李晴岚 曹民伟
近几年，我公司陆续承接了一批不锈钢管道安装工程，较大的有杜邦化学工业公司生产线安装、深圳金威啤酒厂一、二期扩建工程。这些工程生产工艺的管道材料采用低压不锈钢薄壁管，主要材质见表1。
化工生产和啤酒生产对管道质量要求比较高，以防产生不必要的污染。不锈钢管内必须光滑，无氧化现象。经过对比选择，我们选用手工直流脉冲钨极氩弧焊进行施焊，它具有如下特点：(1)电弧稳定。(2)可以进行全方位焊接。(3)焊缝质量稳定，一次最大焊透量4～5mm。(4)能减小焊接应力和焊缝变形，提高结构精度。(5)焊缝组织致密，耐腐蚀，特别是抗晶间腐蚀性能较好。
1 焊接设备及焊材选择
焊机选用国产直流脉冲氩弧焊机，价格适中，性能稳定。每台焊机配备一个高位水箱，利用落差自动供冷却水，接水桶低位回收后提回高水箱。
电极采用铈钨棒，放射性低，对人体危害小。直径2.5mm，端头磨成锥形。氩气纯度99.9%。焊丝由材料供应方提供，国产可选用HOCr19Ni99和HOCr19Ni10Mo3Ti。
2 施工前准备
根据工程需要，组织适量氩弧焊工进行焊前培训，利用供应方提供的短管实地施焊。焊件经砂轮机割开焊口检查，由外方监理认可，确认优良方能进场施工。焊工相对固定：①点、固焊不混淆，技术好的进行固焊，技术一般的进行点焊；②管工和焊工搭配不变，以便掌握最佳的对口间隙。
3 焊接准备
由于不锈钢薄壁管厚度都在3mm以下，选用Ⅰ型坡口，坡口宽度A=1/2t+0.5mm(图1)。
焊口组对前用棉纱擦干净，油污或脏物沾染严重的应用细砂打磨，酒精脱脂。点焊时管内必须充氩，以保证点焊质量。点焊个数与管径有关，点焊间距为50～100mm，最少必须保证一个口有3个以上焊点，点焊缝长度5～10mm。
管材下料用电动切管刀，边切割边转动，减少管子受力变形。圆齿形刀片选用德国进口，下料后管口平齐，一次成型，无需修边。
4 焊口充氩保护
1996年深圳金威啤酒厂二期扩建工程，我们针对氩气耗费量大的问题成立了QC小组进行攻关。在不同焊接条件下，选用不同的充氩形式，主要有：
(1)法兰及短管焊接采用挡板形式(图2、3)。
挡板用两块圆形不锈钢板夹胶皮做成(尺寸参考保护塞)，均匀开2～8个孔，焊前推入管口，焊后用不锈钢丝拉出。
(2)50.8mm以上直管对接或直管与弯头对接，采用局部保护塞(图4)。
进气板用厚2mm不锈钢圆板夹厚3mm胶皮圈做成，胶皮圈外径比管径大5～10mm，内径比不锈钢板外径小10mm，以夹住为原则。钢板直径比管子内径小10～20mm。外侧钢板开孔焊上进气管，进气管上焊短杆用来绑不锈钢丝。内侧钢板均匀钻φ2.5mm孔，正对进气管处不开孔，以便气流均匀流入。
排气板用不锈钢圆板直接夹住胶板，尺寸参考进气板，板上开2～8个φ3mm孔。
两板之间用不锈钢链连接。组对前先把胶管和钢丝从直管侧穿入与进气板固定，再分别把进、排气板推入管口。管口点焊后，拉不锈钢丝，使进气板后移，拉直不锈钢链，避免施焊时不锈钢链与焊口粘连。
(3)50.8mm以下管焊接则采用整条充氩保护。
| 规格 | 牌号 | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Mo |
| 25×2～150×3 | SUS304 OCr19Ni9 | ≤0.08 | ＜1.00 | ＜2.00 | ＜0.03 | ＜0.04 | 18～20 | 8～10.5 | |
| 25×2～150×3 | SUS316 OCr17Ni12Mo2 | ≤0.08 | ＜1.00 | ＜2.00 | ＜0.03 | ＜0.04 | 16～18 | 12～16 | 2.0～3 |
 图1 图2  图3 图4 采取以上措施充氩的效益很明显，耗氩量可减少40%左右，并且焊口部氩含量高，利于提高焊口质量。充氩流量保持在3～8L/min，视管径而定。焊后继续送气10～30s。
5 焊接 焊接采用左焊法，焊炬匀速前进，保持上下不跳动。焊丝顺着焊口并贴紧焊口从熔池前沿加入，加入量视间隙与速度而定。尽量少加勤加，以免在平焊时形成焊缝内凹和仰焊时焊缝外凸，以焊缝一次成型为原则。焊丝端部始终处于氩气保护范围内，以免红热的端头氧化。焊丝也不应伸入熔池中搅乱氩气流。 焊丝直径选用2.0～2.5mm，焊接电流在40～100A之间，氩气流量8L/min，焊炬喷咀孔径8mm，喷咀与工件距离5～10mm，具体数据见表2。 表2 焊接参数 |
| 管壁厚度(mm) | 钨棒 (mm) |
焊丝 (mm) |
喷咀口孔径 (mm) |
氩流量 (L/min) |
电流 (A) |
| 2.0 | φ2.5 | φ2 | φ8 | 8 | 40～60 |
| 2.5 | φ2.5 | φ2.5 | φ8 | 8 | 60～80 |
| 3.0 | φ2.5 | φ2.5 | φ8 | 8 | 80～100 |
| 引弧时提前送气3～5s。熄弧前应先提高行进速度，然后熄弧，以消除弧坑。 焊后清洗用进口酸洗膏，在深圳金威啤酒厂，酸洗膏全部由德国滋曼公司提供，涂上后20min用不锈钢丝刷刷去氧化皮，并用清水冲洗即可。对要求低的管道也可直接用不锈钢丝刷，边刷边冲洗。 李晴岚，深圳市机电设备安装股份有限公司，助理工程师，518026 |