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,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。但是實踐證明,焊條電弧焊焊接有諸多缺點,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,但在實際的使用中經(jīng)反復(fù)試驗,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)度及彎曲試驗都符合要求,同時按GB4334.5-2000(不銹鋼硫酸一硫酸銅腐蝕試驗方法》進(jìn)行晶間腐蝕試驗,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際的指導(dǎo)意義。