不锈钢管道焊接工艺要求

不锈钢管焊接工艺操作方法

1 施工准备

1．I 材料要求

00Crl8Nil0管材f6O×3．5，含碳量<0．035超低碳不锈钢，存放应按规定摆放；

焊丝选用H00Gr21Ni10，必须有质量证明或材质合格证。

1．2 对氩气的要求

所用氩气纯度必须保证≥99．99 。

1．3 机具要求

焊接设备选用逆变式焊机ZX7—400；焊工所用焊丝筒、不锈钢锤、不锈钢丝刷；

焊工观察根部成形的聚光小手电筒，焊缝检查尺，接触式测温计。

1．4 作业条件

焊工必须持有该项目材质合格证，才能满足施焊要求；在现场预制，现场安装，室内作业，不用挡风措施。

2 焊接

图l 接头衙图

坡日制作：焊前应采用砂轮机打磨，用不锈钢刷

清理干净，坡口形式及尺寸按图。

组对要求：组对时内壁错边量应≤O．5ram。组对前将坡口两侧20mm 范围内用丙酮擦洗

干净(油污赃物)。

3 焊接方法

所有焊口采用钨极氩弧焊封底、盖面。

所有焊缝采用单面焊双面成形

4 操作要点

TIG焊时焊枪与工件角度75～80度，焊丝与工件角度2O～3O度，减少工件受热，增大电弧吹

力，焊口根部融合良好；TIG焊枪喷嘴直径10ram，钨极伸出长度3～4ram，喷嘴与焊件之间距离8ram；

施焊前管内充氩气保护；采用间断送丝方法，焊丝在氩气保护范围内一

滴一滴向根部熔池填送；层间温度控制在100℃ ；焊口焊接完毕，待焊口冷却后在离焊缝50mm处用记号笔标记上焊工钢印、焊口号、管线号。

1、先把对接口磨平，截面和管子呈90度。

2、在把管口一圈打磨30度坡口，留1mm钝边最好。两管口对接后就是60度的V型坡口，这样能保证焊透和焊接牢固。

3、选择焊接方式，有两种选择：一种是二保焊，采用二保焊快。再就是氩弧焊，量少可以选择这个，这个慢，如果水平好，外观成形都不成问题。

4、焊接，将两管口对齐，留0.5mm---1mm间隙。如果外观要求很高，就分两道，先打底，后盖面。盖面很关健，要控制焊高和接头等。

5、外观处理，主要是打磨，打磨主要是用抛光片打磨，如果你开坡口焊，盖面时能保证和管面相平，打磨后可以看不出焊接的痕迹。如果不开坡口焊，那就有一道明显的焊道。

答：

一）马氏体不锈钢管焊接特点：

1）可焊性较差，焊接时有强烈的淬火倾向，经焊接加热后在空气中冷却就能导致淬火，使焊缝和热影响区形成坚硬的马氏体组织，因温差引起的热应力和奥氏体转变为马氏体组织的相变应力的综合作用，导致焊后残余应力较大。

2）含碳量愈高，其淬硬性就愈大。还存在由于扩散氢的作用而引起的滞后裂纹。因此，焊接薄板时采用较小的电源，尽可能快的焊速，应使焊道狭窄，熔池体积减小，以免金属过热；

3）厚板焊前应进行预热（200～

400℃），焊后高温回火或退火，随后缓冷；焊丝、坡口、氩气要清洁、干燥，以消除氢的产生。

二）马氏体不锈钢管焊接方法（工艺）：

马氏体不锈钢的焊接工艺

当含碳量<

0.1%

时,

一般不需预热和后热。

当含碳量在0.1%～0.2%时,

预热到250℃,

焊后缓冷。

当含碳量>

0.5%

时,

预热到250℃,

用大线能量焊接,

然后退火。

预热温度不能超过400℃。焊后热处理是在冷至150℃～200℃时,

保温2

小时,

然后立即进行高温回火,

加热到730℃～790℃,

保温时

间为每1

mm

板厚10

min,

但不少于2h,

最后空冷。

一般选用与母材成分和组织相近的焊条,

若焊后不能进行热处理,

则选用奥氏体不锈钢焊条。

我们生活中，随处可见不锈钢制品。并且大部分不锈钢制品都是钢管状的，但是那些制品开始的状态并不是那样的。而是根根独立的，那么它们是怎么那么无缝隙的连接在一起的呢?我想小伙伴们，也经常在生活中看到一些做电焊的一些人吧，其实啊不锈钢管制作成窗户以及其他的制品也是经过电焊焊接在一起的。那么在焊接工艺的过程中，需要注意哪些问题了?又有需要进行哪些准备呢?今天，小编带小伙伴们了解一下生活中常见的一种不锈钢316l不锈钢管以及了解一下它的焊接工艺。

316L不锈钢管的焊接工艺

焊接范围

不锈钢管的焊接的部位一般都是有限的，一般都是管子与管子、管子与福建之间的对接以及搭接接头。焊接时也需要采用无极氩弧焊，背面要通氩气以保护全面位置的单面焊。

焊接人员

这里进行焊接的人员，并不是一个随随便便会焊接的人就可以进行316L不锈钢管的焊接的，必须是经过船级社资格认可考试，并且要考试合格后经过一段时间的实习，并且经过船级社认可好，才能够参与这一项目的焊接。因为这一项目的焊接需要一个非常专业的人进行，并且这一项目是非常危险的，不能够出现什么偏差。

焊接前的准备工作

1.要先选择好适合钨极氩弧焊焊丝，以及准备好钨极氩弧焊所需要用到的纯Ar气体，要求纯度在99.9%以上。

2.焊接前要对焊缝坡面以及坡口出进行清理，将干净不调放在丙酮中浸泡，并多次擦拭所有接头区，清除缝口上餐求的污物，碎屑、油脂等。焊接的工具也应该在丙酮溶液中侵泡一段时间。

361l不锈钢管焊接工艺过程

1.焊前充气。在焊接前，先用铝铂胶带将要焊接的管子接缝两端以及破口处封住。在管子的一端充入氩气，并在管子的另一端开一个5mm的小孔，并在管子的下端充气氩气，在氩气充满后，就可以进行焊接了。

2.焊接时，撕开坡口面是哪个的铝铂胶带，并且焊接一段后再撕开另一段，并且焊接过程中要始终对管子内充氩气进行保护。

3.焊接结束后，等几分钟后才能停止充气保护。

焊接过程，在我们的眼中是一个并没有多少技术含量的粗活，很多人都是可以做的。现在看来，焊接并没有我们看的那么简单，也并不是什么人都可以从事的。

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C4（00Cr14Ni14Si4）是超低碳高硅奥氏体型不锈耐酸钢，在强氧化性介质中有极好的耐蚀性能，远优于一般不锈钢（含304L）与高硅铁和高纯铝比较，其耐蚀性能优于高纯铝而和高硅铁相近，但机械强度和机加工性能是高纯铝和高硅铁无法比拟的。因此目前C4钢被公认为是强氧化性特别是浓硝酸，介质用材中综合性能zui好的材料。C4钢曾获兵器部科技进步成果一等奖。它类似美国Durcomet5，前苏联Zu654^，德国VEWA611，法国等Uranuss。1984年纳入国家标准GB2100-80中其代号为300。

C4不锈钢钢具有以下优点：上海翔洽金属团队，期待您的咨询！

1)焊后无刀口腐蚀，且具有较好的抗小孔腐蚀能力和优良的抗应力腐蚀能力；

2)C4不锈钢钢塑韧性好，增加了安全可靠性，避免了工业纯钛在发烟硝酸中发火、爆炸的危险；

3)C4不锈钢钢远胜于高纯铝的耐腐蚀性能，且具有高硅铸铁无法与之比拟的机械性能，其焊接接头具有与母材相当的机械性能和耐腐蚀性。

因此，目前C4（00Cr14Ni14Si4）被认为是强氧化性特别是浓硝酸介质用材中综合性能zui好的材料，用于间接法（硝酸镁法）浓硝酸的装置里的管道、阀门、冷凝器、泵类等使用效果非常好。

C4的化学成分(%)：C: 0.03Si: 3-5Mn: 1Cr: 13-15Ni: 13-15P: 0.035S: 0.03

C4的应用范围：C4钢可在化工、化肥、矿山、冶金、国防、石化、医药、化纤、农药、染料、造纸、食品等行业广泛使用。C4不锈钢管主要用于耐浓硫酸浓硝酸尤其是耐浓度为98%以上的浓硫酸、浓硝酸项目!

C4的热处理：铸件升温至1050℃，经保温后入水冷却，进行固溶处理，以获得zui佳耐腐蚀性能。

焊接：有良好的焊接性能，用奥0.12 硅焊条进行手工电弧焊，铸件焊后应进行固溶化处理。

耐蚀性能：C4钢是强氧化性用材，它在常温下可耐硝酸的全浓度，在铬酸中也有极好的耐蚀性，在其他的腐蚀介质中也优于18-8型不锈钢。

答：

一）奥氏体不锈钢管焊接特点：

奥氏体不锈钢具有良好的可焊性，但焊接材料或焊接工艺不正确时，会出现以下缺陷：

1．晶问腐蚀

(1)晶间腐蚀产生原因

晶问腐蚀发生于晶粒边界，所以叫晶问腐蚀。它是奥氏体不锈钢最危险的一种破坏形式，它的特点是腐蚀沿晶界深人金属内部，并引起金属机械性

能和耐腐蚀性能的下降。奥氏体不锈钢在450～850％温度区间范围内停留一定时问后，则晶界处会析出C ，其中的铬主要来自晶粒表层，内部的铬如来不及补充，会使晶界晶粒表层的含铬量下降而形成贫铬区，在强腐蚀介质的作用下，晶界贫铬区受到腐蚀就会形成晶间

腐蚀。受到晶间腐蚀的不锈钢在表面上没有明显的变化，但在受力时会沿晶界断裂，几乎完全丧失强度。

(2)防止晶间腐蚀的措施

①选用超低碳C≤0．03％、添加钛或铌等稳定元素的不锈钢焊条。

②采用小规范，目的是为了减少危险温度范围停留时间，采用小电流、快焊速、短弧焊及不作横向摆动。焊缝可采用强制冷却(如铜垫板、水冷)方法加快焊接接头的冷却速度，减少热影响区。多层焊时，应控制层间温度，要前一道焊缝冷却至60℃以下时再焊。

③接触介质的那面焊缝最后焊接。

④焊后固溶处理。将工件加热至1050～1150％后淬火，使晶界上的C C6溶人晶粒内部，形成均匀的奥氏体组织。

2．热裂纹

(1)热裂纹产生原因

①液相线和固相线距离大，凝固过程温度范围大，使低熔点杂质偏析严重，而且集中在晶界处。

②膨胀系数大，所以冷却收缩时的应力也大。

(2)控制热裂纹产生的措施

①控制焊缝金属组织，尽量使焊缝金属呈双相组织，铁素体的含量控制在3％ ～5％以下。因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。

②控制化学成分，应减少焊缝金属中的镍、碳、硫、磷含量，增加铬、钼、硅及锰等元素，可以减少热裂纹的产生。

③选用适当的焊条药皮类型。用低氢型药皮焊条可以使焊缝晶粒细化，减少杂质偏析，提高抗裂性。用酸性药皮焊条氧化性强，使合金元素烧损多，抗裂性下降，而且晶粒粗大，使热裂纹极易产生。

④采用适当的焊接规范和冷却速度。采用小规范，即小电流、快焊速来减少焊接熔池过热、快速冷却，以减少偏析，使抗裂性提高。多层焊时，要控制层问温度，前一焊道冷却至6o℃后再焊。

3．应力腐蚀开裂

(1)应力腐蚀开裂产生原因

应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下，受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式，表现为无塑性变形的脆性破坏。

(2)应力腐蚀开裂防止措施

①合理制定成形加工和组装工艺，

尽可能减小冷却变形度，避免强制组装，防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕，都会成为SCC的裂源，易造成腐蚀坑)。

②合理选择焊材。

焊缝与母材应有良好的匹配，不产生任何不良组织，如晶粒粗化及硬脆马氏体等。

③采取合适的焊接工艺。

保证焊缝成形良好，不产生任何应力集中或点蚀的缺陷，如咬边等采取合理的焊接顺序，降低焊接残余应力。

④消除应力处理。

焊后热处理，如焊后完全退火或退火；在难以实施热处理时采用焊后锤或喷丸等。

4．焊缝成形不良

(1)焊缝成形不良产生原因

奥氏体不锈钢焊接时，由于焊缝中合金元素含量高，熔池流动性差，易造成焊缝表面成形不良。主要表现在根部焊道背面成形恶化及盖面焊道表面粗糙。焊缝表面成形不良对焊缝性能的影响在常温或高温工况下表现不明显，但在低温工况下，其成形不良所造成的应力集中，对焊缝低温性能的影响不亚于焊缝内部质量的影响。

(2)防止措施

对于焊缝成形不良以及焊接热影响区的晶问腐蚀问题，可以通过焊接工艺来加以解决。采用钨极氩弧焊打底、较小的焊接线能量，来控制热影响区处于敏化温度区间的范围。

二）奥氏体不锈钢焊接方法：

不锈钢最常用的焊接方法有：手工焊、金属极气体保护焊、和钨极惰性气体保护焊。

1、 手工焊

手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法.电弧的长度靠人的手进行调节，它决定于电焊条和工件之间缝隙的大小.同时，当作为电弧载体时，电焊条也是焊缝填充材料。

这种焊接方法很简单，可以用来焊接几乎所有材料.对于室外使用，它有很好的适应性，即使在水下使用也没问题.大多数电焊机可以TIG焊接.在电极焊中，电弧长度决定于人的手：当你改变电极与工件的缝隙时，你也改变了电弧的长度.在大多数情况下，焊接采用直流电，电极既作为电弧载体，同时也作为焊缝填充材料.电极由合金或非合金金属芯丝和焊条药皮组成.这层药皮保护焊缝不受空气的侵害，同时稳定电弧.它还引起渣层的形成，保护焊缝使它成型.电焊条即可是钛型焊条，也可是缄性的，这决定于药皮的厚度和成分.钛型焊条易于焊接，焊缝扁平美观.此外，焊渣易于去除.如果焊条贮存时间长，必须重新烘烤.因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚。

2、 金属极气体保护焊

这是一种自动气体保护电弧焊接方法.在这种方法中，电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间烧接.机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下融化.由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点，至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法.它使用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料.这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法.当焊接钢时，MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求.这里使用的保护气体是活性气体，如二氧化碳或混合气体.唯一的限制是当进行室外焊接时，必须保护工件不受潮，以保持气体的效果。

3、 钨极惰性气体保护焊

电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生.这里使用的保护气体是纯氩气，送入的焊丝不带电.焊丝既可以手送，也可以机械送.也有一些特定用途不需要送入焊丝.被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电.采用直流电时，钨电焊丝设定为负极.因为它有很深的焊透能力，对于不同种类的钢是很合适的，但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”。

三）奥氏体不锈钢的焊接技巧

根据上述不锈钢的焊接特点，为保证接头的质量，应当采用以下焊接工艺：

1．焊前准备。必须清除可能使焊缝金属增碳的各种污染。焊接坡口和焊接区焊前应用丙酮或酒精除油和去水。不得用碳钢钢丝刷清理坡口和焊缝表面。清渣和除锈应用砂轮、不锈钢钢丝刷等。

2．焊条必须存放在干净的库房内。使用时应将焊条放在焊条筒内，不要用手直接接触焊条药皮。

3．焊接薄板和拘束度较小的不锈钢焊件，可选用氧化钛型药皮焊条。因为这种焊条的电弧稳定，焊缝成型美观。

4．对于立焊和仰焊位置，应采用氧化钙型药皮焊条。其熔渣凝固较快，对熔化的焊缝金属可起到一定的支托作用。

5．气体保护焊和埋弧自动焊时，应选用铬锰含量比母材高的焊丝，以补偿焊接过程中合金元素的烧损。

6．在焊接过程中，必须将焊件保持较低的层问温度，最好不超过150℃。不锈钢厚板焊接时，为加快冷却，可从焊缝背面喷水或用压缩空气吹焊缝表面，但层问必须注意清理，防止压缩空气污染焊接区。

7．手工电弧焊时，应在焊条说明书规定的电流范围内选择焊接电流。由于不锈钢电阻值较大，靠近夹持端的一段焊条容易受电阻热的作用而发红，在焊至后半段焊条时应加快熔化速度，使焊缝熔深减少，但熔化速度太快又会造成未熔合和熔渣等缺陷。从保证接头的耐腐蚀性考虑，也要求选用较小的焊接电流，减少焊接热输入量，防止焊接热影响区的过热。

8．在操作技术上应采用窄焊道技术，焊接时尽量不摆动焊条，在保持良好熔合的前提下，尽可能提高焊接速度。

9．不锈钢焊件焊后一般不作消除应力处理。虽然在不锈钢的焊接中也存在较高的残余应力，但由于接头各区在焊后具有良好的塑性和韧性，使残余应力的有害影响显著减小。更重要的是消除应力处理的温度范围正好处于不锈钢的敏化温度区，消除应力处理反而导致耐蚀性的降低。因此不锈钢焊件的焊后热处理的目的不应是消除接头的残余应力，而应是提高接头的耐蚀性。主要有固溶处理和稳定化处理。