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φ16×3 mm～φ12×2 mm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A级检修中，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φ14×3 mm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；氩弧焊枪选用QQ85°/160A-1，喷嘴口径8 mm，钨极选用Wce—20，φ1.6 mm，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，φ1.6 mm，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φ14×3 mm不锈钢管8节，长度100 mm。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10 mm，内壁5 mm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φ42 mm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5～8 mm，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1.5～2.0 mm；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，焊枪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。电弧熔化焊丝后焊枪向坡口下部边缘摆动，稍作停顿后，焊枪回到坡口上部边缘，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 mm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6～10 L/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3～6 mm，钨棒直径2.0～3 mm，钨棒伸出喷嘴的长度根据焊件尽可能短，一般为4～6 mm。

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3～6 mm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6～8 mm。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0.5 mm，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，焊枪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。电弧熔化焊丝后焊枪向坡口下部边缘摆动，稍作停顿后，焊枪回到坡口上部边缘，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φ16×3 mm、φ13×3 mm、φ12×2 mm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。

参考文献

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