实验用钢管材料和焊接方法

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1、1实验用钢管材料和焊接方法   实验材料为长城特钢1Cr18Ni9Tiφ14×3mm不锈钢管，钢管化学成分见表1   表1   1Cr18Ni9Tiφ14×3mm不锈钢管化学成分（%）CSiMnSPCrNi≤0.15≤1.00≤2.00≤0.030≤0.03517.00～19.008.00～10.00   焊材选用与母材化学成分和力学性能相同或相近的焊丝   2焊接工艺及方法   焊接方法：采用TIG焊接方法   2.1焊前准备   焊接前用机械方法加工坡口，并用专用砂轮片对坡口面的毛刺进行清理，然后接着用丙酮或其他有机溶剂清除坡口面及近表面的油污等。   2.2

2、焊接设备、保护气的选用及要求   2.2.1焊接设备   选用WS5—400系列直流氩弧焊机，要求焊机具有高频或高压引弧功能，提前供气和滞后停气功能要人为可调；具备电流缓升和缓降调节功能，并且调节灵活。要求设备防护等级达到IP23，以适应野外施工要求。   2.2.2氩气纯度要求   要求焊接用氩气纯度达到99.99%，并且合符相关标准要求。   3焊接接头坡口形式及层道设计（见图1）图1接头坡口形势及层道设计（单位：mm）   3.1钨极牌号、直径及端部形状要求（见图2）   钨极牌号要求尽可能采用wce-20直径φ2．0mm的铈钨电极。因为该电极具有电子发射能

3、力强，电弧热量集中，基本无放射。图2 钨极端部形状(单位mm)   3.2焊接工艺参数序号焊道名焊材牌号焊材规格（mm）电源极性焊接电流(A)电弧电压(v)保护气流量(L/min)层间温度焊接速度（cm/min）1跟焊E1-13-23-15φ1.5DCEN50～909～164-6(3-4)N/A4～142盖面焊E1-13-23-15φ2.0DCEN50～909～164-6(3-4)≤100℃4～14注1DCEN表示电极接电源负极  2括号内数字为背面保护气流量  3N/A表示不要求   3.2.1定位焊接及质量要求   由于定位焊是正式焊缝的一部分，因此必须保证定

4、位焊缝的质量，当发现定位焊缝上有裂纹、气孔或保护不良等焊接缺陷时，应将该段定位焊缝打磨掉，不允许用重熔的办法修补。对于φ14×3mm小管而言定位焊缝一处，以长度5mm厚度2mm左右为宜。   3.2.2根焊焊接   根部焊接时通常采用高频或高压引弧，引弧前应将焊接接头处的空气彻底排除，由于管径较小，提前送气时间应尽可能长或者用滞后送气来排除焊接区的空气。焊接时可采用滴渡的送丝方式，即加一滴铁水焊枪就向前推进一步的方式，用此方法将整个根焊焊完。值得注意的是在根焊焊接过程，必需注意加强对背面焊缝的保护，以防止背面焊道氧化，并且不可以采用母材自熔的方式进行根焊焊接，因为

5、这样往往易导致根部焊缝强度不够而开裂。   盖面层焊接送丝方式与跟焊基本相同，由于管径较小，在盖面焊接时要严格控制焊接线能量，以避免焊漏从而导致管内堵塞，最终导致返工。（根焊及盖面焊接时各部位焊枪与焊丝以及焊丝与管件的角度见图3） 图3各部位焊枪与焊丝及焊丝与管件的夹角角度   3.2.3焊接质量控制   根焊质量的控制：为获得高质量的根焊焊缝，除加强对背面焊道的保护外，根焊时尽可能一口气焊完半圈，中途尽量不要有接头，如果不可避免的要停下接头时，要注意接头处要有斜坡，不要有死角，引弧位置要在弧坑后面一定距离，重叠处不加或少加焊丝，熔池要贯穿到接头根部，以确保该处焊

6、透。要严格控制焊丝的添加量，以防止背面焊缝过高。   盖面焊质量控制：在确保根焊质量的前提下进行盖面层焊接，在盖面层焊接时，为保证一定焊缝宽度，焊枪可做适当的横向摆动，但要注意摆动的幅度和频率不能太快，以不破坏熔池的保护效果为原则，同时在盖面焊接时要注意不得将根焊道烧穿，如遇熔池体积突然增大或焊缝下凹，此时表明熔池温度已经很高，就要立即停止焊接，待温度稍降一点再进行剩余部分焊接。必要时应将该焊缝切除。   3.3操作注意事项   3.3.1根焊时一定要充分排除焊接区域的空气，在即将封头（即根焊即将结束）时管内应进行放气（保护气），以避免背面保护气流冲击熔池而导致根

7、焊失败。   3.3.2在盖面焊完成后才可以停止对背面的保护，以防止背面焊缝氧化。   3.3.3保持正确的持枪姿势，随着焊接位置的不断变化，要随时调整焊枪与焊丝的角度和喷嘴高度。   3.3.4焊后焊缝表面颜色以金黄色或银白色为最佳，在焊接过程重要注意观察焊缝表面颜色，当发现焊缝表面颜色发黑或发蓝时说明保护效果较差，必须将该段焊缝打磨掉重新进行焊接。   3.3.5送丝要匀，不能在氩气保护区搅动以避免空气的卷入，同时焊丝端部不能离开氩气保护区，以防止焊丝端部氧化。   3.3.6焊接过程中如遇到焊丝与钨极或钨极与工件接触，为避免焊缝产生夹钨缺陷，此时应立即停止焊

8、接，将钨极