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薄壁不锈钢管道焊接工艺解析摘要：本文以自保护焊丝焊接为例，关键词： 引言 塔里木大化肥工程作为国家重点工程。我单位施工的80万吨/年尿素联合装置工程中，有多种材质的不锈钢管道，如A312 TP304、A312 TP304L、A312 TP316L及316Lmod（尿素级不锈钢）等，管道的壁厚由1.65mm至33.32mm，其中大多数为壁厚小于3.5mm的薄壁管道，焊接过程稍有不慎，就会出现这样或那样的缺陷，尤其探伤标准的更改（JB4730-1994更改为JB/T4730-2005），将内咬边、内凹陷纳入评级范围，使得在焊接过程中要面对的问题更多，通过片子反映出的焊接缺陷得到了证实，内咬边、内凹、未焊透等这些缺陷，已经成为薄壁不锈钢管道焊接的施工难点，焊接过程变得更加困难。首先我们定向选择公司成熟的焊接工艺评定，选定管径、壁厚相符的评定来指导焊接，焊接前期出现的缺陷： 未熔合、未焊透、内咬边 背面焊缝主要缺陷形式如下图1： 图1 焊缝主要缺陷 图1中：是典型的未融合现象；为伪缺陷，在RT检测中由于透照角度等因素决定在射线片中是否被评级；为根部断续内咬边与母材有部分未熔合。 内凹和接头凹坑原因分析由于管道施工集中在夏季进行，且新疆地区的气候环境与内地有很大的差异，夏季干燥、多风、一天中温差大等因素，使得焊接过程中需要注意的事项增加，决定了焊接的复杂程度相对我公司其它项目较高。 奥氏体不锈钢在焊接时注意焊接热量的输入，在施工中，中午的温度较高，一般要达到40℃左右，管子在环境中的温度就能达到40-50℃，若不采取措施，就会使得热量输入过高，严重的甚至出现裂纹，相对的在早晨及傍晚时，温度较低，这种条件下很适合奥氏体钢的焊接，但仍应注意保证焊缝层间温度不能高于100℃，所以在焊接时，应采用小电流，快焊速，短电弧，窄焊道不摆动焊接的措施。 焊接过程中若风速太大或焊接前不对管道进行清理则易出现气孔、夹渣等缺陷。制作防风棚及焊前清理则可避免此类现象的出现。 在交流中得知，我公司其它项目中薄壁不锈钢的焊接缺陷主要也是内咬边、内凹陷及未焊透，由于探伤评片标准的更改，使得薄壁不锈钢焊接的内咬边、内凹现象特别突出，但是也不排除人为因素的影响，如在探伤时，将像质计误放在了焊缝的边缘，在摄像时由于角度等巧合，使得在片子中反映为内咬边或未焊透；坡口修整的不均匀，成波浪形或坡口错边严重，将影响焊接的质量，会出现内凹、内咬边或未焊透的缺陷；当焊工在接头或收尾时，由于氩气流量的原因，会致使焊缝出现非常严重的内凹；由于焊接电流小，且焊速快，若焊工在焊接过程中不进行检查，可能会出现未融合缺陷。综上所述，决定薄壁不锈钢焊接质量的因素很多，如原材料、坏境及各工种的实际施工操作水平等，这些因素将直接决定薄壁不锈钢焊接的质量。所以在焊接前应对参与薄壁不锈钢焊接的人员进行培训，包括焊工及管工等，在焊接过程中应注意环境温度、风速的改变，注意层间检查，将会提高薄壁不锈钢焊接质量。 主要管道材料成分见表1表1 主要薄壁管道材料表 牌号 规格 C Si Mn S P Cr Ni Mo A312 TP304 Φ21.3×2.77 ～Φ219×3.05 0.044 0.35 0.64 0.001 0.031 18.21 8.08 / A312 TP304L Φ21.3×2.77 ～Φ219×3.05 0.02 0.36 1.38 0.004 0.026 18.66 8.09 / A312 TP316L Φ21.3×2.77 ～Φ219×3.4 0.024 0.46 0.86 0.002 0.03 16.12 11.26 2.02 焊接材料成分见（表2、表3）材质 焊丝 焊条 A312 TP304 TGF308 E308-16 A312 TP304L TGF308L E308L-16 A312 TP316L TGF316L E316L-16 表3 焊丝成分表 型号 C Mn Si S P Cr Ni Cu Mo TGF308 ≤0.06 1～2.5 0.30～0.6 ≤0.02 ≤0.03 19.5～22 9～11 ≤0.75 ≤0.75 TGF308L 0.030 / / 0.03 0.03 22.0 11.0 / / TGF316L 0.030 / 0.65 0.03 0.03 20.0 14.0 / 3.0 在焊接过程中焊接材料选用进口不锈钢自保护焊丝，产地日本，此焊丝在焊接中药皮渗透到熔池背面，形成一层致密的保护膜，使背面不被氧化达到背面保护的效果。电极选用铈钨棒，放射性低，对人体危害小，直径2.5mm，端头磨成锥形，氩气纯度为99.99%。在工程施工前，组织适量具备相应资质的焊工进行焊前培训，利用余料做成短管试件，实地施焊经检验合格后方可进行施工