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  • 奧氏體304不銹鋼儲罐熔化極氣體保護焊

    奧氏體304不銹鋼及奧氏體+鐵素的雙相不銹鋼材料在化工、石化工程中應用十分廣泛。大多使用在儲運容器、反應器、換熱器、塔器等化工石化設備裝置上。通常其施焊工藝多以手工焊條電弧焊為主,不銹鋼電焊條用量很大。我們知道手工焊具有熔敷效率低,藥皮、焊條頭浪費大,以及焊縫接頭多,收弧弧坑偏析,易發生火口裂紋等一系列焊接缺陷。

    某化工機械公司焊接多臺直徑Φ2800mm,長度12000mm,板厚δ=1214mm的臥式儲罐?v縫及環縫采用熔化極氣體保護全自動焊工藝,人孔、接管、支座加強板采用熔化極氣體保護半自動焊工藝。由于采用4045°小截面坡口角度,焊縫截面積減小30%38%,節省1/3的填充金屬量,避免了藥皮、焊條頭的浪費;焊材熔化系數高,焊接速度快,省去了清渣及清根的輔助工時,提高工效3;且焊縫成型好,接頭少,內外質量高,一次探傷合格率100%。質量和效率均高于焊條電弧焊,取得顯著的經濟效益。

    1工藝特性分析

    (1)奧氏體304不銹鋼對熱輸入敏感性較強,450850℃敏化溫度區內停留時間稍長,焊縫及熱影響區的耐腐蝕性能就會嚴重下降。當焊接保護不良,高溫氧化嚴重時,焊縫及近縫區表面就會出現黑灰色的氧化層。提高焊接速度,減少焊接線能量;加強焊縫及熱影響區的保護,MIG焊工藝的基本思路。

    (2)焊縫的結晶偏析物較多,在熱應力的作用下,容易產生結晶裂紋(熱裂紋)。線膨脹系數比低碳鋼約大50%,易于產生較大的焊接變形。采用熔化極氣體保護焊設備,利用實芯焊絲的惰性氣體保護焊(MIG)工藝由于焊接速度快,焊接線能量低,熱裂紋傾向小,焊接變形小。

    (3)保護氣體:用純氬氣保護時熔池表面張力較大,焊縫成形較差,余高稍高。加入2%氧氣后增加了熔池的潤濕性,焊縫成形平整美觀。所以保護氣體采用氬氣98%+氧氣2%(即氬氣流量24.5L/min,氧氣流量0.5L/min用配比器混合或用三通管混合)。

    (4)在上述氣體保護下,Φ1.2實芯不銹鋼焊絲,利用脈沖MIG,焊接電流大于80A,即可形成射流過渡實現無飛濺焊接。如果在無脈沖MIG焊時,焊接電流小于250A,熔滴處于短路過渡或大滴過渡狀態,伴有微量飛濺或大滴飛淺污染近縫區。只有當臨界電流大于250A時才能實現射流過渡狀態。所以為了減少平均熱輸入量,實現無飛淺的射流過渡,選用脈沖MIG焊為最佳工藝方案。

    (5)焊機選用唐山松下YM-500AG1HGE微電腦控制的逆變脈沖MIG/MAG焊機。脈沖電流、基值電流、脈沖上升時間、下降時間及脈沖頻率等焊接參數由微電腦自行設定。Φ1.2焊絲,脈沖電流300500A,一個脈沖過渡一個熔滴,其熔滴過渡電流超過臨界電流值,始終處于射流狀態,能夠滿足δ=250mm不同板厚的平焊、立焊(立向下焊),角焊等工藝規范要求。

    2焊接工藝

    (1)筒體及封頭焊前機械加工坡口,切削單邊坡口2022°,鈍邊12 mm,組對間隙22.5mm,對接頭打底焊道基本達到單面焊雙面成形。焊搶及送絲機固定在行走小車上焊接縱焊縫;筒體在滾輪架上均勻轉動,焊槍固定在平臺托架上焊接環焊縫,最后一條環縫背面封底焊采用焊條電弧焊。

    (2)小車行走時(焊縱縫)或筒體滾動時(焊環縫),在焊槍后面設置冷卻裝置(吸水海棉),隨焊隨冷,快速冷卻焊縫及熱影響區,減少450850℃敏化溫度區內停留時間,提高焊縫的耐蝕性能。

    (3)焊接工藝規范參數:V型坡口對焊接縫,正面多層多道焊,背面封底焊。焊接電流I=180220A,電弧電壓U=1922V,焊接速度6090cm/min,焊絲干伸長度L=1015mm,左向焊法(即前進法,由右向左焊),焊槍行走角度8085°,工作角90°,氣體流量Ar=24.5L/min,O2=0.5L/min。

    (4)打底層焊道以焊透為基準,調定焊接電流和焊接速度處于最佳配合參數。通過試驗,如背面未焊透,可適當加大焊接電流或降低焊接速度。背面均勻焊透,免去了背面清根的工藝要求(304不銹鋼清根工藝難度較大,打磨量大,效率低,質量難于保證,并容易污染容器內表面,造成耐蝕性能下降)。容器內焊縫最后焊,焊后焊縫內外表面經鈍化處理。

    (5)選擇實芯不銹鋼焊絲時,其化學成分與母材的化學成份相同或相似。如0Cr18Ni19應選用H0Cr21Ni10(308焊絲),00Cr18Ni12Mo2Ti應選用H00Cr19NiMo2(316L焊絲)。

    (6)奧氏體304不銹鋼三類容器的焊接,應選用藥芯不銹鋼焊絲(E308T1-1),CO2氣體保護焊,氣渣聯合保護,焊縫表面呈銀白色,綜合機械性能及耐蝕能優良。藥芯焊絲配用無脈沖的YM-500RF2HGE微電腦控制逆變MA G/CO2焊機,工藝性能優良穩定,熔滴渣壁過渡平穩,無飛濺。

    3小結

    (1)奧氏體304不銹鋼容器的焊接用熔化極氣體保護焊替代焊條電弧焊效率高,質量好,成本低,容易實現自動化和半自動化焊接。實芯焊絲配用98%Ar+2%O2混合氣,焊縫成形好,平整美觀,內外質量高,提高工效3倍。

    (2)脈沖MIG焊在小電流時(I≥80A)也能實現熔滴射流過渡,無飛濺焊接,焊縫及近縫區無污染。打底焊道單面焊雙面成形,免去背面清根工藝,降低成本,提高了經濟效益。

    文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|不銹鋼換熱管

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