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(jìn)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(jìn)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(hù)，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(jī)，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(jī)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(jī)。

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(jìn)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(jìn)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(jìn)行焊接。全位置焊時，在仰焊位置縫隙中心起弧（如圖5)，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(jìn)行母材自熔焊接?；￠L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(jìn)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(qiáng)到弱遂步停止電弧,同時使保護(hù)氬氣得到延時保護(hù)，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(jìn)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(jì)效益。