316L薄壁不銹鋼管道TIG+MAG焊接工藝

　　316L薄壁不銹鋼管道TIG+MAG焊接工藝，與全氬焊和氬電聯焊相比，TIG+MAG焊的生產效率大大提高，焊接質量有所提高。該項技術已在電廠管道焊接中得到應用。

　　0Cr18Ni9不銹鋼φ530mm×11mm大管水平固定全位置對接接頭主要用于電廠潤滑油管道中，焊接難度較高,對焊接接頭質量要求較高，內表面要求成形良好，凸起適中，焊后要求PT、RT檢驗。以往均采用TIG焊或手工電弧焊，前者效率低、成本高，后者質量難以保證且效率低。為既保證質量又提高效率，采用TIG內、外填絲法焊底層，MAG焊填充及蓋面層，使質量、效率都得到保證。

　　0Cr18Ni9不銹鋼熱膨脹率、導電率均與碳鋼及低合金鋼差別較大，且熔池流動性差，成形較差，特別在全位置焊接時更突出。在MAG焊過程中,焊絲伸出長度必須小于10mm，焊槍擺動幅度、頻率、速度及邊緣停留時間配合適當，動作協調一致，隨時調整焊槍角度，使焊縫表面邊緣熔合整齊,成形美觀，以保證填充及蓋面層質量。

　　焊接方法及焊前準備

　　材質為0Cr18Ni9，管件規格為φ530mm×11mm，采用手工鎢極氬弧焊打底，混合氣體（CO2+Ar）保護焊填充及蓋面焊，立向上的水平固定全位置焊接。

　　1.清理油、銹等污物，將坡口面及周圍10mm內修磨出金屬光澤。

　　2.檢查水、電、氣路是否暢通，設備及附件應狀態良好。

　　3.按尺寸進行裝配，定位焊采用肋板固定（2點、7點、11點為定位塊固定），也可采用坡口內點固，但必須注意定位焊質量。

　　4.管內充氬氣保護。

　　5.管子裝配定位圖見附圖。

　　TIG焊工藝

　　采用φ2.5mm的Wce-20鎢極，鎢極伸出長度4~6mm，不預熱，噴嘴直徑12mm，其它參數見表1。

　　操作方法

　　1.316L薄壁不銹鋼管對接水平固定焊縫是全位置焊接。因此焊接難度較大，為防止仰焊內部焊縫內凹，打底層采用仰焊部位（六點兩側各60°）內填絲，立、平焊部位外填絲法進行施焊。

　　2.引弧前應先在管內充氬氣將管內空氣置換干凈后再進行焊接，焊接過程中焊絲不能與鎢極接觸或直接深入電弧的弧柱區，否則造成焊縫夾鎢和破壞電弧穩定，焊絲端部不得抽離保護區，以避免氧化，影響質量。

　　3.由過6點5mm處起焊，無論什么位置的焊接，鎢極都要垂直于管子的軸心，這樣能更好地控制熔池的大小，而且可使噴嘴均勻地保護熔池不被氧化。

　　4.焊接時鎢極端部離焊件距離2mm左右，焊絲要順著坡口沿著管子的切點送到熔池的前端，利用熔池的高溫將焊絲熔化。電弧引燃后，在坡口一端預熱，待金屬熔化后立即送第一滴焊絲熔化金屬，然后電弧擺到坡口另一端，給送第二滴焊絲熔化金屬，使二滴鐵水連接形成焊縫的根基，然后電弧作橫向擺動，兩邊稍作停留，焊絲均勻地、斷續地送進熔池向前施焊。

　　5.在填絲過程中勿擾亂氬氣氣流,停弧時注意氬氣保護熔池，防止焊縫氧化。焊后半圈時，電弧熔化前半圈仰焊部位，待出現熔孔時給送焊絲，前兩滴可以多給點焊絲，避免接頭內凹，然后按正常焊接。

　　6.12點收尾處打磨成斜坡狀，焊至斜坡時，暫停給絲，用電弧把斜坡處熔化成熔孔，最后收口。注意焊到后半圈剩一小半時應減小內部保護氣體流量到3L/min，以防止氣壓過大而使焊縫內凹。

　　常見缺陷產生的原因及預防措施

　　1.未焊透：焊接電流小、根部間隙小、焊接速度過快、焊槍角度不正常等均易產生未焊透的缺陷。根部間隙一定不能小于3.5mm，合適的焊接電流和正確調整焊槍角度就可避免產生未焊透現象。

　　2.氧化嚴重：打底焊時，管內充壓裝置未能起到良好的保護作用，焊縫背面會氧化；焊接過程中對熔池及焊絲端頭保護不良，或焊絲表面有氧化雜質也會氧化嚴重。充氧裝置盡可能與管子對嚴，不能留有間隙，管子的間隙用耐高溫錫油紙貼上，避免焊縫氧化。

　　3.夾渣、夾鎢：焊接過程中，若焊絲端頭在高溫過程中脫離了氬氣保護區，在空氣中被氧化，當再次焊接時被氧化的焊絲端頭未清理，又送入熔池中，在斷口試驗中判為夾渣；若鎢極長度伸出量過大，焊槍動作不穩定，鎢極與焊絲或鎢極與熔池相碰后,又未終止焊接，從而造成夾鎢。因管子是圓的，焊槍、送絲角度要隨時變化，所以手法一定要穩、準，才能避免夾渣、夾鎢的現象。

　　4.內凹：裝配間隙小，焊接過程中焊槍擺動幅度大，致使電弧熱量不能集中于根部，產生了背面焊縫低于試件表面的內凹現象。電弧熱量盡量集中于根部，仰焊部位多給點焊絲可避免內凹。

　　MAG焊工藝

　　噴嘴直徑20mm，噴嘴至試件距離6~8mm，層間溫度≤150℃。焊縫厚度11mm，其它工藝參數見表2。

　　采用混合比（體積）為Ar80%+CO220%的保護氣體，既能使Ar弧電弧穩定、飛濺小、容易獲得軸向噴射過渡的優點，電弧又具有一定氧化性，克服了全部氬氣焊接時表面張力大、液體金屬粘稠、陰極斑點易飄移等問題,同時對焊縫蘑菇形熔深有所改善。

　　操作方法

　　1.焊前注意噴嘴、導電嘴是否清理干凈，氣體流量的大小是否合適，清理打底層表面，控制層間溫度。

　　2.因填充、蓋面層用氣體保護焊,焊絲伸出長度的長短對焊接過程的穩定性影響較大，焊絲伸出長度過長，焊絲電阻值增大，焊絲過熱而成段熔化，結果焊接過程不穩定，金屬飛濺嚴重，焊縫成形不良，對熔池的保護不好；焊絲伸出長度過短，則焊接電流增大，噴嘴與工件的距離縮短，焊接視線不清，焊道成形不良，同時若焊絲伸出長度過短，還會使噴嘴過熱,造成飛濺物粘住或堵塞噴嘴，從而影響氣體流量。

　　3.焊接時，焊槍角度要與管子軸線垂直，因為管子是圓的，所以焊槍角度要隨時變化，這樣才能保證焊縫質量，避免焊縫產生氣孔、夾渣等現象。焊接時采用小月牙形擺動，兩側稍作停留穩弧，中間速度稍快，這樣可以避免焊出的焊縫凸起、不平整；上、下接頭都要越過中心線5~10mm，后半圈填充、蓋面仰焊接頭時，可把前半圈引弧焊接位置磨一個緩坡，使后半圈接頭時不致于產生缺陷；填充時，要注意坡口邊緣不要被電弧擦傷,以備蓋面層焊接。蓋面時，應在坡口邊緣稍作停頓，以保證熔池與坡口更好地熔合，焊接過程中，焊槍的擺動幅度和頻率要相適應，以保證蓋面層焊縫表面尺寸和邊緣熔合整齊。

　　常見缺陷產生的原因及預防措施

　　1氧化：MAG線能量較大，層溫較高，或焊絲表面有氧化雜質，都會導致氧化。焊前清理干凈，控制層溫和用較小的線能量都可避免氧化。

　　2夾渣：焊槍角度不正確，或兩邊停留時間不夠，均容易產生夾渣。

　　結束語

　　1.采用TIG焊進行底層焊接，具有電弧穩定、控制性好、質量優等特點。

　　2.采用活性混合氣體保護MAG焊進行全位置填充及蓋面層焊接，能提高熔滴過渡的穩定性，穩定陰極斑點，增大電弧的熱功率。

　　3.采用TIG+MAG焊接工藝獲得了良好的接頭外觀成形和內在質量。

　　類似工藝已在工程中應用，其效果良好，這一高質量及高效率相結合的工藝值得在316L不銹鋼水管對接中推廣使用。

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