不銹鋼薄板容器的焊接方法

吳金艷　王曉香

摘要:對6～8mm薄板不銹鋼容器的焊接進(jìn)行了實(shí)踐,提出了“焊條電弧焊+埋弧自動焊”組合焊接法,解決了焊縫外觀成形較差、工作效率低、成本高、勞動強(qiáng)度大等缺點(diǎn),取得了良好的結(jié)果。

關(guān)鍵詞:不銹鋼薄板;焊條電弧焊;埋弧自動焊;組合焊接工藝

前言

隨著時代的發(fā)展,不銹鋼板材在化工領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,因不銹鋼具有優(yōu)良的焊接性,幾乎所有的熔焊方法都可以焊接。從實(shí)用和技術(shù)性能方面考慮,在不銹鋼薄板的焊接方法上應(yīng)用最廣泛的是焊條電弧焊。但是實(shí)踐證明,焊條電弧焊焊接有諸多缺點(diǎn),如易夾渣、對清根要求高、焊縫外觀成形較差、工作效率低、成本高、勞動強(qiáng)度大等。因此在保證焊接質(zhì)量的前提下,采用埋弧自動焊輕松地解決了該類缺點(diǎn)問題。但因埋弧自動焊熱輸入大,熔池高溫停留時間長,有促進(jìn)不銹鋼元素偏析和組織過熱傾向,容易導(dǎo)致焊接熱裂紋,同時焊接變形大。在綜合考慮焊條電弧焊及埋弧焊的特點(diǎn)后,對不銹鋼薄板(6～8mm)的焊接采用了“焊條電弧焊+埋弧自動焊”組合焊接工藝。

1焊接依據(jù)

1.1母材的焊接性分析

不銹鋼在任何溫度下焊接時不發(fā)生相變,焊接接頭在焊態(tài)下具有較好的塑性和韌性,因此不銹鋼具有優(yōu)良的焊接性,幾乎所有的熔焊方法都可以采用,故在不銹鋼的焊接上采用“焊條電弧焊+埋弧自動焊”是可行的。

1.2焊接工藝評定

黑龍江化工建總公司已具備不銹鋼焊條電弧焊及埋弧自動焊兩項(xiàng)合格的焊接工藝評定,故在不銹鋼的焊接上采用“焊條電弧焊+埋弧自動焊”組合焊法在技術(shù)上無障礙。

2 焊接工藝

2.1 坡口加工

為了控制焊縫金屬的成分,應(yīng)降低母材在焊縫中的比例;為減少熔合比,應(yīng)采用小坡口。

2.2焊材的選用

通常根據(jù)不銹鋼的材質(zhì)、工作條件(工作溫度、接觸介質(zhì))和焊接方法來選用焊接材料,原則上選用焊縫金屬的成分與母材相同或相近的焊接材料;因含碳量對不銹鋼的耐腐蝕性能影響很大,在選材時盡可能選含碳量低的焊材。同時為了保證與焊接工藝評定所用焊材一致,故焊條選用A132,焊絲為HOCr20Nil0Ti,焊劑為HJl07。需要說明的是,在焊劑的選用上HJ260也適用,但在實(shí)際的使用中經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),采用HJ260焊接時,焊道表面脫渣較困難,焊后需用砂輪修磨焊縫表面,直接影響焊縫外觀質(zhì)量。而HJl07在較高的電弧電壓下焊接時,熔深較淺,電弧穩(wěn)定,焊縫成形美觀,焊劑消耗量低,易脫渣。同時由于焊劑中含有較多的CaF2,又加入了冰晶石,抗氣孔和抗裂紋能力均有提高,因此綜合考慮優(yōu)先選擇HJl07作為焊劑。

2.3焊接工藝參數(shù)

因不銹鋼導(dǎo)熱性能差,過高的熱輸入會造成焊縫開裂,降低抗腐蝕性能,變形嚴(yán)重及接頭力學(xué)性能改變等缺陷,故一般焊接所需的熱輸入比碳鋼低20%一30%左右。坡口面焊兩層,因坡口較小,為保證能焊透,故先用φ3.2焊條打底焊一層,然后用φ4焊條蓋面,背面清根后用埋弧自動焊蓋面焊接。

2.4焊接過程中采取的措施

為了防止焊接過程中出現(xiàn)夾渣等缺陷,控制焊接變形,采取了以下措施:

2.4.1 焊前仔細(xì)地用鋼絲刷將坡口及其兩側(cè)20mm范圍內(nèi)打磨干凈,同時保持車間衛(wèi)生清潔。

2.4.2 定位焊長度50mm,間距200mm。

2.4.3 焊完每一層后要等10min,待焊縫冷卻后再清理焊道,準(zhǔn)備下一焊接。

2.4.4 清根前,在焊縫兩側(cè)200mm范圍內(nèi)涂白粉,以防止清根時的飛濺對表面造成點(diǎn)腐蝕。

2.4.5 清根后,用角磨機(jī)仔細(xì)地將坡口打磨干凈,至少保證自清根面打磨1mm以上深度,徹底消除滲碳層。

2.4.6 焊條電弧焊時盡量不做橫向擺動,為的是減少熔池?zé)崃?防止Cr等元素被燒損。

3 焊接結(jié)果

3.1 外觀檢查:焊縫成形較好,寬度均勻,色澤一致,表面無裂紋、氣孔、咬邊等缺陷。

3.2 無損檢測:20%RT檢測基本上都在II級以上。

3.3 焊接接頭力學(xué)性能:經(jīng)對產(chǎn)品焊接試板進(jìn)行理化檢測,抗拉強(qiáng)度及彎曲試驗(yàn)都符合要求,同時按GB4334.5-2000(不銹鋼硫酸一硫酸銅腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn),結(jié)果合格。綜上所述,焊接結(jié)果是合格的。

4 結(jié)論

4.1 對于6～8mm薄板不銹鋼的焊接,采用“焊條電弧焊+埋弧自動焊”組合焊接法是可行的。只要工藝合適,參數(shù)適當(dāng),焊接過程中采用相關(guān)措施,就能獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。

4.2 由于外層采用了埋弧自動焊,焊縫外觀得到了明顯的提高,同時大大提高了工作效率,降低了成本及勞動強(qiáng)度。

4.3 該組合焊接對今后6～8mm不銹鋼薄板容器的焊接具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。