实验用钢管材料和焊接方法

1、1 实验用钢管材料和焊接方法 实验材料为长城特钢1Cr18Ni9Ti143mm不锈钢管，钢管化学成分见表1 表1 1Cr18Ni9Ti143mm不锈钢管化学成分（%）CSiMnSPCrNi0.151.002.000.0300.03517.0019.008.0010.00 焊材选用与母材化学成分和力学性能相同或相近的焊丝 2 焊接工艺及方法 焊接方法：采用TIG焊接方法 2.1 焊前准备 焊接前用机械方法加工坡口，并用专用砂轮片对坡口面的毛刺进行清理，然后接着用丙酮或其他有机溶剂清除坡口面及近表面的油污等。 2.2 焊接设备、保护气的选用及要求 2.2.1 焊接设备 选用WS5400系列直流氩弧

2、焊机，要求焊机具有高频或高压引弧功能，提前供气和滞后停气功能要人为可调；具备电流缓升和缓降调节功能，并且调节灵活。要求设备防护等级达到IP23，以适应野外施工要求。 2.2.2 氩气纯度要求 要求焊接用氩气纯度达到99.99%，并且合符相关标准要求。 3 焊接接头坡口形式及层道设计（见图1）图1 接头坡口形势及层道设计（单位：mm） 3.1 钨极牌号、直径及端部形状要求（见图2） 钨极牌号要求尽可能采用wce-20直径20mm的铈钨电极。因为该电极具有电子发射能力强，电弧热量集中，基本无放射。图2 钨极端部形状(单位mm) 3.2 焊接工艺参数序号焊道名焊材牌号焊材规格（mm）电源极性焊接电流

3、(A)电弧电压(v)保护气流量(L/min)层间温度焊接速度（cm/min）1跟焊E1-13-23-151.5DCEN50909164-6(3-4)N/A4142盖面焊E1-13-23-152.0DCEN50909164-6(3-4)100414注 1 DCEN表示电极接电源负极 2 括号内数字为背面保护气流量 3 N/A表示不要求 3.2.1定位焊接及质量要求 由于定位焊是正式焊缝的一部分，因此必须保证定位焊缝的质量，当发现定位焊缝上有裂纹、气孔或保护不良等焊接缺陷时，应将该段定位焊缝打磨掉，不允许用重熔的办法修补。对于143mm小管而言定位焊缝一处，以长度5mm厚度2mm左右为宜。 3.2

4、.2根焊焊接 根部焊接时通常采用高频或高压引弧，引弧前应将焊接接头处的空气彻底排除，由于管径较小，提前送气时间应尽可能长或者用滞后送气来排除焊接区的空气。焊接时可采用滴渡的送丝方式，即加一滴铁水焊枪就向前推进一步的方式，用此方法将整个根焊焊完。值得注意的是在根焊焊接过程，必需注意加强对背面焊缝的保护，以防止背面焊道氧化，并且不可以采用母材自熔的方式进行根焊焊接，因为这样往往易导致根部焊缝强度不够而开裂。 盖面层焊接送丝方式与跟焊基本相同，由于管径较小，在盖面焊接时要严格控制焊接线能量，以避免焊漏从而导致管内堵塞，最终导致返工。（根焊及盖面焊接时各部位焊枪与焊丝以及焊丝与管件的角度见图3）图3

5、各部位焊枪与焊丝及焊丝与管件的夹角角度 3.2.3 焊接质量控制 根焊质量的控制：为获得高质量的根焊焊缝，除加强对背面焊道的保护外，根焊时尽可能一口气焊完半圈，中途尽量不要有接头，如果不可避免的要停下接头时，要注意接头处要有斜坡，不要有死角，引弧位置要在弧坑后面一定距离，重叠处不加或少加焊丝，熔池要贯穿到接头根部，以确保该处焊透。要严格控制焊丝的添加量，以防止背面焊缝过高。 盖面焊质量控制：在确保根焊质量的前提下进行盖面层焊接，在盖面层焊接时，为保证一定焊缝宽度，焊枪可做适当的横向摆动，但要注意摆动的幅度和频率不能太快，以不破坏熔池的保护效果为原则，同时在盖面焊接时要注意不得将根焊道烧穿，如遇

6、熔池体积突然增大或焊缝下凹，此时表明熔池温度已经很高，就要立即停止焊接，待温度稍降一点再进行剩余部分焊接。必要时应将该焊缝切除。 3.3 操作注意事项 3.3.1 根焊时一定要充分排除焊接区域的空气，在即将封头（即根焊即将结束）时管内应进行放气（保护气），以避免背面保护气流冲击熔池而导致根焊失败。 3.3.2 在盖面焊完成后才可以停止对背面的保护，以防止背面焊缝氧化。 3.3.3 保持正确的持枪姿势，随着焊接位置的不断变化，要随时调整焊枪与焊丝的角度和喷嘴高度。 3.3.4 焊后焊缝表面颜色以金黄色或银白色为最佳，在焊接过程重要注意观察焊缝表面颜色，当发现焊缝表面颜色发黑或发蓝时说明保护效果较

7、差，必须将该段焊缝打磨掉重新进行焊接。 3.3.5 送丝要匀，不能在氩气保护区搅动以避免空气的卷入，同时焊丝端部不能离开氩气保护区，以防止焊丝端部氧化。 3.3.6 焊接过程中如遇到焊丝与钨极或钨极与工件接触，为避免焊缝产生夹钨缺陷，此时应立即停止焊接，将钨极氧化部分以及焊缝触钨部分磨去以后再进行焊接。 3.3.7 在层间及焊后清理时，为避免铁离子污染焊道，应尽可能用铜丝刷或不锈钢丝刷进行焊道清理。 四 机械性能试验结果 4.1拉伸试验及结果试样编号屈服强度Rel（MPa）抗拉强度Rm（MPa）拉断位置试验标准113-1-1未见明显屈服640距焊缝溶合线100mmGB/T228-2002 4.2断口检验及结果试样编号113-1-4113-1-5113-1-6评定标准断面缺陷未见未见未见SY/T 0452-2002检验结果合格合格合格 通过以上试验数据可以看出，用该方法焊接的接头能够满足石油施工相关技术标准。 结论 通过以上焊接工艺及方法，在四川油建电器仪表安装公司推广使用，经过回