奧氏體不銹鋼管道的焊接及焊后熱處理探討

陳強

【摘 要】隨著奧氏體不銹鋼管道在各個領域內的大量應用，有關奧氏體不銹鋼管道的焊接技術以及焊接后熱處的影響，越來越受到管道工程施工人員的關注，特別是由于于焊接方法或焊接工藝不當而引起不銹鋼管嚴重銹蝕的現象，己成為不銹鋼管工程中突出的質量問題。為此，本文首先就奧氏體不銹鋼的焊接工藝進行分析，之后對焊后熱處理進行了探討，以及如何施工焊接確保質量作一簡要論述。

【關健詞】奧氏體不銹鋼 焊接工藝 熱處理

1奧氏體不銹鋼管道的焊接工藝

1.1焊接施工程序

圖1 焊接施工程序

1.2對口質量要求

內壁齊平，如有錯口，其錯口值應符合下列要求：

對接單面焊的局部錯口值不應超過壁厚的10%，且不大于1mm。

對口應將焊口表面及面側15mm母材內，外壁的油、漆、垢、及氧化層等清理干凈，直至露出金屬光澤，并對坡口表面進行檢查，不得有裂紋、重皮、毛刺及坡口損傷等缺陷。若設計有要求時，還應對坡口表面進行滲透探傷。

采用手工電弧焊前，應將焊口坡口兩則100mm范圍內包上石棉布，以防飛濺污染母材。

推薦的坡口形式如下：

壁厚δ在3<δ≤16mm時，選用V形坡口，其坡口形式見圖3。

圖3 3<δ≤16mm時， V形坡口坡口形式

焊接材料選用按與母材化學成分相同或相近的原則進行，具體按焊接工藝卡的要求執行。

1.3焊接流程

管徑小于60mm或壁厚小于6mm的管道采用全氬弧焊焊接。管徑大于60mm或壁厚大于6mm的管道采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面的焊接工藝。氬弧焊打底時最好采用搖把焊焊法操作，確保根層及蓋面層的質量。點固焊，其焊接材料、焊接工藝、焊工和預熱溫度等應與正式施焊相同。在坡口根部點固焊時，點固焊后應檢查各個焊點質量，如有缺陷應立即清除，重新進行點焊。厚壁大徑管若采用填加物方法點固，當去除臨時點固物時，不應損傷母材，并將其殘留焊疤清除干凈，打磨修整。

點焊的焊縫長度、高度及點數，可參照表1的要求執行。

表1 點焊的尺寸要求

管徑厚度δ（mm） δ≤4 δ>4

點焊長度（mm） 6-10 10-20

點焊高度（mm） <3 ≤0.7δ且≤6

點數 2-4 4-6

因特殊需要焊檔板對口時，對口所用的擋板及卡具應與母材相同或相近，其焊接材料、焊接工藝與正式焊接相同，卡具拆除應用砂輪割除。

1.4焊接工藝要點分析

焊接工藝規范應嚴格按焊接工藝卡的規定執行。宜采用小電流、短電弧、小擺動、小線能量的焊接方法。嚴禁在被焊件表面引弧、試電流或隨意焊接臨時支撐物。采用鎢極氬弧焊打底的根層焊縫檢查后，經自檢合格后，方可進行下次焊接層，直至完成。氬弧焊時，斷弧后應滯后關氣，以免焊縫氧化。氬弧焊打底時薄壁管焊接時，背面應充氬保護，采用可溶紙封堵做成氣室。見圖5。

直徑大于194mm的管子宜采取二人對稱焊，焊前為保證首層氬弧焊道質量，管道內必須充氬氣保護，防止合金元素燒損及氧化，大徑奧氏體不銹鋼管道焊口內充氬裝置見圖6，為防止氬氣從對口間隙中大量泄漏，焊前需在坡口間隙中貼一層高溫膠帶，焊接過程中隨時將妨礙焊接操作的那部分高溫膠帶撕去，每次撕去的長度視保護情況而定。內充氬裝置在第一層電焊蓋面檢查合格后方可撤除。

圖5 小徑不銹鋼管道內充氬裝置

圖6 大徑不銹鋼管道內充氬裝置

施焊中，應特別注意接頭和收弧的質量，收弧時應在坡口一側熄弧并將熔池填滿防止出現縮孔。多層多道焊的接頭應錯開，焊道嚴禁一次成型。焊接時應按焊接工藝要求進行溫度控制，當層間溫度過高時，應停止焊接，直至母材降至工藝要求的溫度。再焊時，應仔細檢查并確認無裂紋后，方可按照工藝要求繼續施焊。對需做檢驗的隱蔽焊縫，應經檢驗合格后，方可進行其他工序。焊口焊完后應進行清理，經自檢合格后在焊縫附近用記號筆寫上焊工的鋼印代號，或其它永久性標記。

2 焊后熱處理

2.1焊后熱處理采用電加熱的方法

熱處理的加熱寬度，從焊縫中心算起，每側不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。熱處理的保溫寬度，從焊縫中心算起，每側不小于管子壁厚的5倍，以減少溫度梯度。焊縫的焊后熱處理溫度、恒溫時間及升降溫速度，應嚴格按照熱處理工藝卡的規定執行。熱處理加熱時，力求內外壁和焊縫兩側溫度均勻，恒溫時在加熱范圍內注意兩測點間溫差應低于50℃。進行熱處理時，測溫點應對稱布置在焊縫中心兩側，且不得少于兩點，水平管道的測點應上下對稱布置。焊接接頭熱處理的過程必須有熱處理曲線記錄圖，并填寫熱處理報告。

2.2操作注意事項

嚴禁在被焊工件的母材表面引燃電弧、試電流、或隨意焊接臨時支撐物。施焊時應特別注意引弧、接頭、收弧處的質量，收弧時應把弧坑填滿。多層多道焊的接頭應錯開，并逐層進行自檢合格，方可焊接次層。管子焊接時，管內應有防止穿膛風的措施。必須在風、雨、雪的天氣焊接時，應有相應的防止措施。焊接完畢焊工應自檢，并標識，焊接施工應做到工完料盡，場地清。

參考文獻：

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