不锈钢高压仪表取样小径管TIG焊接工艺的应用

摘 要：由于1Cr18Ni9Ti不锈钢高压仪表取样小径管,存在管径小,焊接操作不当易造成焊瘤和堵塞.通过改进传统焊接工艺,进行了科学试验和分析,提出了不制作钝边、不留间隙,打底层焊缝不填焊丝的焊接工艺措施.

关 键 词：不锈钢氩弧焊工艺分析

中图分类号：TG457.6文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0082-02

在电站锅炉高压给水（包括汽包、过热蒸汽减温水、高压旁路减温水）、EH油、顶轴油在在电站锅炉高压给水（包括汽包、过热蒸汽减温水、高压旁路减温水）、EH油、顶轴油取样管采用1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9无缝钢管,尤其在φ16×3mm～φ12×2mm取样管,由于管径小、管壁薄,又要承受高温高压介质输送.因此必须制定科学规范的焊接工艺,否则将危及机组的安全稳定运行.为此,为了保证焊接质量,对此类焊口的焊接工艺进行分析、试验及运用是十分必要的.

在我公司#7机组检修中,对热工DHS调速系统进行了技术改造,针对施工前期火焊焊接质量不良的现实,决定采用不留钝边、间隙,打底层焊缝不填焊丝的全氩弧焊接工艺施焊.

1问题的提出及分析

1Cr18Ni9Ti不锈钢仪表采样管由于横截面积小,管子细小且薄,越是难于焊接.其主要问题在于无论用什么方法焊接,最容易出现烧穿,产生焊瘤,堵塞管子内径,很难掌握焊缝熔透程度.

施焊时遇到焊接技术问题,焊接质量差,经过金属探伤发现所焊接的20个焊口无一合格,为此,经过分析焊接缺陷产生原因,通过多种焊接工艺方法对比,故决定以φ14×3mm管子,采用不制作钝边、不留间隙,打底层焊缝不填焊丝的TIG焊接工艺技术.

2焊接方法选用

（1）焊接设备：焊机选用ZX7―400IGBT,直流正接；氩弧焊选用85°/160A-1,喷嘴口径8mm,钨极选用Wce―20,φ1.6mm,钨极锥度30°.

（2）焊接材料：焊丝选用上海电力修造厂生产的TGS―308L,φ1.6mm,用砂纸将焊丝上油污打磨干净,露出金属光泽.

（3）坡口制备：准备φ14×3mm不锈钢管8节,长度100mm.开V型坡口,破口角度50°～60°,无钝边,管口齐平,距管坡口端外壁10mm,内壁5mm范围内的铁锈、油污用砂纸和锉刀打磨干净,直至露出金属光泽.

（4）焊前准备和要求.

①焊接特点：质量上要求焊透,耐压不漏不堵.经过反复试焊的焊接工艺参数见表一.经过反复试焊的焊接工艺参数见表一.

②试件组队,焊件用氩弧焊定位焊时,焊点和实际焊接焊缝标准一样；管径小于或等于φ42mm时,可定位焊一处,位置在管子顶部上中偏左位置.定位焊长度5～8mm,定位焊应保证质量,如有未熔合、未焊透、气孔等缺陷,应清除后重新定位焊.

③焊接要点,焊接操作由持有锅炉压力容器焊接操作合格证项目的高压焊工担任；不开坡口采用承插式接口,可一次焊接成型；注意接头质量,保证焊缝余高1.5～2.0mm；采用小规范焊接参数,在保证焊透和熔合良好的条件下,采用小电流、短电弧、窄焊道、快速焊的方法,控制好层间温度；焊后可采用强制冷却,水冷防止晶间腐蚀；不要在焊缝以外的地方引弧,地线要接好,以免损伤金属表面而使其耐腐蚀性下降.

在打底焊道上引弧后,焊在坡口边缘间上下摆动,当始焊部位的打底焊道和坡口边缘熔化形成熔池后,焊丝向坡口上部边缘填充.电弧熔化焊丝后焊向坡口下部边缘摆动,稍作停顿后,焊回到坡口上部边缘,依次循环.要求熔池形状和大小基本一致,焊道收尾时,头尾搭接10mm左右,然后用电流衰减法收弧.

④焊缝质量,氩弧焊施焊工作应在室内进行,并有适当的防风措施.通常情况下,氩气流量为6～10L/min,氩气流量太小时,电弧不能得到应有的保护,易产生气孔；太大时,会造成气流紊乱电弧不稳.钨极氩弧焊的钨棒直径可根据焊件的厚度来选择,焊件壁厚为3～6mm,钨棒直径2.0～3mm,钨棒伸出喷嘴的长度根据焊件尽可能短,一般为4～6mm.

焊接过程中,焊工应严格按工艺规范操作,注意观察熔池,保证熔透及单面焊双面成形.壁厚3～6mm的管子采用两层焊接,当焊接中断,再次起焊应与原焊缝重叠6～8mm.焊缝焊完后,焊工应检查焊缝外观质量,修磨表面缺陷,并按规定打上焊工钢印.

焊缝外观尺寸应符合设计图样和工艺文件的规定,焊缝高度不低于母材表面,焊缝与母材应圆滑过渡.焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔.管子焊缝咬边深度不超过0.5mm,管子焊缝两侧咬边总长度管对接水平固定对接焊接,从6点钟位置开始焊,焊至12点钟位置结束.在打底焊道上引弧后,焊在坡口边缘间上下摆动,当始焊部位的打底焊道和坡口边缘熔化形成熔池后,焊丝向坡口上部边缘填充.电弧熔化焊丝后焊向坡口下部边缘摆动,稍作停顿后,焊回到坡口上部边缘,依次循环.要求熔池形状和大小基本一致,焊道收尾时,头尾搭接10左右,然后用电流衰减法收弧.

焊缝处于仰焊位时前进的速度加快,下一个熔池落在前一个已凝固熔池的1/3处.立焊位时下一个熔池落在前一个已凝固熔池的1/2处.平焊位时下一个熔池落在前一个已凝固熔池的2/3处.否则容易出现满溢、焊缝上坡口咬边和焊缝余高不足.采用划擦法在坡口内侧引弧,从6点钟位置开始焊,焊接的实质是根据熔滴上的作用力原理,掌握熔池的结晶规律和凝固特点,达到熔合良好、焊缝尺寸符合要求,焊缝圆滑过度成型美观.

（5）实验结果.

通过制定科学规范的焊接工艺指导书,选择按照“考规”规定经相应试件考试合格优秀的焊工上岗焊接了4件试样,经焊缝外观评定、无损探伤、端口检查未发现超标缺陷.

3现场实际应用

2006年8月,在我公司#7机组大修中,对热工DHS调速系统改造中,我们采用了上述氩弧焊焊接工艺,在对φ16×3mm、φ13×3mm、φ12×2mm三种规格1Cr18Ni9Ti不锈钢高压取样管的焊接中,焊口一次合格率（见表2）高达98%以上,效果良好,成效显著.

4结语

综合分析不锈钢高压仪表取样小径管TIG焊接工艺,采用不留间隙、不开坡口、不留顿边、采用承插式接口新技术.该焊接技术达到耐压、不漏、不堵为设备自动化改造,热工仪表管的焊接提供了技术支持,焊接质量优良,提高了焊接效率.