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316L 不锈钢管道焊接工艺

发布时间:2020-04-011119 次浏览

1、焊接工艺
  (1)焊接方法:由于现场多数为不锈钢管道
 且大小不一,根据不锈钢的焊接特点,尽可能减小热输入量,故采用手工电弧焊、氩弧焊两种方法,d >Φ159 mm 的采用氩弧焊打底,手工电弧焊盖面。d ≦Φ159 mm 的全用氩弧焊。焊机采用手工电弧焊/氩弧焊两用的WS7 400 逆变式弧焊机。
  2)焊接材料:奥氏体不锈钢是特殊性能用钢,为满足接头具有相同的性能,应遵循“等成分”原则选择焊接材料,同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力,使接头中出现少量铁素体,选择HooCr19Ni12Mo2氩弧焊用焊丝,手弧焊用焊条CHSO22 作为填充材料,其成分见表1 和表2

          表1 焊丝HOOCr19Ni12Mo2化学成分(%

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

Mo

0.012

0.13

1.70

0.019

0.007

13.23

18.72

2.38

 表2 焊条CHS022化学成分(%

C

Cu

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

Mo

0.03

0.20

0.64

0.75

0.02

0.007

11.77

19.66

2.05

3)焊接参数。奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感,故采用小电流、快速焊,多层焊时要严格控制层间温度,使层间温度小于60 ℃ 。具体参数见表3

表3 焊接参数

接头形式

焊缝层次

焊接方法

焊接材料

焊接电流I/A

电弧电压U/V

焊接速度v/cm.min

牌号   直径d/mm

管对接

一层

手工钨极氩弧焊

HOOCr19Ni12Mo2

2.5

75-80

10-11

6-8

3.2

83-90

11-13

6-8

二层

手工钨极氩弧焊

HOOCr19Ni12Mo2

2.5

75-80

10-11

6-8

3.2

85-93

12-13

6-8

手工电弧焊

CHS022

2.5

80-85

25-26

9-12

(4 )坡口形式及装配定位焊。坡口形式采用V 形坡口,由于采用了较小的焊接电流,熔深小,因而坡口的钝边比碳钢小,约为0-0.5 mm,坡口角度比碳钢大,约为65°- 700°,其形式见图l

1 坡口形式
图片1.png

因不锈钢热膨胀系数较大,焊接时产生较大的焊接应力,要求采用严格的定位焊。对于d≦Φ89 mm 的管采用两点定位,d=Φ89-Φ219 mm采用三点定位,d219 mm 的采用四点定位;定位焊缝长度6-8 mm

5)焊接技术要求:
  ① 手工电弧焊时焊机采用直流反接,氩弧焊时采用直流正接;
  ② 焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮,并用丙酮清洗;焊条应在200-250 ℃ 烘干1h,随取随用;
  ③ 焊前将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净,并用丙酮清洗坡口两侧25 mm 范围;
  ④ 氩弧焊时,喷嘴直径Φ2 mm , 钨极为钵钨极,规格Φ2.5 mm
  ⑤ 氩弧焊焊接不锈钢时,背面必须充氩气保护,才能保证背面成形。采用在管道内局部充氩的方法,流量为5-14L/min,正面氩气流量为12 13L/min
  打底焊时焊缝厚度应尽量薄,与根部熔合良好,收弧时要成缓坡形,如有收弧缩孔,应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧,熄弧时应填满弧坑,防止弧坑裂纹。
  由于该不锈钢为奥氏体不锈钢,为防止碳化物析出敏化及晶间腐蚀,应严格控制层间温度和焊后冷却速度,要求焊接时层间温度控制在60℃ 以下,焊后必须立即水冷,同时采用分段焊接。具体分段方法见图2。这种对称分散的焊接顺序,即可增大接头的冷却速度,又可减小焊接应力。

2 不同管径分段焊接示意图

图片2.png

  2、结果

  ( 1 )外观检查无气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷,成形良好。
  ( 2 )对试件进行拉伸、弯曲试验,各项力学性能指标均满足要求,未发现未熔合和裂纹等缺陷。
  ( 3 )宏观金相检验,发现焊道熔合良好,熔深为1-1.5 mm 。微观金相检验,其母材及热影响区都是全奥氏体组织,焊缝金属为奥氏体十铁素体(4 % )组织,完全满足抗晶间腐蚀和抗脆化的要求,经煤化公司现场施工,
保证了焊接工程质量。

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