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  • 氬弧焊在不銹鋼管道焊接中的應用

    不銹鋼管道對接焊中,現有方式是多是采用手工電弧焊,對焊工的操作技術要求高,其焊接質量在一定程度上取決于焊工的技術水平。在施工過程中發現手工電弧焊焊縫的質量合格率,特別是在X射線探傷的一次合格率偏低。造成探傷不合格的主要因素是焊縫的內部存在超標缺陷,主要為夾渣、氣孔及未熔合。由于手工電弧焊采用的焊接材料為電焊條,焊接過程中對熔池進行氣渣聯合保護,為了確保良好的背面成型效果,單位時間內輸入的焊接線能量較小,冷卻速度快,熔池冷卻時部分熔渣來不及溢出則會造成夾渣缺陷。不僅如此,由于沒有保護氣氛,手工電弧焊在不銹鋼管道焊接過程中常會產生氣孔、未焊透等缺陷,焊接熱影響大,接頭組織過熱嚴重。此外因管件焊縫相對彎曲,各部位焊縫焊接手法不一,易形成焊渣死角,導致不銹鋼管道內壁清渣困難,且當焊第二層焊縫時會造成層間夾渣或夾渣性未熔合。所以以手工電弧焊方式焊接的不銹鋼管道清潔度經常嚴重不合格,綜合效率低。

    一、原理概述

    (一)手工電弧焊基本原理手工電弧焊簡稱手弧焊,是以外部涂有涂料的焊條作電極與填充金屬,電弧是在焊條的端部和被焊工件表面之間燃燒,涂料在電弧熱作用下一方面可以產生氣體以保護電弧,另一方面可以產生熔渣覆蓋在熔池表面,防止熔化金屬與周圍氣體的相互作用。手工電弧焊效率低,浪費原材料,能量不集中。綜合成本高,操作技術復雜。手工電弧焊的主要缺陷包括氣孔、夾渣、非金屬夾渣物、熔合不良、未焊透、咬邊、裂紋、表面缺陷等。這些缺陷影響焊縫的有效面積,降低焊頭的力學性能,而且容易造成應力集中,在不銹鋼管道施工中產生裂紋,導致結構破壞,使焊接結構無法承受正常工作載荷。(二)氬弧焊基本原理氬弧焊又稱氬氣體保護焊,其原理是電弧在非熔化極(通常是鎢極)和工件之間燃燒,在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學反應的惰性氣體(常用氬氣),形成一個保護氣罩,使鎢極端頭,電弧和熔池及已處于高溫的金屬不與空氣接觸,能防止氧化和吸收有害氣體,從而形成致密的焊接接頭。氬弧焊的優點在于,能夠焊接除熔點非常低的鋁、錫之外的絕大多數金屬和合金。氬弧焊焊接時不產生焊渣,不會產生飛濺,焊縫成形美觀。而且氬弧焊電弧溫度高、熱出入小、速度快、熱影響面積小、焊接變形小,因此特別適合于薄板、超薄板材料的焊接。(三)手工電弧焊和氬弧焊效果對比手工電弧焊焊縫外觀不美觀,熱影響面積大,有明顯焊渣和氧化皮。

    二、氬弧焊技術應用實例

    在湖北航鵬化學動力科技有限責任公司某工程實施過程中,不銹鋼管道要求比較特殊,均采用一面焊接兩面成型,并且要求不銹鋼管道內壁光滑,不允許有夾渣、焊瘤、內陷等缺陷,內壁焊縫余高保證在1mm以內。由于不銹鋼管道直徑小、管壁薄,而不銹鋼管的導熱性差,非常容易把不銹鋼管道直接燒穿,手工電弧焊的傳統焊接方式無法滿足。經過技術商討,最終采用氬弧焊方式進行焊接,確保了不銹鋼管道焊接質量的一次成型,項目獲得客戶好評。

    三、分析與建議

    氬弧焊的焊接材料成本比手工電弧焊的焊接材料成本要高,所以表面看上去采用氬弧焊方式焊接不銹鋼管道會造成工程成本的提高,但實際上并不是如此。因氬弧焊的焊接質量高,可大幅度的提高施工效率,提升焊縫檢驗一次合格率,減少了X射線拍片次數及焊縫返修。采用氬弧焊所節省的各類成本,遠超焊接材料的成本,所以氬弧焊焊接技術應用于不銹鋼管道施工上,不但提高了施工質量,而且還帶來了較大的經濟效益。實踐證明,不銹鋼管道施工中采用氬弧焊焊接技術,較手工電弧焊顯示出極大的優越性:焊接質量穩定可靠,焊接速度快,減輕勞動強度,提高勞動效率,效果顯著。特別是大大提高了一次焊接合格率,是一種先進、實用的焊接工藝,可在不銹鋼管道焊接中廣泛采用。

    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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