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常見問題

不鏽鋼管的焊接方法

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不鏽鋼管熱處理國外普遍采用帶保護氣體的無氧化連續熱處理爐,進行生産過程中的中間熱處理和最終的成品熱處理,由于可以獲得無氧化的光亮表面,從而取消了傳統的酸洗工序。這一熱處理工藝的采用,既改善了鋼管的質量,又克服了酸洗對環境的汙染。

根據目前世界發展的趨勢,光亮連續爐基本分爲三種類型:

(1)輥底式光亮熱處理爐。這種爐型適用于大規格、大批量鋼管熱處理,小時産量爲1.0噸以上。可使用的保護氣體爲高純度氫氣、分解氨及其它保護氣體。可以配備有對流冷卻系統,以便較快地冷卻鋼管。

(2)網帶式光亮熱處理爐。這種爐型適合于小直徑薄壁精密鋼管,小時産量約爲0.3-1.0噸,處理鋼管長度可達40米,也可以處理成卷的毛細管。

(3)馬弗式光亮熱處理爐。鋼管裝在連續的把架上,在馬弗管內運行加熱,能以較低的成本處理優質小直徑薄壁鋼管,小時産量約在0.3噸以上。

不鏽鋼焊管的焊接

氩弧焊

不鏽鋼焊管要求熔深焊透,不含氧化物夾雜,熱影響區盡可能小,鎢極惰性氣體保護的氩弧焊具有較好的適應性,焊接質量高、焊透性能好,其産品在化工、核工業和食品等工業中得到廣泛應用。

焊接速度不高是氩弧焊的不足之處,爲提高焊接速度,國外研究開發了多種方法。其中由單電極單焊炬發展采用多電極多焊炬的焊接方法在生産中應用。70年代德國首先采用多焊炬沿焊縫方向直線排列,形成長形熱流分布,明顯提高焊速。一般采用三電極焊炬的氩弧焊,焊接鋼管壁厚S≥2mm,焊接速度比單焊炬提高3-4倍,焊接質量也得以改善。氩弧焊與等離子焊組合可以焊接更大壁厚的鋼管,此外,在氩氣中5-10%的氫氣,再采用高頻脈沖焊接電源,也可提高焊接速度。

多焊炬氩弧焊適用于奧氏體和鐵素體不鏽鋼管的焊接。

高頻焊

高頻焊用于碳钢焊管生产已经有40多年的历史,但用于焊接不锈钢管却是较新的技术。其生产的经济性,使其产品更为广泛地用于建筑装饰、家用器具和机械结构领域。

高頻焊接具有较电源功率,对不同的材质、外径壁厚的钢管都能达到较高的焊接速度。与氩弧焊相比,是其最高焊接速度的10倍以上。因此,生产一般用途的不锈钢管具有较高的生产率。

因为高頻焊接速度高,给焊管内毛刺的去除带来困难。目前,高頻焊不锈钢管尚不能为化工、核工业所接受,这也是其原因之一。

从焊接材质看,高頻焊可以焊接各种类型的奥氏体不锈钢管。同时,新钢种的开发和成型焊接方法的进步,也成功地焊接了铁素体不锈钢AISI409等钢种。

組合焊接技術

不鏽鋼焊管的各種焊接方法均有各自的優點和不足。如何揚長避短,將幾種焊接方法加以組合形成新的焊接工藝,滿足人們對不鏽鋼焊管質量和生産效率的要求,是當前不鏽鋼焊管技術發展的新趨勢。

经过近几年的探索研究,组合焊接工艺已取得了进展,日本、法国等国家的不锈钢焊管生产已掌握了一定的組合焊接技術。

组合焊接方法有:氩弧焊加等离子焊、高頻焊加等离子焊、高频预热加三焊炬氩弧焊、高频预热加等离子加氩弧焊。组合焊接提高焊速十分显着。对于采用高频预热的组合焊接钢管焊缝质量与常规的氩弧焊、等离子焊相当,焊接操作简单,整个焊接系统易实现自动化,这种组合易于与现有的高頻焊接设备衔接,投资成本低,效益好。

TIG焊活性劑對焊縫成形的影響

01

TIG焊在生産中已經得到廣泛的應用,它可以獲得優質焊縫,常用來焊接有色金屬、不鏽鋼、超高強度鋼等材料。但是TIG焊存在熔深淺(≤3mm)、焊接效率低等缺點,對于厚板需要開坡口進行多道焊。增大焊接電流雖然能使熔深增加,但熔寬和熔池體積增加的幅度要遠大于熔深的增加幅度。

02

活性化TIG焊方法近年来引起了世界范围内的重视。这种技术是在焊前将焊缝表面涂敷上一层活性焊剂(简称活性剂),在相同的焊接规范下,同常规的TIG焊相比,可以大幅度地提高熔深(最大可达300%)。对于8mm的厚板焊接可以不开坡口一次获得较大的熔深或一次焊透,对于薄板可以在不改变焊接速度的情况下减小焊接热输入。目前A-TIG焊可以用于焊接不锈钢、碳钢、镍基合金和钛合金等材料。同传统的TIG焊相比,A-TIG焊,可以大大地提高生产率,降低生产成本,同时还可以减小焊接变形,具有非常重要的应用前景。  A-TIG焊关键的因素在于活性剂成分的选配。目前常用的活性剂成分主要有氧化物、氯化物和氟化物,不同的材料,其适用的活性剂成分不同。但是由于这种技术的重要性,活性剂的成分和配方在PWI和EWI都有专利限制,公开出版物上很少报道。目前对A-TIG焊的研究主要集中在活性剂作用机理的研究和活性化焊接应用技术的研究两个方面。

03

目前國內外開發並使用的活性劑主要有三種類型:氧化物、氟化物和氯化物。早期由PWI研制的用于钛合金焊接的活性劑以氧化物和氯化物爲主,但是氯化物的毒性大,不利于推廣和應用。目前國外焊接不鏽鋼、碳鋼等所使用的活性劑以氧化物爲主,而對于钛合金材料的焊接其活性劑中含有一定的氟化物成分。

04

單一成分的活性劑對不鏽鋼焊縫成形的影響:

(1) 对于涂敷了SiO2活性剂的焊缝,随着SiO2涂敷量的增加,焊道宽度逐渐变窄,弧坑变长变窄变深。焊道后部余高变高,在涂敷活性剂和未涂敷活性剂的交接处,焊道金属堆积多,在所有活性剂中,SiO2对焊缝成形作用效果最大。

(2) 活性剂NaF、Cr2O3对焊道成形的影响不明显。随着涂敷量的增加,焊缝宽度变化并不大,弧坑也没有明显变化。与无活性剂的焊缝相比,焊道宽度也没有明显的变化,但弧坑比无活性剂的要大。

(3) 随着TiO2涂敷量的增加,焊道外观变化不大,弧坑没有明显变化,与无活性剂时相似。但所形成的焊缝表面比较平整规则,没有出现咬边现象,比无活性剂的焊道成形要好。

(4) 活性剂CaF2对焊道成形影响较大。随着CaF2涂敷量的增加,焊缝成形变差,弧坑变化不大,焊缝宽度变化不大。但随着CaF2量的增加出现咬边等缺陷。

(5) 对熔深的影响上,与无活性剂相比,上述五种活性剂都能够增加焊缝的熔深,而且随着涂敷量的增加,熔深也相应的增加。但是当涂敷量达到一定值时,熔深增加达到饱和,再增加涂敷量,熔深反而下降。


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