運用搖擺焊工藝提高不銹鋼管道焊接質量

陳德勇

（四川電力建設二公司　四川成都　610000）

運用搖擺焊工藝提高不銹鋼管道焊接質量

陳德勇

（四川電力建設二公司四川成都610000）

搖擺焊是手工氬弧焊的一種焊接手勢，在核電行業焊接施工中應用較為廣泛，適用于任何材質的薄管壁管道的無障礙手工氬弧焊接，尤其適用于不銹鋼管道焊接。運用搖擺焊焊接的焊縫表面成型十分美觀，焊波均勻整齊，不銹鋼焊縫表面顏色呈金黃或紫銅色，且搖擺焊技術難度適中，易于推廣。

搖擺焊；焊接質量；不銹鋼管道

引言

不銹鋼管道在火力發電機組中的廣泛的應用于化水系統、油系統及其他腐蝕介質的管路中，不銹鋼管道的焊接，是這些系統安裝過程中的關鍵工序之一。不銹鋼管道焊接質量的好壞，直接影響到不銹鋼管道內壁的清潔，關系到水、汽、油等介質在系統內的清潔度，對機組安全穩定的運行有著重要的意義。由于傳統的焊接方法線能量輸入過大，焊縫在450～800℃溫度區間停留過長，在晶界附近結合生成（Cr、Fe）23C6碳化物并在晶間沉淀析出，形成晶粒邊界附近區域的貧Cr現象，引起晶間腐蝕，弱化焊縫的耐腐蝕能力。再則，不銹鋼在焊接過程中還易出現應力腐蝕斷裂、熱裂紋及再熱裂紋，這些都是我們焊接施工過程中的難點。

為了更好的保證不銹鋼管道的焊接質量，我們借鑒核電領域的焊接手勢——搖擺焊，采取相應的施工方法和施工工藝，組織焊工學習、培訓，有效地提高了不銹鋼管道的焊接質量。

1　坡口制備及選擇

（1）不銹鋼管道坡口的制備及選擇應符合《火力發電廠焊接技術規程》（DL/T869-2012）及《電力建設施工及驗收技術規范》管道篇（DL5190.5-2012）的要求，并應采用機械方法加工。搖擺焊較傳統焊法相比，對口間隙應比傳統焊法大1～2mm。

（2）焊件在組裝前必須將坡口及附近母材內、外壁表面的油、漆、銹清理干凈，直至發出金屬光澤，清理范圍每側各為10～15。必要時可用銼刀或砂紙將不銹鋼管道坡口上的毛刺清除掉，施焊前，用不銹鋼刷及丙酮將管端、坡口面及內外壁30mm以內的臟物清洗干凈。

（3）焊件對口時一般應做到內壁齊平，如有錯口，其錯口值按設計要求不得大于1mm。

（4）焊接組裝時應將待焊工件墊置牢固，禁止采用強力對口，以防止產生附加應力和變形。

2　焊前準備

（1）選擇大角度氬弧焊槍（角度大于90°）及大號瓷嘴。

（2）焊接設備調試完畢，工作正常。

（3）焊接材料的選擇應符合國家相應標準，且應符合《火力發電廠焊接技術規程》（DL/T869-2012）之要求，焊接材料的保管、清洗、發放應有專人負責，并做好相關記錄。

（4）焊接材料應有質量證明書、出廠合格證；焊接材料無質量證明書或質量證明書不全，對其質量有懷疑者不得投入使用。

3　搖擺焊基本要點

（1）搖擺焊焊接需要在母材上高頻引燃，宜選用高頻引弧焊機，常用的直流逆變焊機ZX7-400也能滿足工藝要求。

（2）焊接過程中要充分利用手腕的靈活擺動來實現焊接的全過程。

（3）搖擺焊的實質就是焊槍焊嘴靠挨坡口一側母材高頻引燃電弧，送絲，使焊絲在坡口母材一側形成熔滴，由于表面張力，該熔滴與該側母材短路過渡相連，然后焊嘴小范圍左右扇型滾動擺動，擺到坡口另一側，隨著焊嘴（熱源及Ar氣流保護遷移的方向）的擺動，該溶滴被牽引到坡口另一側，等溶滴與另一側母材形成穩定的熔池（焊縫）后再擺回到母材原來一側，整個過程中，送絲應穩而快，不間斷，在熔寬一定時，焊絲頭不脫離Ar氣的保護。如此反復，直至形成整個焊縫。（見圖1）

圖1　焊縫形成示意圖

（4）搖擺焊的技術參數與傳統焊法有所不同，所用焊槍瓷嘴與手柄角度比一般焊槍角度大（>90°），焊槍瓷嘴口端部略粗，宜選用8#瓷嘴。以全氬弧焊42×5的1Cr18Ni9Ti管子為例，傳統焊法的對口間隙為2～3mm，搖擺焊法的間隙為4mm，電流及電壓較傳統焊法略小，參數具體見表1。

表1　傳統焊法與搖擺焊的技術參數對比

與傳統焊法一樣，搖擺焊也應采用內充氬保護，比較成熟的內充氬工藝為密閉氣室內充氬，本工法同樣適用。

（5）搖擺焊氬氣流量大小根據瓷嘴孔徑來選擇，由于搖擺焊瓷嘴緊貼工件表面，保護氣體能充分的保護焊縫，氬氣流量應控制在8～10L/min。另外，鎢極伸出長度5～9mm。

（6）施焊時，焊槍與工件表面應成70～80°。瓷嘴緊貼工件坡口，以瓷嘴為著力支撐點。

（7）點固焊一般選用定位塊固定，點固焊接材料、焊接工藝、焊接人員要求與正式施焊時相同。大徑厚壁管點固焊，采用“定位塊”法點固在坡口內，點固焊不少于3點，“定位塊”材質應與母材相當。去除“定位塊”時不得損傷母材，并將殘留焊疤清除干凈、修磨平整。

（8）氬弧焊打底后的焊縫應連續完成。被迫中斷，應采取防止裂紋產生的措施，再焊時應仔細檢查確認無誤后方可按工藝要求繼續施焊。氬弧焊打底層厚度不得小于3mm。

（9）進行多層焊接時，必須在前一層焊接完經清理、檢查無誤后，方能進行次層焊接；層與層之間焊接接頭應錯開不小于10mm。施焊中，應保證焊接接頭和收弧質量，收弧時停止搖擺，一般在熔池中多加絲，慢慢拉開電弧，并繼續送出保護氬氣3～5s。

（10）嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物。焊接接地線必須連接牢固。

（11）焊接完成后，清除焊縫區域的藥皮和飛濺，保持焊縫圓滑、清潔、美觀。

4　搖擺焊優勢分析

（1）表面成型十分美觀，焊波均勻整齊，焊縫寬窄基本一致（不超過0.5mm），幾乎沒有高低差，焊縫兩側熔合較好，不易產生咬邊，從根本上改善了不銹鋼表面成型不夠美觀的質量問題。（如圖2所示）

圖2　傳統焊法與搖擺焊法對比圖

（2）由于搖擺焊采用小規范焊接，線能量小，對焊縫的熱輸入量小，單層厚度也比傳統焊接方法薄，焊縫在高溫區停留時間較短，加之焊嘴Ar氣的保護，焊縫表面顏色呈金黃或紫銅色，杜絕了焊縫表面的氧化。再則，較低的溫度，也從源頭上防止了晶間腐蝕的發生，增強了焊縫的耐蝕性。

（3）搖擺焊技術難度并不大，易于推廣，以一個熟練高壓焊工為例，只需經過10多天練習，即可以達到現場操作的條件。

5　結束語

從公司焊接施工歷史來看，運用搖擺焊在金堂工程還屬首次，此次技術報告也還很淺顯，理論知識也非常有限。為此，筆者有幾點想法及建議：

（1）從長遠目標看，公司已有進軍核電行業的意圖，由于搖擺焊的諸多優點，其本身就更適合核電行業的施工要求，是核電工程質量的保證。熟練的掌握搖擺焊手式，從焊接施工來講我們擁有了先機。

（2）應對搖擺焊工藝進行深入研究，實現其工藝的不斷完善和持續改進。

（3）應從焊工培訓工作入手，摸索出一套比較完善的搖擺焊培訓方法，必要時是否可以考慮到外單位學習。

（4）公司焊接技藝比較突出的一部分焊工，是否可以考慮按核電焊工考核標準《民用核承壓設備焊工及焊接操作工考核和取證辦法》取核電行業的合格證。

TG457.6

A

1673-0038（2015）38-0257-02

2015-8-7