不锈钢内衬复合管焊接工艺的改进__墨水学术,论文发表,发表论文,(2)

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堆焊时首先选用合金含量较高的过渡层材料堆焊过渡层，然后选用合金含量较低不锈钢材料堆焊1～3层，加工坡口，保证整个坡口面有约5mm的不锈钢耐蚀层，焊接时为同种钢的焊接，现场焊接难度减小，质量容易保证。该方法最为麻烦，成本最高，一般用于重要构件的异种钢的焊接。
四、试验程序
      在试验中采取上述方法中的的第二种，按照图－2所示对不锈钢内衬钢管进行处理。在焊接过程中，背面采用氩气保护防止氧化，并改善背面焊缝成形。
1、封焊
       采用图－2a的结构，管端加工4－5mm的钝边，用钨极惰性气体保护焊方法用较小的电流，较快的焊速在其上堆焊2－3层不锈钢层，随后对坡口修磨成角度30～35°，钝边约1mm的坡口（图－2c）。该堆焊层一是起到封底焊作用，二是增加了坡口尖端不锈钢层的有效厚度，使接头的耐蚀性对错边引起的未焊透，以及其它气孔、未熔合的敏感性降低，提高接头的抗腐蚀性能。实际封底焊缝见图-3。

图－2 坡口处理程序示意图

2、组对
       组对前应采用砂轮清理坡口及两侧的锈污，然后用丙酮或酒精清洗坡口。管子组对尽量采用外对口器，保证坡口间隙复合工艺要求（2－3mm），并且均匀。如果采用点固焊缝组对，必须在背面通气保护的前提下进行。
3、打底焊
      打底层采用单面焊双面成型焊接工艺，焊接位置一般为水平固定，焊接难度较大，对焊工的技术要求高，是复合管焊接质量要求最高的工序。如果打底层出现焊接问题，返修时将会十分困难。
      焊前必须对管子内部、焊缝背面充99.99％的氩气一段时间，用气体氧含量测试仪从坡口间隙出处深入抽取气体测量管子内部氧含量，当氧含量低于50ppm时开始焊接。焊接从底部6点钟位置开始，分左、右由下向上焊接。
4、热焊
即第二层焊道，该焊道焊接同样采用钨极氩弧焊方法，内部必须继续通氩气保护。
5、填充焊和盖面焊
填充焊道和盖面焊道采用手工电弧焊方法，采用多层多道焊方法，层间温度保持100℃以下。焊接从底部6点钟位置开始，分左、右由下向上焊接。盖面焊道要尽量减少咬边缺陷，如果产生，用砂轮打磨掉。
6、严格遵照焊接工艺规定的工艺参数（尤其是焊接速度控制）等进行焊接，并应对焊接线能量进行测量并控制（根据公式按实际测量参数进行计算）。焊接过程要逐层检验，清理干净焊渣及飞溅，发现缺陷立即清除或返修。焊接完成后清理表面表明焊渣和飞溅。
   五、检验
焊接完成后，对试件进行了无损探伤、金相组织、力学性能和腐蚀性能试验，均满足要求。
1、无损探伤
对试样焊缝进行了X-射线、超声波无损探伤，发现焊缝中有小的未超标气孔缺陷，未发现裂纹、未焊透及未熔合缺陷。
2、金相组织
在试件上取全厚度截面试样进行低倍和高倍金相检验。焊接接头低倍检验未发现焊缝及热影响区气孔、加渣、裂纹、未焊透等焊接缺陷。无论封底与否，靠近的内壁复合层没有与基材分离，也没有产生夹渣缺陷。但是采用封底焊工艺，能增加焊接接头根部的不锈钢金属的有效厚度，使接头的腐蚀性对错边引起的未焊透，以及焊接过程产生的根部缺陷敏感性降低，即提高了接头的耐蚀性能。
3、力学性能
（1）焊接接头拉伸试验
焊接接头的强度均大于20G号钢母材的抗拉强度下限（410MPa），且均断于远离焊缝的母材部位，表明焊接接头的强度满足使用要求。
（2）导向弯曲试验
焊接接头有良好的塑性和致密性。
（3）夏比冲击试验
试验值均较高，满足相关材料标准的要求。
（4）硬度
在试件上全厚度截面试样做10kg载荷维氏硬度试验，发现碳钢母材的硬度较低，热影响区次之，焊缝金属的硬度较高。从试验结

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