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大型不锈钢设备的氩弧焊打底焊接工艺-中国最大钣金展-锻压展-2016第十七届广州国际钣金、锻压工业展览会-巨浪展览- The 17th China（Guangzhou）Int’l Sheet metal machinery,Forging, Stamping and Setting Equipment Exhibition
2016年1月20日 钣金展-锻压展-sheet metal expo |
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大型不锈钢设备的氩弧焊打底焊接工艺隋郁绍，其焊接工艺性能试验及焊接工艺评定显示，采用此焊接工艺可得到优质的焊接太原化工厂于1994年10月制作了2台纯水贮槽设备该设备是年产2万t离子膜烧碱生产装置电解工序中的大型不锈钢设备，于1995年3月投入使用。该设备材质为0Cr19Ni9，规格为Y400CK4364mm，W=8mm，V=50.26mm3生产使用中贮存介质为纯水图纸技术要求该容器主要焊缝采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面氩弧焊打底就是在背面采用氩气作保护气体的一种焊接方法，所以焊接时，背面需采用密封垫来加强保护。但该设备直径大，所以密封垫的制作及焊接工艺的选择，对焊接的质量将起着关键作用。针对这一情况，大型不锈钢设备焊缝采用氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的合理的焊接工艺和背面胎具，得到了优良的焊接质量。该工艺经过4年的实际应用，未发现任何质量问题1材料及焊接方法1.1钢板材料84质量标准，该钢板为铬镍奥氏体型不锈钢。
1.2焊料选用根据0Cr19Ni9材料的化学成分和图纸的技术要求，选用HOcr19Ni9焊丝打底焊，其余焊道选用奥102焊条。
1.3焊接方法采用手工钨极氩弧焊打底，直流正极性接法，手工电弧焊盖面。
2焊接性分析奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性、焊接性及相当好的韧性，但导热系数小，线胀系数大，焊接接头在冷却过程中形成较大的拉应力，易产生热裂纹；另一方面，当焊接工艺不正确时，会出现晶间腐蚀，可引起金属机械性能显著下降0Cr19Ni9钢板采用手工钨极氩弧焊打底时，焊接速度很重要。焊速过高，手工操作时不易保持焊速均匀，从而容易造成焊缝性能不稳定或未焊透；焊速过低，焊缝容易产生气孔u在保证焊透的情况下焊速应尽量快一些，以免焊接接头过热，从而产生晶间腐蚀及热裂纹等缺陷，焊接时尽量避免横向摆动。
采用手工钨极氩弧焊打底焊接不锈钢板时，若背面充氩保护过程中空气排不净，焊口保护气体纯度降低，坡口及焊丝表面若存在残留的油污或操作不当都会使空气中的氢、氮等侵入熔池，在熔池金属高温停留时间短且流动性差的情况下，气体不能及时逸出，容易形成气孔所以焊口背面保护装置的密封性至关重要，它直接影响焊口的质量。
密封严密时，氩弧焊主要特点是保护效果好，合金过渡系数高和焊缝成分易于控制。特别是氩弧焊焊缝表面成形好，无熔渣，便于全位置焊钨极氩弧焊用于封底焊时，背面熔透良好且液态金属不易流散，不必采用垫板或锁边坡口所以氩弧焊在奥氏体钢焊接中占有极为重要的地位奥氏体不锈钢用氩弧焊时，焊缝表面以银白色、金黄色为最好，蓝色良好，灰色不好，黑色最差。不锈钢焊缝颜色除与保护气体有关外，还与焊接规范密切相关，在相同的气体保护条件下，焊速显得更为重要所以在设备焊接时，选择合理的焊接工艺规范参数是保证焊接质量的重要途径3焊接工艺性能试验及焊接工艺评定打底，奥104焊其余焊道焊接位置为水平固定，在厂房内由有丰富焊接经验的焊工施焊。
经3次焊接，对焊缝进行外观检查、X射线探伤及力学性能试验，找出了可行的焊接工艺措施及焊接工艺规范参数，焊接工艺评定结果合格4焊接4.1焊前准备钢板组对时，其对口错边量2mm，定位焊时，焊点均匀分布，一般为800mm1点，与正式焊接的焊接工艺相同。
定位焊及正式打底焊时，背面采用整体充氩气保护。开始时采用了所示的背面保护罩，背面成形很差，为灰黑色经过几次实践，采用了第一：隋郁，女，1962年11月生，山西太原市人，1987年毕业于太原机械学院金属材料及热处理专业，工程师，太化集团有限公司化工厂设备工程处，山西省太原市义井街，030021.所示的保护罩，打底焊背面焊口呈光亮的银白色。
在氩弧焊中，氩气流量越大，保护层抵抗流动空气影响的能力越强u若流量过大时，保护层会产生不规则流动，反而易使空气卷入，降低保护效果所以，开始时氩气流量较大（14L/min18L/min），在确保罩内空气排净之后方可进行定位焊或正式打底焊。焊接时氩气流量适当降低（12L/min18L/min）避免背面成形时，因氩气的吹托而出现凹陷。定位焊后应立即进行焊接打底层焊道起弧点应位于两定位焊缝之间，并保持电弧电压稳定，应采用短电弧，不摆动或小幅摆动的操作方法。母材表面严禁被电弧擦伤，不得在其表面上引弧和收弧每一次焊道后应彻底清除焊道表面的熔渣，再用10倍放大镜检查焊道表面质量，若存在焊接缺陷，彻底清除，层间温度控制在180C以下各层焊道的引弧点及收弧点应相互错开30mm50mm，焊道表面不得用锤尖敲击。
项目焊接电流焊接电焊条直焊速（A）压（V）径4.2焊接（1）焊接工艺规范参数如下：第一道为手工钨极氩弧焊，焊接电流140A，焊速450mm/min，钨极直径3mm，焊丝直径3mm其余焊道如下表：5检验及分析5.1检验设备制作完成后，根据图纸要求射线透视底片14张，射线探伤一次合格率达98%，经量规检验，焊缝的外部余高均在1.5mm之内，经力学性能试验，各项指标均在合格范围5.2分析选用氩弧焊焊接0Cr16Ni9设备进行打底焊时，起弧处与收弧处重叠，收弧时，电弧逐渐提高并填焊丝。这样避免了未熔合，减少了打底层焊道收弧处的缩孔，通过观察X射线探伤片可知，由于收弧太快仍存在极少量的打底层收缩孔，经过一次返修后，全部合格通过提高氩气纯度，采用短弧焊接（使焊丝前端始终受到氩气的保护）等工艺措施限制氢、氮等气体的来源因气孔造成X射线探伤不合格的片数很少。
6结束语焊接0Cr19Ni9钢板大型设备，用氩弧焊打底手工焊盖面，采取有效的焊接工艺措施及焊接工艺规范参数，能够获得优质的焊缝质量，各部件几何尺寸和焊接质量符合GB985-88规定。采用上述焊接工艺完成的纯水贮槽，在我厂离子膜1995年投产使用以来，未发现任何质量问题，证明所采用的焊接工艺确实可行.
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