薄壁不銹鋼管無填充焊接技術(shù)方案

薄壁不銹鋼管無填充焊接技術(shù)方案1)前言薄壁不銹鋼管在當(dāng)前安裝工程中得到了普遍運(yùn)用，其焊接質(zhì)量要求高。其焊接質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅體現(xiàn)了施工企業(yè)的焊接力量，而且直接影響了整個(gè)單位工程質(zhì)量的評(píng)優(yōu)。目前在多數(shù)安裝工程中對(duì)薄壁不銹鋼管焊接采用手工鎢極氬弧焊，此方法具有生產(chǎn)效率低下、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本較高、焊接質(zhì)量不易保證的特點(diǎn)。而采用全自動(dòng)氬弧焊技術(shù)對(duì)薄壁不銹鋼管進(jìn)行施焊是降低勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)接頭、保證焊接質(zhì)量的最佳方法，我公司通過幾年的焊接實(shí)踐，特編寫此工法。薄壁不銹鋼管無填充氬弧焊技術(shù)是我公司在不斷的施工過程中摸索開發(fā)出的一種新技術(shù)。它的原理是不需使用焊絲，利用母材的自熔焊接，直接利用焊槍引弧，單面焊雙面成型，成型外觀非常美觀。施工的關(guān)鍵是施工機(jī)具的選擇，焊接電流的選擇及對(duì)口方法。2)特點(diǎn)（1）焊接技術(shù)的先進(jìn)性：全自動(dòng)氬弧焊技術(shù)主要針對(duì)被焊管材規(guī)格編制出相應(yīng)的焊接程序，通過將程序輸入主機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過適當(dāng)?shù)脑嚭刚{(diào)整得到該規(guī)格管材的施焊程序。在實(shí)際焊接過程中，只需針對(duì)所焊管材的規(guī)格調(diào)出相應(yīng)的預(yù)存程序直接施焊即可保薄壁不銹鋼管獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。（2）焊接的高效、經(jīng)濟(jì)性：全自動(dòng)焊接由于其自動(dòng)化程度高，充分顯示出高速、高效的特點(diǎn)。同時(shí)由于其焊接速度的提高，大大減少了內(nèi)部充氬的時(shí)間，節(jié)省了氬氣的消耗量。（3）勞動(dòng)條件的優(yōu)越性：由于整個(gè)焊接過程都是機(jī)器自動(dòng)完成，操作員可遠(yuǎn)離焊接區(qū)，有效防止焊接弧光輻射、煙塵等焊接有害物對(duì)人體造成傷害。3)適用范圍本工法主要適運(yùn)于薄壁不銹鋼管氬弧焊焊接，焊接管徑在DN20mm-DN175mm，管壁σ≤3mm。對(duì)薄壁的有色金屬及其合金管材（如銅及銅合金）也可適用。4)焊接工藝原理（1）焊接工藝評(píng)定：對(duì)一種型號(hào)的管材，在運(yùn)用全自動(dòng)氬弧焊時(shí)，必須根據(jù)全自動(dòng)焊接的要求進(jìn)行程序編制，同時(shí)對(duì)編制好的焊接程序輸入設(shè)備主機(jī)后，要進(jìn)行焊接工藝的評(píng)定（WeldingProcessQuality），通過工藝評(píng)定來確定所編制的程序是否合理，確保正式施焊程序的可靠性，并進(jìn)行永外性保存。a.焊接工藝評(píng)定過程如下：擬定焊接工藝按擬定工藝做評(píng)定試驗(yàn)焊接工藝評(píng)定報(bào)告擬定焊接工藝按擬定工藝做評(píng)定試驗(yàn)焊接工藝評(píng)定報(bào)告是否合格制定焊接工藝修改擬定工藝A.焊接區(qū)域的確定：首先按管材對(duì)接焊縫環(huán)向定出各焊接區(qū)（包括各區(qū)的角度及所外位置）。B.焊接各區(qū)參數(shù)的確定①全自動(dòng)焊接各區(qū)參數(shù)確定了全自動(dòng)焊焊接程序的編制，在編制前，首先要知道管材的規(guī)格，按照公式I=δ×1000/定出第一焊接區(qū)的峰值電流，以后各區(qū)電流基本上按95%、94%、97%、93%的比例遞減。②焊接脈沖的選擇通常根據(jù)公式：PULSE=2δ/（秒）、基值電流為該區(qū)峰值電流通的40%-60%之間。通過對(duì)基值電流的確定來合理控制熱輸入。③焊速一般選擇500mm/min與700mm/min兩種，依管材直徑而定，大管取小，小管取大。通過合理的焊接速度的選擇來控制線能量。④氬氣流量選擇在15L/min至25L/min，起弧電流通常選擇較小，一般為第一區(qū)峰電流的1/5左右，且不超過20A。上升時(shí)間依第一區(qū)峰值電流而定，通常在5至10秒之間。如第一區(qū)峰值電流大，則起弧區(qū)上升時(shí)間稍取大些，以防止電流上升過快造成電弧不穩(wěn)。收弧時(shí)間起弧上升段時(shí)間略長一些即可。⑤為確保收弧處的焊接質(zhì)量，在熄弧后仍必需進(jìn)行持續(xù)送氣保護(hù)，送氣時(shí)間為5-7秒即可。⑥將以上所確定的數(shù)據(jù)形成的焊接原始程序通過設(shè)備表面輸入鍵輸入設(shè)備內(nèi)部，并按下Save鍵加以保存。程序設(shè)置最好可進(jìn)行試焊，做好焊接工藝試驗(yàn)（WPQ），通過焊接效果的具體情況，通過設(shè)備面板的ParameterSelect鍵和ProgramAdjust鍵進(jìn)行必要相修改，以確定最佳焊接參數(shù)值，保證最佳焊接效果，這里必須指出修改后的數(shù)據(jù)，必須按Save鍵加以保存，否則修改后數(shù)據(jù)無效。該同時(shí)提供了磁盤接口，當(dāng)機(jī)器內(nèi)設(shè)程序超過10個(gè)，可以使程序保存在磁盤上，這對(duì)于不同場合焊接相同規(guī)格的管道就顯得十分方便，操作人員只要根據(jù)現(xiàn)場的型號(hào)與尺寸，便可直接提取相應(yīng)的焊接程序，只要稍加調(diào)節(jié)便可作為施焊程序，這是手工鎢極氬弧焊無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。c.焊接程序的試驗(yàn)：對(duì)已編制出的焊接程序進(jìn)行試驗(yàn)，試件制作必須保證端口平整，無油污、毛刺等。對(duì)口間隙必須小于δ㎜(δ：壁厚)，對(duì)口錯(cuò)邊量必須小于㎜，將制作好的試件放入焊頭，調(diào)出已編制了的焊接程序直接進(jìn)行試焊。d.將焊完的試樣進(jìn)行外觀檢查及內(nèi)部無損探傷。外觀的尺寸滿足標(biāo)準(zhǔn)：a.表面凹陷不得大于δ㎜。b.咬邊應(yīng)≤δ㎜且≤㎜，且咬邊總長不超過10％的焊縫周長。余高≤1±，且最大為3㎜。內(nèi)部缺陷標(biāo)準(zhǔn)：符合GB3323的Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（2）點(diǎn)固焊參數(shù)選?。鹤鳛楣芸趯?duì)接點(diǎn)固焊所用焊接規(guī)范，電流值通常要比一般手工鎢極氬弧焊（TIG焊）小，不能焊透，電弧要盡量短。點(diǎn)焊焊縫長度不大于5㎜，而且在圓周上均勻分布3點(diǎn)即可。5)工藝流程及操作要點(diǎn)管材下料點(diǎn)固焊管材下料點(diǎn)固焊管材組對(duì)端口處理夾上焊頭焊后檢驗(yàn)開始焊接焊縫成形調(diào)出相應(yīng)程序調(diào)節(jié)鎢極（1）工藝流程（2）操作要領(lǐng)a.薄壁不銹鋼管切割用進(jìn)口的專用管道切割機(jī)進(jìn)行下料，確保端口質(zhì)量符合全自動(dòng)焊接所要求的標(biāo)準(zhǔn)。通常薄壁不銹鋼管對(duì)口間隙必須在㎜之內(nèi)。b.焊槍中，鎢極尺寸為㎜，鎢極端部離焊縫的長度在～㎜，鎢極通常選鈰鎢或釷鎢，以保證起弧的可靠性，也可采用進(jìn)口鎢極。對(duì)厚度為3㎜的不銹鋼管，為保證焊透，對(duì)口間隙為稍大一點(diǎn)，此時(shí)要適當(dāng)填充焊絲，焊絲直徑Φ＝1㎜，由機(jī)頭送絲機(jī)構(gòu)按設(shè)定的速度自動(dòng)送入焊縫。c.為保證焊縫的內(nèi)部質(zhì)量，管子內(nèi)部進(jìn)行充氬記，為使充氬時(shí)節(jié)約氬氣，我們采用了充氬機(jī)構(gòu)，使內(nèi)部氬氣只需在焊口周圍較小區(qū)域就可保證好的效果。d.焊完的焊縫應(yīng)進(jìn)行酸洗、鈍化，使焊縫得到與母材具有類似的光澤，同時(shí)，產(chǎn)生鈍化膜后，使焊縫處具備了抗氧化的能力。6)材料該技術(shù)對(duì)薄壁不銹鋼管進(jìn)行焊接時(shí)，除了主材薄壁不銹鋼管外，還需用到其它輔助材料，表3-4-1為材料一覽表。表3-4-1自動(dòng)氬弧焊輔助材料一覽表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1氬氣純度達(dá)%米3按實(shí)際焊接量2鎢極Φ㎜kg進(jìn)口釷鎢或鈰鎢3冷卻水純凈水kg18防止水路堵塞4酸洗液kg按實(shí)際焊接量5毛刷2寸把4涂酸洗液用6水砂紙0#張按實(shí)際需要配用7棉布kg5用來擦酸洗液8切割刀片69×16×2片按實(shí)際焊接量9防護(hù)眼鏡付按實(shí)際配用10防護(hù)手套付按實(shí)際配用11塑料軟管米20用于充氬12焊絲1㎜kg按焊接需要配用7)機(jī)具設(shè)備表3-4-2為全自動(dòng)氬弧焊焊接技術(shù)在焊接過程中所需的機(jī)具，用表格的方式說明其規(guī)格、型號(hào)等。表3-4-2全自動(dòng)氬弧焊機(jī)具一覽表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1全自動(dòng)氬弧焊機(jī)ORBITIG350臺(tái)12全位置焊接機(jī)頭HORBART臺(tái)13氬弧焊機(jī)190GTS臺(tái)1架空焊時(shí)點(diǎn)焊之用4管道切割器RA41臺(tái)1德國進(jìn)口保證切口平直5臺(tái)式微型砂輪機(jī)臺(tái)1用于鎢極研磨6氬氣表套27焊接平臺(tái)臺(tái)1用于管件8焊工面罩付1點(diǎn)焊用9充氬器套4按管徑配用8）勞動(dòng)組織與安全生產(chǎn)（1）勞動(dòng)組織在實(shí)施全自動(dòng)氬弧焊焊接過程中，為保證焊接有序地進(jìn)行，確保焊接質(zhì)量，提高工效，需要配備以下專業(yè)人員：管道工，要求熟悉施工圖紙，會(huì)操作切割管機(jī)，能夠精確地掌握下料尺寸，懂管道施工工藝的質(zhì)量要求和規(guī)范要求；電焊工受過專業(yè)培訓(xùn)，熟悉全自動(dòng)焊機(jī)性能，掌握操作要領(lǐng)，會(huì)研磨鎢極，熟悉普通焊材的化學(xué)成份，常用電流調(diào)節(jié)，焊接機(jī)頭與全自動(dòng)焊機(jī)主機(jī)的保養(yǎng)；焊接技術(shù)員，熟悉全自動(dòng)焊接工工藝流程與全自動(dòng)焊機(jī)性能，熟悉編程技術(shù)。表3-4-3為進(jìn)行全自動(dòng)氬弧焊時(shí)所需要配備相關(guān)人員一覽表。表3-4-3勞動(dòng)力配備表工種數(shù)量備注焊接技術(shù)員（編程員）1要求大專學(xué)歷管道工1高中以上焊工1高中以上（2）安全生產(chǎn)操作前，我們必須預(yù)先按照設(shè)備線路連接圖將各部件連接好，操作監(jiān)控人員在設(shè)備通電后，可操作盤面的試氣按鈕來檢查氣路和調(diào)節(jié)氣壓，撥開冷卻水管檢查水管是否通暢，以確保操作時(shí)安全生產(chǎn)。操作者在使用該設(shè)備之前，必須認(rèn)真閱讀該設(shè)備的安全操作規(guī)程，做好必要的防護(hù)措施，避免不必要的傷害或事故的發(fā)生。對(duì)進(jìn)行操作者進(jìn)培訓(xùn)，使其了解焊機(jī)的運(yùn)行機(jī)理，工作流程，并對(duì)全自動(dòng)氬弧焊工藝進(jìn)行闡述，最后與操作者簽定安全操作責(zé)任書，并在年終進(jìn)行考核評(píng)分，進(jìn)行必要的獎(jiǎng)勵(lì)。9）質(zhì)量要求（1）焊縫要求：達(dá)到GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》及GB3323《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》國家標(biāo)準(zhǔn)。（2）焊材要求：所用焊接材料必須有出廠合格證，嚴(yán)禁使用不合格品。使用時(shí)需對(duì)鎢極、焊絲除油、除銹、去除水份，氬氣純度達(dá)％，機(jī)內(nèi)循環(huán)冷卻水用純水。10）技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析這了更好的通過對(duì)同管徑、同規(guī)格不銹鋼管手工鎢極氬弧焊與全自動(dòng)氬弧焊的比較分析，表3-4-4為手工鎢極氬弧焊與全自動(dòng)氬弧焊對(duì)型號(hào)為Φ89*2㎜進(jìn)口不銹鋼管施焊效果對(duì)照表。從表3-4-4中便可清楚地看出，全自動(dòng)氬弧焊在焊接薄壁不銹鋼管時(shí)體現(xiàn)出手工鎢極氬弧焊無法比擬的優(yōu)越性，因而是一種應(yīng)用價(jià)值很高的新型焊接技術(shù)。表3-4-4手工鎢極氬弧焊與全自動(dòng)氬弧焊施焊效果對(duì)照表檢查項(xiàng)目手工鎢極氬弧焊全自動(dòng)氬弧焊焊縫外觀質(zhì)量焊紋較均勻，焊縫寬窄不一，收弧處成形不美觀。焊紋細(xì)膩致密，焊縫寬窄一致，收弧處吳尖錐狀，成形十分美觀。焊接電流焊接過程中電流不易控制，必須加絲填充焊方能保證單面焊雙面成形。焊接電流控制，無填充焊接便可保證單面焊雙面成形，從而形成優(yōu)質(zhì)焊接接頭。每個(gè)焊口充氬時(shí)間10分鐘4分鐘8小時(shí)焊口數(shù)量48（個(gè)）120（個(gè)）焊接過程不易起弧后連續(xù)焊完一條焊縫，不易保證上一次熄弧與下一次引弧結(jié)合處的焊縫內(nèi)部質(zhì)量，易出現(xiàn)焊接缺陷。起