小口徑薄壁不銹鋼管道焊接技術(shù)研究

何文杰 杜桂峰(中國(guó)石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司建安處，甘肅 玉門 735019)

小口徑薄壁不銹鋼管道焊接技術(shù)研究

何文杰 杜桂峰(中國(guó)石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司建安處，甘肅 玉門 735019)

介紹小口徑薄壁不銹鋼管道焊接的技術(shù)、方法和焊接的工藝參數(shù)。

小口徑薄壁不銹鋼管；焊接；管內(nèi)充氬氣；單面成型

我單位承攬的武威CNG加氣站母站工程，涉及到高壓小口徑薄壁不銹鋼管道的焊接，其中加氣機(jī)接口管道為D12*2.0 06Cr19Ni10，設(shè)計(jì)壓力27.5MPa，壓縮機(jī)放空口管道為D10*2.0 06Cr19Ni10，設(shè)計(jì)壓力10MPa，壓縮機(jī)排污口管道為D14*2.0 06Cr19Ni10，設(shè)計(jì)壓力10MPa，輸送介質(zhì)為高壓天然氣。如果管道在安裝過(guò)程中，焊縫有毛刺、凹坑、氣孔、燒穿等缺陷，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患和事故，所以對(duì)該種管道的焊縫成型要求特別高，要求單面一次成型，不允許咬邊、未焊透和燒穿。

針對(duì)不同的焊縫高度，要合理做好形狀區(qū)分，能夠在管表面做好形狀規(guī)劃，由此要對(duì)小口徑薄壁進(jìn)行有效焊接，經(jīng)過(guò)實(shí)踐總結(jié)，分析焊接數(shù)據(jù)，保證技術(shù)手段得到合理應(yīng)用，更好的改進(jìn)焊接效果，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的可靠安裝。

1 焊接設(shè)備、材料的選擇

由于本工程不銹鋼管壁薄，只有2mm，焊接熔淺，焊縫要求單面成型，管口不被氧化等條件，選擇焊機(jī)為時(shí)代ZX7-400，直流正接，噴嘴直徑為6mm，鎢極為Ф2.0鈰鎢極，焊絲為ER308L Φ2.0 它具有以下特點(diǎn)：能滿足本工程小口徑薄壁不銹鋼管焊接的要求。

因?yàn)殒u極的發(fā)熱量比較小，不能長(zhǎng)期過(guò)熱，所以在實(shí)踐中應(yīng)更換大電流，更好的滿足工件作用效果。這種方法的生產(chǎn)效率較高，并在熱電粒子的發(fā)射作用下，保持整體的穩(wěn)定與集中。關(guān)于氬氣能夠有效保證環(huán)境穩(wěn)定，避免其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。另外鎢極的電弧比較穩(wěn)定，即使在小電流的影響下，也會(huì)穩(wěn)定燃燒，在小口徑薄壁管的焊接中非常重要。熱源和填充焊絲可分別控制，因而熱輸人易調(diào)節(jié).可進(jìn)行各種位置的焊接。由于填充焊絲不通過(guò)電弧，故不會(huì)產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。

2 焊接方法的選擇

針對(duì)焊接方法，要掌握實(shí)際情況，能夠綜合工件及材料方面的作用優(yōu)勢(shì)，確保工程標(biāo)準(zhǔn)。薄壁小口徑不銹鋼管是構(gòu)成工程項(xiàng)目的主要配件，實(shí)際焊接中，應(yīng)重視其單面成型，保證表面光滑，無(wú)毛刺。焊接主要選用氬氣，這種惰性氣體能夠在焊接和合金作用中，保證其穩(wěn)定效果，使焊接成型美觀、光滑、無(wú)毛刺，并減少清渣等工序，提高整體的生產(chǎn)效率與工程進(jìn)度。

3 焊接工藝要求

3.1 氣體保護(hù)效果

針對(duì)氣體保護(hù)效果分析，應(yīng)掌握氬弧焊的氣體性質(zhì)，避免其遭到外界影響，從而實(shí)現(xiàn)有效的防護(hù)手段。針對(duì)這種要求，應(yīng)重點(diǎn)分析氣體流量，并在理論分析上，重視保護(hù)曾的氣體影響。實(shí)際分析中，氣體流量大，會(huì)增加不規(guī)則流動(dòng)的可能性，導(dǎo)致焊接質(zhì)量收到影響。所以在實(shí)際焊接中，需要重視數(shù)據(jù)的有效選擇，如表1所示。

管道壁厚（mm）焊接電流（A）焊接電壓（V）噴咀直徑（mm）鎢極伸長(zhǎng)（mm）焊絲直徑（mm）2 45－50 8－10氬氣流量（L／min）10 6 8－10 2．0焊接層次 1噴嘴與試件夾角75°-80°

3.2 鎢極直徑

實(shí)際焊接要根據(jù)鎢極直徑進(jìn)行選擇，如果管壁較厚，那么需要的電流量也比較大，應(yīng)做好相應(yīng)的防護(hù)工作。如果鎢極直徑比較小，那么應(yīng)優(yōu)先限制電流，防治電流過(guò)大的情況下，超出可承受電流，造成發(fā)熱甚至出現(xiàn)融化與蒸發(fā)。導(dǎo)致弧不穩(wěn)，焊縫夾鎢，影響最后的整體效果。

3.3 焊接電源種類與極性

鎢極氬弧焊電源分交、直流兩種，兩種情況應(yīng)按照不同環(huán)境來(lái)選擇，并重點(diǎn)參考被焊工件的質(zhì)量，針對(duì)其材料質(zhì)量，得到交、直流的運(yùn)用。例如不銹鋼的焊接，需要選取正確的電流，能夠應(yīng)用正接法，并在不同的位置進(jìn)行可靠處理。從方法上穩(wěn)定施工焊接效果。當(dāng)電射效果較強(qiáng)，電弧比較穩(wěn)定后，再選用允許的電流，降低焊接失誤記錄，保證焊接質(zhì)量與效果。

4 管及管件焊接

為了保證整體尺寸，應(yīng)盡量降低變形與錯(cuò)位發(fā)生的幾率，更好的實(shí)現(xiàn)焊接工序，保證焊接成形。針對(duì)定位焊接的特點(diǎn)，要重點(diǎn)掌握焊接的間距，材料等，能夠在厚度與接頭形式中，進(jìn)行有效比對(duì)。通過(guò)不銹鋼的低碳鋼線膨脹系數(shù)大，焊接變形大，故點(diǎn)焊應(yīng)小。對(duì)較薄的易變形的焊件，間距也應(yīng)小，對(duì)鋼性較大和裂紋傾向大的焊件，為避免焊點(diǎn)開(kāi)裂，應(yīng)采用長(zhǎng)焊點(diǎn)，并縮短定位焊點(diǎn)尺寸。

5 焊后的表面處理

關(guān)于不銹鋼管焊接后，要注意周圍及焊斑的產(chǎn)生，能夠及時(shí)處理。這個(gè)過(guò)程應(yīng)利用多種工具，講焊接的焊屑出去，清理干凈。針對(duì)不同形式的焊接方法，要選取科學(xué)的清理手段，并仔細(xì)觀察焊縫周圍的焊屑，必要情況下進(jìn)行除斑劑的配制，并合理掌握配比數(shù)據(jù)。

6 結(jié)論語(yǔ)

對(duì)于小口徑薄壁不銹鋼管道現(xiàn)場(chǎng)安裝，采用管內(nèi)充氬手工鎢極氬弧焊的焊接工藝，能夠獲得高質(zhì)量的焊接接頭。焊縫單面成形，過(guò)渡均勻、光滑，無(wú)毛刺等缺陷，無(wú)損檢測(cè)和試壓合格，能滿足生產(chǎn)工藝要求。

何文杰（1980-），工程師，大學(xué)本科；2005年畢業(yè)于西南石油學(xué)院并獲得學(xué)士學(xué)位；主要從事油氣田地面工程建設(shè)工作。