船用不锈钢管道焊接技术研究

船用不锈钢管道焊接技术研究

董永锋

中船澄西船舶修造有限公司江苏扬州225000

摘要：本文通过阐述了一些船用不锈钢管道焊接的技术、方法和焊接的工艺参数，来对船用不锈钢管道焊接技术的使用环境和特殊要求进行了分析，实践证明了这些方法可以获得高质量的焊接接头，从而能够更好的满足焊接工程质量。

关键词：不锈钢；管道；焊接技术

引言：

船上不锈钢管道输送的介质为水（淡水或纯水）、油等，如果管道在安装过程中，管内焊缝有毛刺、凹坑、焊缝过高等缺陷，会导致管路流.阻增大，水、油等在管内积留，影响系统的冷却效果或系统性能，所以对该种管道的焊缝成型要求特别高，要求双面成型，不允许咬边和未焊透。焊缝高度0~1mm，坑深度不超过0.3mm，尤其是管内焊缝必须成型均匀，光滑无毛刺，焊缝高度均匀0~0.3mm。针对此情况，对船用不锈钢管道的焊接，反复研究、试验、总结焊接技术数据，改进和提高焊接技术，保证了工程安装质量要求。

一、焊接设备选择

在船上应尽量选择管壁薄、强度高的不锈钢管道。一般舱室中不锈钢管壁薄2~3mm，焊接熔浅，焊缝要求双面成型，管口不被氧化等条件，选择直流钨极氩弧焊机（正接法），它具有以下特点，能满足船用不锈钢管道焊接的要求：

（1）钨极因发热量小，不易过热，同样大小直径的钨极可以采用较大的电流，工件发热量大，生产率高，而且由于钨极为阴极，热电子发射力强，电弧稳定而集中。

（2）氩气有效地隔绝周围空气，钨极不发生反应，钨极氣弧焊中电弧还有自动清除工件表面氧化的作用。

（3）钨极电弧稳定，即在很小的焊接电流下仍可稳定燃烧-特别适用于薄壁管的焊接。

（4）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入易调节。可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法。

（5）由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。

二、焊接方法的选择

焊接方法的选择，应根据被焊工件的材质和质量要求等情况来决定。船用不锈钢管道主要是薄壁小口径不锈钢管道，焊缝要求双面成型，光滑无毛刺。按这种要求，选择管内充氩气手工钨极氩弧焊。选用的依据主要是氩气是惰性气体，在焊接中被焊金属和焊丝的合金元素不易被烧损，焊缝成型美观、光滑、无毛刺、质量好，同时还减少了清渣和酸纯化等工序，焊速快，工效高，能满足工程质量和工期要求。

三、焊接工艺要求

3.1气体保护效果

氩弧焊的保护气体氩气是柔性的，极易受到外界因素扰动而遭破坏，为得到良好的保护效果，应注意以下几个因素：

（1）气体的流量

从理论上看，气体的流量越大，保护层抵抗空气影响能力愈强。但是在实践中发现，当气体流量过大时，保护层会产生不规则的流动，反而使空气卷入，降低保护效果，影响焊缝质量同时也浪费气体。所以在焊接时必须根据实际情况选.择气体的流量。

（2）喷嘴直径

喷嘴直径与气体流量的大小成正比，喷嘴直径增大，气体流量同时增大，这时被保护区也必然增大，保护效果愈好。但是喷嘴过大时，会防碍某些位置的焊接，或会防碍焊工视线，而影响焊接效果，影响质量。此外，氨气消耗量增大，会增加工程成本，故喷嘴直径应根据管道的厚薄程度来确定。

（3）喷嘴到工件的距离

一般认为，距离越远，保护效果越差，反之则越好。但实践证明，喷嘴至工件之间的距离只能根据钨棒的伸出长度来确定，经试验采用钨极伸出长度为8~101mm，这时喷嘴到工件的距离为10~13mm。以薄壁小口径不锈钢管道为例，这种方法可获得较窄的焊缝，且表面光滑，根部焊透，也不出现凸凹现象，双面成型效果好。

（4）焊接速度和外界气流氩弧焊时，由于焊炬本身移动速度大而快，如遇到正气流侵袭，保护气体就可能偏离被保护融池，保护效果就会显著变差。尽量避免在室外操作，如确需在室外操作时。应采用挡风装置，同时要注意控制一定的焊速。

（5）管内充氩气保护

管内充氩气保护，在引弧前10~20s，启动开关送气阀，将管内的空气排除，并调节流量表所需的流量。对小管道可采用满充，对大口径管道采取局部充氩，以减少氩气用量。

3.2钨极直径

钨极直径根据管壁厚薄程度选择，管壁越厚所需电池越大，钨极直径应增大，反之则小。确定直径的钨极具有一-定的极限电流，如果焊接电流超过钨极可能承受的极限电流，钨极就要强烈发热，甚至融化蒸发，引起弧不稳，焊缝夹钨。船用不锈钢管道焊接中选择钨极直径为1.6mm。

3.3焊接电源种类与极性

钨极氩弧焊电源分交、直流两种，极性分正接法和反接法两种。选择时，主要取决于被焊工件的材质。对船用不锈钢管道的焊接。应选择直流电源，正接法（工件正接）。所以阴极斑点在钨极上比较稳定，电子发射力强，电弧稳定，可采用较大的许可电流，而钨极烧损少，焊接质量有保证。

3.4焊接规范的选择

焊接规范是否合理。直接影响焊接质量，由以上几点理论分析船用不锈钢管道焊接的实际经验及数据

3.5焊接引弧及熄弧

提前10~20s启动开关充氩气，以排除管内的空气，并调节流量计到所需的气流量，然后方可引弧进行焊接。在管道焊接时，焊把的角度根据焊接位置的不同而作相应的改变，对管件进行点焊固定，一般不加填充金属，由工件自熔，一般先点两点各为20。，第三点是仰焊处为弧点，起弧时焊把与工件的角度为90"，根据被焊接管道的大小逐步改变角度。在焊接过程中，焊把不能横向摆动，在每一焊道或转角需熄弧时，关闭开关后不能立即抬起焊把，应停留5~10s，待弧坑冷却到一-定温度后才能拾起焊把，否则该处会发黑，焊缝表面会氧化。

四、焊接后的表面处理

不锈钢管焊接后，焊缝及焊缝周围有氧化及焊斑，需要进行处理。使用不锈钢刷或其它不锈钢工具，将焊接处的焊屑除去，刷净，然后采用以下方法将焊缝或焊缝周围的斑溃除去。仔细地清除焊缝逢围的焊屑，然后用刷子涂上除斑剂，除斑剂配比如下：

酸洗液配比：盐酸（比重1.19）20ml、水100ml硝酸（比重1.42）30ml

钝化液配比：硝酸（比重1.42）5%、重铭酸钾2%，其余为水。涂上去斑剂后，滞留10min，然后用强水流冲洗，再用钝化液钝化，去斑剂中加适量的硅藻土制成膏状，便于垂直表面或水平管下部焊缝的处理。由于去斑剂是危险品，具有很强腐蚀性，因此，使用过程中要带防腐手套及防护眼镜。

结束语：

对于船用不锈钢管道焊接技术的管道现场安装来说，使用管内充氩气手工钨极氩弧焊的焊接技术，并根据管道壁的厚度合理的选择焊接参数，从而过得更高质量的焊接接头。焊缝双面成形，过度均匀、光滑，无毛刺，能够满足生产的工艺要求。

参考文献：

[1]祝乐，王锁英.船用不锈钢管道焊接技术研究[J].船电技术

[2]蒋明义.不锈钢管道焊接施工的质量控制[J].中国战略新兴产业.

[3]张春梅.浅谈不锈钢管道焊接施工的质量控制[J].价值工程.