钨极氩弧焊的现场焊接技术
以裂解炉的焊接为例,裂解炉及炉管的焊接一般要求比较高,要求焊缝能承受高温、高压及氧化。
1、材质的选用:
由于应用在裂解炉上,所以炉管选用为设计温度1115摄氏度的35Cr-45Ni+Nb+MA材料及设计温度为1110摄氏度的25Cr-35Ni+MA材料。
2、焊接性分析35Cr-45Ni+Nb+MA和25Cr-35Ni+Nb+MA材料的焊接性与低碳钢、不锈钢的焊接性相比,高镍合金的焊接有奥氏体不锈钢焊接发生的相类似的问题,例如有焊接热裂纹的倾向、气孔、焊接接头的晶间腐蚀倾向等,在这些焊接缺陷中,焊接热裂纹发生的频率比较高,因此,焊接过程中应注意控制熔池形态。
焊接热裂纹引发的原因主要是液态薄膜和高温下受到了力的作用,其中,晶间液态膜是引发高镍铬合金焊缝凝固裂纹的主要冶金因素,高镍合金的含硫量均较低,其质量分数大约在0.005%-0.008%的水平,因此配用的焊丝也应保持或低于此水平,同时含硅量需严格控制,为防止上述有害元素的混入,焊前彻底清洗是必须的工序。
高镍合金的固液相温度间距较小,流动性偏低,在焊接的快速冷却凝固结晶条件下,焊缝中的气体来不及逸出而极易产生焊缝气孔,从防止气孔的角度出发,在焊前必须清除坡口及其附近的氧化皮,各种涂料、油脂等油漆等。
由于高镍铬合金具有晶间腐蚀的问题,所以从防止和减少晶间腐蚀的倾向出发,焊接时除了采用含碳量较低和含有适量的钛和铌以及高镍铬金属的焊接材料外,在工艺上应采用小的热输入,多层多道焊,控制较低的层间温度(宜在100摄氏度以下)操作时应尽量不作横向摆动或小摆动等。
3、焊接材料选择:
为了保证焊接质量,两类高镍铬合金管的焊接全部采用手工钨极氩弧焊,电极为Ф2.5mm的铈钨极,氩气纯度≥99.99%,焊丝要选用与母材化学成分一致的焊丝。
4、工艺措施:
清理焊件和焊丝上的杂质及油污,焊接前严格进行焊接坡口及其两侧各20mm范围内的清理,尽管有些焊件的坡口是由机械加工完成的,基本无油脂油漆等污物,但焊件仍然用专用的不锈钢专用砂轮片及钢丝刷进行清理,层间的清理也必须用不锈钢制刨锤、钢丝刷或砂轮片进行。
保证组对质量:
焊前要保持组对质量,对口错边《0.3mm,定位焊的焊缝余高控制为1-2mm,不允许有咬边。
充氩保护与流量调节:
焊接前管内应局部充氩保护,即首先在焊口两侧待焊件的内部用海绵垫、钢垫圈、铁链进行封闭,然后用胶带纸将外面的坡口封住,通过充氩软管向管内充氩,随着焊接的进行,逐步揭开胶带纸,保证内部始终有氩气保护液态金属和热影响区,需注意的是在焊接快完成时(一般距离终止焊接还有25-30mm范围内)应由助手帮助调节氩气流量为初始流量的一半左右,随着焊接的进行,氩气要随继续焊接继续调小,这样可以防止由于氩气的压力造成的根部凹陷。
对焊工的要求:
焊接时焊工所用手套必须干净无无污染,以免污染焊丝,一旦发现夹钨现象必须清除。
操作技巧:
添丝方法:
焊接时,操作者应采用大拇指送丝法,即用大拇指及其余下四指焊丝,靠大拇指的上下滑动均匀向熔填充焊丝,以确保焊丝的前端始终处于氩气的保护之中,由于焊丝的镍合金含量较高,熔池金属流动性差,操作中应利用氩气对熔池的吹动,保证熔池的均匀性,层间温度控制在氩气对熔池的吹动,保证熔池的均匀流动,层间温度控制在100摄氏度以下,在实际操作过程中应让焊道完全冷却下来后在进行下层焊接。
减少焊接缺陷的操作:
盖面层收弧时有意识的将收弧处焊缝堆高5-6mm,然后在将该处磨至圆滑过渡,以减少气孔和火口裂纹。
焊接需进行的工作:
焊接完成后,小心将氩气堵气拔出,防止检测时出现铁链。
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