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通過(guò)對(duì)焊接工藝的幾大要素進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際施工，探討不銹鋼管道焊接的質(zhì)量控制。

通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的施工實(shí)踐，在油田管道、儲(chǔ)罐、設(shè)備的安裝施工中積累了一些經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)不銹鋼焊接有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。現(xiàn)結(jié)合實(shí)際施工，針對(duì)不銹鋼焊接的質(zhì)量控制，談幾點(diǎn)體會(huì)。

1焊接工藝的確定

不銹鋼的牌號(hào)比較多，在施工中較常用的是奧氏體，如：0Cr18Ni9Ti、1Crl8Ni9Ti等。奧氏體不銹鋼的焊接性比較好，相對(duì)比較容易焊接，焊接接頭即使在焊態(tài)也具有較高的韌性。但與普通碳素鋼相比，其導(dǎo)熱率約為碳鋼的1/3，膨脹系數(shù)卻比碳鋼大1.5倍。由于奧氏體不銹鋼具有較低的導(dǎo)熱率和較高的膨脹系數(shù)，在焊接過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生較大的變形和應(yīng)變。焊接質(zhì)量主要取決于焊接工藝是否與母材相適應(yīng)，為此在確定焊接工藝時(shí)，必須從以下幾大要素。

1.1焊接方法的選擇

不銹鋼常用的焊接方法有手工電弧焊、氣體保護(hù)焊及自動(dòng)埋弧焊。主要根據(jù)設(shè)計(jì)的介質(zhì)參數(shù)、施工條件和操作環(huán)境、以及施工成本等確定。在工藝管道施工中，因管徑大小不等，且管道上閥門、管件較多，使得焊口位置變化較復(fù)雜。所以一般采用手工電弧焊。

在油田站場(chǎng)施工中，由于輸送的介質(zhì)多為易燃、易爆或介質(zhì)有一定清潔度要求（如潤(rùn)滑油等），通常我們都是采用氬弧焊打底、手工電弧焊蓋面的方式焊接。

1.2焊接材料的選擇

焊接材料的選擇主要應(yīng)從母材的化學(xué)成分、管道介質(zhì)溫度和壓力、焊機(jī)電流（交流或直流）、焊接方法以及焊接時(shí)的環(huán)境溫度等多方面考慮。奧氏體不銹鋼通常采用鉻鎳不銹鋼焊條（牌號(hào)為“A”字頭）。具體牌號(hào)可根據(jù)焊條的性價(jià)比擇優(yōu)選用。

需要?dú)寤『复虻讜r(shí)通常選用含Ti、Nb的手工鎢極氬弧焊焊絲，鎢極采用鈰鎢極WCe-20，惰性保護(hù)氣體采用99.99%的氬氣。

1.3焊縫坡口形式的選擇

不同的母材和焊材在焊接時(shí)對(duì)坡口尺寸的要求是不同的。這是因?yàn)�，材質(zhì)的化學(xué)成分和物理特性不同，其施焊時(shí)的穿透力（熔深）也不盡相同。所以在施工時(shí)一定要根據(jù)具體的材質(zhì)，調(diào)整坡口的對(duì)口間隙、鈍邊、坡口角度。如果坡口尺寸過(guò)大，不僅會(huì)提高施工成本，還會(huì)使焊縫應(yīng)力過(guò)大，易變形和產(chǎn)生裂紋；而坡口尺寸過(guò)小，則容易出現(xiàn)未焊透、夾渣等質(zhì)量缺陷。在采用手工電弧焊進(jìn)行作業(yè)時(shí)，因不銹鋼比碳鋼焊條的穿透力小。所以坡口角度及對(duì)口間隙應(yīng)適當(dāng)增大，可按規(guī)范給定的正偏差值進(jìn)行控制，或通過(guò)試焊來(lái)確定。

1.4選擇焊接電流

由于奧氏體不銹鋼的電阻率為低碳鋼的4倍以上，焊接時(shí)產(chǎn)生的電阻熱較大，藥皮容易發(fā)紅、開(kāi)裂。所以同樣直徑的焊條焊接電流應(yīng)比低碳鋼降低20%左右，焊條長(zhǎng)度亦比同直徑的碳鋼焊條短，否則焊接式由于藥皮的迅速發(fā)紅、開(kāi)裂會(huì)失去保護(hù)而無(wú)法焊接。當(dāng)使用大電流時(shí)將引起焊條過(guò)熱和藥皮中有效成分的燒損，使焊縫保護(hù)不良容易引發(fā)缺陷，同時(shí)也得不到預(yù)期的焊縫金屬成分，所以焊接電流不宜過(guò)大。一般選用較小的焊接電流為宜。

2焊前的準(zhǔn)備工作

焊接作業(yè)前，要進(jìn)行有針對(duì)性的準(zhǔn)備。這種準(zhǔn)備是保證焊接質(zhì)量的重要組成部分。其內(nèi)容主要從以下三方面考慮：

2.1焊工技能的確認(rèn)

從事焊接作業(yè)的焊工必須持證上崗，并嚴(yán)格按操作證上注明的允許施焊項(xiàng)目進(jìn)行作業(yè)。同時(shí)，必須做好焊工的上崗培訓(xùn)及考試，做好先關(guān)技術(shù)交底，合格后方能進(jìn)行作業(yè)。

2.2焊接材料的管理

焊條在儲(chǔ)存、運(yùn)輸期間藥皮會(huì)吸潮，使藥皮中的水分增加。焊條使用前必須進(jìn)行烘干，降低藥皮中的含水量，其目的是：減少焊接過(guò)程中的飛濺，使焊接電弧能夠穩(wěn)定地燃燒；防止在焊縫中產(chǎn)生氣孔；防止產(chǎn)生在焊接某些合金鋼時(shí)由氫引起的延遲裂紋。烘焙必須使用可控溫的專用烘干箱。用多少烘多少，隨用隨取。烘干后的焊條應(yīng)放在保溫筒內(nèi)使用。外露超過(guò)2h應(yīng)重新烘焙。重復(fù)不宜超過(guò)3次。

2.3管道的坡口加工

不銹鋼管坡口可采用機(jī)械加工或等離子切割。在施焊前，應(yīng)先清除坡口處的氧化層及毛刺等。由于不銹鋼與碳鋼接觸會(huì)產(chǎn)生“滲碳”現(xiàn)象，所以在焊道及飛濺清理時(shí)，必須使用專用砂輪和不銹鋼刷子。

3焊接缺陷的成因及預(yù)防

未焊透：焊接電流小，根部間隙小，焊接速度過(guò)快、焊角度不正常等均易產(chǎn)生未焊透的缺陷。合適的根部間隙和焊接電流，正確調(diào)整焊角度就可避免產(chǎn)生未焊透。

變形：由于奧氏體不銹鋼有大的膨脹系數(shù)和小的導(dǎo)熱率，致使不銹鋼在焊接時(shí)，容易出現(xiàn)較大的焊接變形。所以在組對(duì)時(shí)，要根據(jù)不同位置的焊縫，使用不同類型的防變形卡具，定位焊和固定焊的位置應(yīng)比一般碳鋼間距小。焊接時(shí)，應(yīng)合理確定焊接順序。母材厚度較大時(shí)，焊道應(yīng)多層施焊，并以小線能量施焊。

氧化嚴(yán)重：打底焊時(shí)，管內(nèi)充氬裝置未能起到良好的保護(hù)作用，焊縫背面將氧化；焊接過(guò)程中對(duì)熔池及焊絲端頭保護(hù)不良，或焊絲表面有氧化雜質(zhì)也將會(huì)氧化嚴(yán)重。充氬裝置盡可能與管子對(duì)嚴(yán)，不能留有間隙，管子的間隙用耐高溫錫油紙貼上，避免焊縫氧化。

夾渣、夾鎢：焊接過(guò)程中，若焊絲端頭在高溫過(guò)程中脫離了氬氣保護(hù)區(qū)，在空氣中被氧化，當(dāng)再次焊接時(shí)被氧化的焊絲端頭未清理，又送入熔池中，在斷口試驗(yàn)中即判為夾渣；若鎢極長(zhǎng)度伸出量過(guò)大，焊動(dòng)作不穩(wěn)定，鎢極與焊絲或鎢極與熔池相碰后，又未終止焊接，從而造成夾鎢。因管子是圓的，焊、送絲角度要隨時(shí)變化，所以手法一定要穩(wěn)、準(zhǔn)，就能避免夾渣、夾鎢現(xiàn)象的發(fā)生。

內(nèi)凹：裝配間隙小，焊接過(guò)程中焊擺動(dòng)幅度大，致使電弧熱量不能集中于根部，產(chǎn)生了背面焊縫低于試件表面的內(nèi)凹現(xiàn)象。電弧熱量盡量集中于根部，仰焊部位多給點(diǎn)焊絲可避免內(nèi)凹。

裂紋：焊條烘焙后，要使用保溫筒盛裝。施焊環(huán)境溫度宜在0℃以上，且不宜在施焊過(guò)程中發(fā)生幅度較大的波動(dòng)。施焊時(shí)，焊條不應(yīng)做橫向擺動(dòng)，運(yùn)條采用向前拉，不擺動(dòng)的直線運(yùn)條法。在立焊時(shí)如必須進(jìn)行橫向擺動(dòng)，擺動(dòng)幅度應(yīng)盡量減少，過(guò)分的橫向擺動(dòng)容易造成熱裂紋和保護(hù)不良。采用小電流、快速焊，一次焊成的焊縫不宜過(guò)寬，最好不超過(guò)焊條直徑的3倍。弧長(zhǎng)應(yīng)盡量保持短弧，長(zhǎng)電弧不僅會(huì)引起合金成分的燒損，而且可能會(huì)由于空氣中氮?dú)獾那秩朐斐设F素體的減少引發(fā)熱裂紋。收弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿，凹陷的弧坑是很難避免熱裂紋發(fā)生的。

4結(jié)語(yǔ)

對(duì)于安裝工程來(lái)說(shuō)，影響施工質(zhì)量的因素很多，但焊接質(zhì)量絕對(duì)是其中的重要一環(huán)，將直接影響生產(chǎn)安全。為此，必須不斷提高施工中的焊接質(zhì)量，以便更好地服務(wù)于企業(yè)、服務(wù)于社會(huì)。