小直径不锈钢管焊接技巧与注意事项

某单位的1Cr18Ni9Ti不锈钢管道，规格为ϕ48mm×6mm，其内介质工作压力为29.4MPa，焊接质量要求高，焊接接头内不允许有焊瘤、凹陷及过烧现象，并进行100%X射线探伤（Ⅰ级）及严格的通球检验。

1Cr18Ni9Ti不锈钢虽具有较好的焊接性，但由于该管道直径较小，壁厚较大，施焊时如焊接工艺不当，极易在焊接接头内焊缝上出现过烧氧化、焊瘤、凹陷、晶间腐蚀等缺欠，使其力学性能显著下降，影响管道的正常使用，经试验决定采用钨极氩弧焊方法焊接。

1.焊前准备

1）为保证焊接质量，对坡口加工及管件的组对有严格要求，组对错边量应不大于0.5mm，坡口形式及尺寸如图10-1所示。

将坡口两侧各30mm范围内管的内外壁上的油污、脏物清理干净，并露出金属光泽。

图10-1 坡口形式及尺寸

2）采用ϕ2.5mm与ϕ3mm的H1Cr18Ni9Ti焊丝，使用前清理其表面的油污、脏物，并露出金属光泽。采用NSA4-300氩弧焊机，直流正接施焊；选用ϕ3mm的铈钨极，并将端头磨成尖锥状；氩气纯度不低于99.96%（体积分数）。

3）为防止不锈钢内焊缝过烧氧化，自制管内氩气保护装置，具体结构如图10-2所示。

图10-2 钢管内氩气保护装置

1—通氩气用钢管（ϕ20mm×3.5mm） 2—厚4mm橡胶板 3、4—厚1.5mm不锈钢板 5—焊件 6—通氩管表面钻孔

在施焊前，通氩管内充氩气时氩气流量为15～20L/min，正式焊接时氩气流量应减为5～6L/min。

2.焊接

1）定位焊3处，先定位2处，定位焊应焊透，焊缝长度不大于8mm，高度为管壁厚的一半，另一点为引弧起焊点，如图10-3所示。

2）焊缝为两层，即打底焊与盖面焊。打底焊时焊枪与工件的角度为65°～70°，焊丝与工件的角度为10°～15°，这样能减少工件的受热，减小电弧的吹力，防止管内焊缝余高过大，容易实现单面焊双面成形，并可使管内焊缝成形较为平坦。喷嘴与工件的距离应适当，若此距离过大，保护效果变差：过小则不但影响施焊，还会“打钨”（钨极碰工件），烧坏喷嘴，故喷嘴与工件的距离以10～12mm为宜，钨极伸出长度以3～5mm为好，焊接参数见表10-4。

图10-3 定位焊示意图

表10-4 焊接参数

注：钨极直径为3mm，喷嘴直径为10mm。

全位置焊操作由下向上分两个半圆进行，起焊点与终焊点（管周的一半按时钟6点钟处至12点钟处）均要搭接10mm，如图10-4所示。(www.xing528.com)

起焊时（6点钟处），应尽量往上压低电弧，焊丝要紧贴坡口根部，在坡口两侧熔合良好的情况下焊接速度尽量快些，以防止管子的仰焊部位焊接熔池温度过高，而使金属液下坠，形成内凹。

图10-4 全位置焊起焊点、 终焊点位置

采用间断送丝法施焊，焊丝在氩气保护范围内一退一进、一滴一滴地向熔池填送，焊枪稍有摆动，并随管的曲率而变化。打底焊缝应厚些，以免发生裂纹。当焊到11点至12点处焊缝将要碰头时，不宜再熄弧，焊枪应连续做划小圈运动，使接头区域得到充分熔化，熔孔逐渐缩小，并及时填充焊丝，连续焊超过12点10mm后熄弧，以防止产生焊瘤与缩孔。

施焊时要控制熔池的形状，并保持熔池的大小基本一致，穿透均匀，防止产生焊瘤、凹陷等缺欠，使管内焊缝成形美观，余高以0.5～1mm为宜。

3）盖面层焊接时焊枪与工件的夹角为70°～80°，焊丝与工件的夹角为10°～15°。采用摆动送丝法向上施焊，焊丝在一侧坡口上向熔池送一滴填充金属，然后移向另一侧坡口上向熔池又送一滴填充金属，焊枪随焊丝摆动向上移动，如图10-5所示。

熔池保持椭圆形为宜，这样易于控制熔池温度和形状，焊缝填充快，焊缝表面不易产生咬边、焊瘤等缺欠，且成形美观，圆滑过渡，余高以1.5～2mm为宜。

图10-5 盖面焊时焊枪、焊丝的运动

3.注意事项

1）焊接过程中（包括定位焊）应始终在管内充氩保护气氛中进行。

2）施焊时如发生钨极尖部磨损，应立即重新按要求磨尖后再继续施焊。

3）焊接中断或再引弧时，焊枪一定要提前放气和滞后停气，以保护焊缝不受有害气体的侵入，防止气孔的产生。

4）施焊中如发生“打钨”现象，应用砂轮将夹钨处清理干净后，方可继续施焊。

5）搭接线接触工件位置要适当、牢固，以防擦伤管件表面。焊接过程中缺欠产生的原因及防止措施见表10-5。

表10-5 氩弧焊焊接缺欠产生的原因及防止措施

（续）

4.焊后处理

管件焊接完毕24h后按规定做X射线检测和通球检查合格后进行焊缝抛光、酸洗、钝化处理。用上述工艺措施焊接小直径不锈钢管操作简单，容易掌握，焊接效率高，焊缝一次合格率为98.6%以上。