作

1．根部焊道

a. 引弧: 焊接引弧應(yīng)在正仰焊位置，即超過時鐘6點(diǎn)鐘的位置5～10 mm處，焊接方向應(yīng)從正仰焊位置由下向上分左右兩半周進(jìn)行焊接操作。在正仰焊的定位焊處引燃電弧后，電弧稍作停頓，預(yù)熱1～2s，然后緩慢向前運(yùn)條，到達(dá)定位焊端部時，焊條上送，同時稍作擺動，此時焊條端部到達(dá)坡口底邊，幾乎使整個電弧在不銹鋼焊管內(nèi)燃燒。當(dāng)電弧擊穿不銹鋼焊管的背面，形成熔孔，電弧再作橫向鋸齒形連弧運(yùn)條。運(yùn)條幅度要非常小，速度較快，而且電弧要短。

b. 收弧: 收弧時焊條下壓后，慢慢向后方一側(cè)帶弧10mm左右，使熔池溫度緩慢冷卻，防止產(chǎn)生冷縮孔，同時帶出一個緩坡形，使收弧處焊縫金屬很薄，有利于接頭。

c. 接頭：先焊的半周甩出兩個頭，后半周焊接前，先用砂輪機(jī)磨出10mm的緩坡形，端頭越薄越好。后半周仰焊從斜坡后方5mm處引弧，引燃電弧后，將電弧帶至斜坡，作正常鋸齒形運(yùn)條，到斜坡前端時，上送焊條，按前半周方法進(jìn)行焊接。

2．填充焊道：填充焊道的焊接采用橫向鋸齒形運(yùn)條，兩側(cè)稍作停留，中間過渡稍快。焊條與不銹鋼焊管切線的前傾角比根部焊道焊接時大5。左右。前進(jìn)速度要均勻一致，使焊道高低平整，為蓋面層打下良好的基礎(chǔ)。填充焊道高度為：仰焊及平焊部位距母材表面0.5mm，立焊部位約1mm左右。

3．蓋面焊道：蓋面焊道焊接時，仍采用橫向鋸齒形擺動，擺動速度適當(dāng)加快，但前進(jìn)速度不變。兩邊稍作停留，以防止咬邊。擺動時以焊芯到達(dá)坡口為止，兩邊各熔化1～2 mm。

三、技術(shù)要求

1．焊縫表面應(yīng)是原始狀態(tài)，焊縫表面沒有加工或補(bǔ)焊。

2．焊縫表面不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔和焊瘤。

3．焊縫余高為0—3mm，焊縫寬約7—11 mm，焊縫平整、光滑、過渡圓滑。

4．焊縫咬邊深度≤0.5mm，焊縫兩側(cè)咬邊總長度≤18mm。

5．背面凹坑深度≤1.4mm，總長度≤18mm。

6．按GB3323-87標(biāo)準(zhǔn)探傷，Ⅱ級為合格。

7．按GB232-88標(biāo)準(zhǔn)做冷彎，90°為合格，面彎、背彎各1個試樣，兩個彎曲試樣的結(jié)果各自評定，均合格時為合格。兩個不銹鋼焊管試樣不合格時不允許復(fù)驗，為不合格，若只有1個不銹鋼焊管試樣不合格時，允許從原試件上另取1個試樣復(fù)驗，復(fù)驗合格才為合格。