碳鋼和不銹鋼管的焊接工藝
上海申弘閥門有限公司
1. 范圍
本工藝規定了CO2氣體保護焊和鎢極氬弧焊用于管子焊接的焊前準備、人員、工藝要求、工藝過程和檢驗。本工藝適用于管子與管子、管子與附件之間的對接和角接接頭，焊接時，可采用純CO2氣體或CO2+Ar混合氣體的CO2半自動或自動焊接，也可采用鎢極氬弧焊接。不銹鋼和低碳鋼焊接 不銹鋼和鐵焊接申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。對于銅與不銹鋼的異種焊接也算是焊接操作中的一個難點，因為銅的良好的導熱效果，及不銹鋼的熱傳導性差，另兩者的膨脹系數的不同，如果是采用氣焊操作的話，很容易造成在焊接的過程中熔融的焊料在不銹鋼上面打滾不粘，此時對于兩者母材的溫度控制是難點。如果采用TIG氬弧焊容易產生裂紋。我們在對銅與不銹鋼的焊接做了很多焊接性研究，后發現利用XR-YH美國進口焊絲，實現銅與不銹鋼的異種焊接的簡易方法,XR-YH美國進口焊絲擁有更高的抗壓能力的焊層，焊接后我們在圖片中看到的非常亮的銀白色碳鋼中碳分子太多，必須加熱燃燒使其消失在鐵中，但因為鐵的熔點太高，所以必須加熱在260°上。如果不加熱兩種鐵直接焊道一起，碳鋼則會*而崩裂，崩裂的碎片則會傷到正在焊接的人，同時碳鋼有報廢了。為了安全和節約材料經費，所以碳鋼必須加熱在260°上。
2. 一般要求
2.1 人員
凡從事管子焊接的焊工，必須經過船級社資格認可考試，考試合格后，并經船級社認可，方能參與相應等級項目的焊接。
2.2 材料
2.2.1 CO2半自動或自動焊母材焊絲選用材料見表1 表1 母材材質 焊絲牌號 規格（mm） 碳鋼管 SMLS 10#、20# Q23 H08MnSiA LW-71 SF-1 φ1.0、φ1.2 不 銹 鋼管 SUS304S 304或308 φ1.0 φ1.2 1Cr18Ni9Ti 308L（藥芯） 316L 316L（實芯） 316L（藥芯） 317L 317L（實芯） 317L（藥芯）
2.2.2鎢極氬弧焊母材與焊絲選用材料見表2 表2 母材材質 焊絲牌號 規格（mm） 碳鋼管 SMLS 10#、20# Q23 J50 φ1.6、φ2.4 不 銹 鋼管 SUS304S 304S φ1.6 φ2.4 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti（棒狀） 316L 316L（棒狀） 317L 317L（棒狀）
2.2.3 保護氣體 無論是CO2焊所用的CO2氣體、CO2+Ar混合氣體，還是鎢極氬弧焊所用的純Ar氣體，均應符合氣體質量標準，氬氣純度應達到99.9%。
2.3 環境 為確保焊接質量，應對焊接場所進行保護，防風、防濕、防嚴寒。如焊接過程中遇到刮風或下雨，應采取有效的防風、防雨措施或停止作業。
2.4 焊接設備
使用的焊機必須保持有效的工作狀態，并應嚴格的進行定期檢測和維修，確保焊機有良好的操作性能。
3. 焊接
3.1 焊前準備 3.1.1坡口形式
3.1.1.1 壁厚t≤2mm時，管子對接拼縫均不開坡口焊接，見圖1
3.1.1.2壁厚t＞2mm時的管子對接縫，均應開坡口焊接，見圖2
3.1.2焊前清潔
3.1.2.1焊工必須對焊縫坡口兩側各寬20mm范圍內（角焊縫在焊接面兩側各寬20mm范圍內）作清理，去除加工殘留毛刺、油污、鐵銹等污物。 3.1.2.2對于鋼管的銹蝕，應用砂輪或鋼絲刷清理，直至露出金屬光澤。不銹鋼管應用丙酮進行清理。
3.1.3焊前裝配與檢查
3.1.3.1裝配工在安裝管子對接時，首先要檢查管子接口同心度，防止安裝錯邊。
3.1.3.2管子對接定位可選用定位“馬"固定，或在焊縫內作定位焊固定。
3.1.3.3裝配間隙 見表3 表3 管子規格(mm) （管子直徑φ，壁厚t） 坡口型式 間隙（mm）
t≤2（φ無限制） I型 1.6~2 φ≤90或2＜t≤4 V型 2~2.4 φ＞90或t＞4 V型 2.4~3
3.2 焊接工藝要求
3.2.1不銹鋼管氬弧焊打底層焊接 3.2.1.1焊前充氣
焊前先用鋁箔膠帶對所焊管子接縫兩端面及坡口面封住（對于較長管子采用海綿、泡沫、可溶紙等工具做成堵板，設置于距離焊縫150~200mm的兩側形成一個氣室）。管子一端充氬氣，另一端開一個5mm的小孔排空氣，等氣管
內空氣排盡并被氬氣充滿后，方可進行焊接。
3.2.1.2 焊接過程 焊接時，先撕開坡口面上的鋁箔膠帶，長約30~40mm，焊一段，撕開一段。不得將坡口上的鋁箔膠帶全部撕開后再焊接。焊接過程中必須對管內充氬氣保護。
3.2.1.3 滯后充氣 焊接結束停留數分鐘后，再停止充氬保護，對于多層焊的中間層和蓋面層，無論采用何種方法焊接，必須全過程處于管內充氬保護，持續至整個接頭焊接結束。
3.2.2 對于只要求深熔焊不作射線探傷要求的管子拼縫。如：二級管的拼縫焊接打底層可直接選用二氧化碳氣體保護焊，而要求射線探傷的管子拼縫，打底層必須采用鎢極氬弧焊，中間層可采用二氧化碳氣體保護焊或鎢極氬弧焊。
3.2.3 焊接規范
確保管子的焊接質量，焊接時參照表4的焊接參數進行。
3.3 焊接操作要求
3.3.1二氧化碳氣體保護焊操作要點
3.3.1.1焊接時，焊接角度應后傾15-20度，焊絲伸出長度為（10-15）mm。見圖3 3.2.1.2當采用橫向運條方法時，擺動幅度應稍大于根部間隙或前一層焊縫兩趾端，并略作停頓，以保證根部及兩趾端間焊透。
3.2.1.3當中途熄弧時，必須用砂輪將弧坑打磨成圓形過渡，再引弧繼續焊接，當焊縫與定
位焊相接時，必須將定位焊去除，然后再引弧。
3.3.2鎢極氬弧焊操作要點
3.3.2.1對于水平轉動管子對接的焊接，引弧可選在垂直位置與焊接方向相反的10-20度的區域內引弧（即1-2點鐘位置）。見圖4 3.3.2.2對于水平固定管子對接的焊接，引弧應選在仰焊部位離中心偏左或偏右10毫米處引弧。管子順時針方向焊接，引弧點應在5點鐘位置，管子逆時針方向焊接，引弧點應在7點鐘位置。見圖5
3.2.2.3引弧必須在坡口內，不準在管壁表面隨意引弧。
3.3.2.4 施焊方法采用半擊穿法添加焊絲，熔化焊絲以滴狀形式過渡到熔孔中形成焊池。
3.3.2.5 當焊接熄弧重新引弧時，引弧點應該在弧坑后面重疊焊縫（5~10毫米）處，電弧引燃后，焊縫應在引弧處停留（5~10）秒，以獲得與焊縫同寬光澤濕潤的焊縫，隨后向焊縫方向運弧直至移動弧坑根部出現熔孔時，方可填充焊絲。
3.3.2.6 焊接結束時，應借助焊機上的電流衰減裝置，逐漸減少焊接電流，從而使熔池逐漸縮小。熄弧后，氬氣要繼續保護熔池，直至熔池凝固焊炬方可移出焊縫。
4. 檢查
4.1 焊接結束后，焊工必須對自己所焊部位的焊縫表面去除飛濺，并仔細檢查所焊的焊縫表面是否有缺陷存在，如有缺陷存在，需用砂輪剔除缺陷，修補完整后方可提交驗收。
4.2 管子表面焊縫的外觀檢查，應按焊縫表面質量驗收標準要求進行。
4.3 管子焊縫內部質量檢查，應按一定比例進行無損探傷檢查，檢查要求應按照船規標準執行。
4.4 當焊縫內部經無損探傷后有超標缺陷存在時，必須進行返修。
4.5 焊縫缺陷返修，應選用砂輪機械方法將缺陷剔除，重新焊接，并再進行無損探傷檢查。當焊接缺陷有延伸時，檢查人員有權在原焊縫兩端進行延伸檢查。
4.6 當管子焊接結束后須進行密性試驗檢查的焊縫，如有滲漏，則必須停止密性試驗，找出滲漏部位，用砂輪或機械方法剔除焊縫缺陷重新進行焊接，并重新進行密性試驗檢查。本文相關的論文有：中國閥門產值遞增
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