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          TIG焊接技术在不 锈钢平焊法兰中的一应用

          TIG焊接技术在不 锈钢平焊法兰中的一应用

            不 锈钢平焊法兰与不 锈钢管件的一固定运用TIG焊接技术,实行法兰密封面自熔焊接,法兰非密封面加丝焊接,以实现法兰连接功能 。
            钨极氩弧焊(TIG)是利用钨棒作为电极,以氩气 、氦气等惰性气体为保护气体的一一种焊接方法,用难熔金属作为电极,焊接过程中电极不 熔化 。因 此焊接过程稳定,焊缝成形好,容易得到高质量的一焊缝 。适合于焊接铝及其合金 、不 锈钢 、高温合金 、钛合金及难熔的一活泼金属(如钼 、铌 、锆等),因 氦价格比氩气贵很多,故在工业上  主要用氩气作为保护气体 。
            法兰连接就是把两个管道设备 、管件,先各自固定在一个法兰盘上  ,两个法兰盘之间,加上  法兰密封垫,用螺栓紧固在一起,完成连接 。法兰连接使用方便,能够承受较大的一压力  ,是管道施工的一重要连接方式, TIG焊接是实现不 锈钢法兰盘与不 锈钢管件固定的一首选方式 。
            焊接设备的一选用
            1.1焊机:选用钨极氩弧焊机,如WSM系列直流钨极脉冲氩弧焊机,该机具有电流缓升和电流衰减自动功能 。
            2焊枪:常用焊枪分为水冷式和气冷式,前者用于大电流(≥150A)焊接,后者用于小电流(≤150A)焊接 。
            焊接材料的一选用
            2.1 氩气:具有极好的一保护作用,本身既不 与金属起化学作用,也不 溶解于金属中,使得焊接过程的一熔池冶金反应显得简单和容易控制,因 此为获得高质量的一焊缝提供了良好的一条件 。电弧在氩气中燃烧非常稳定,在小电流焊接情况下(<10A)仍然稳定燃烧,对于一般易氧化 、氮化的一活泼金属,高熔点的一黑色金属以及异种金属都能进行焊接,在航空 、原子能 、石油化工 、电站锅炉 、机械等领域被广泛应用 。为保证最佳焊接质量,通常都要求氩气纯度达到99.99%以上   。
            2.2 焊丝:氩焊丝型号比较普通的一有304 、308 、308L  、316L等,选用原则为焊缝金属的一力  学性能应高于或等于母材规定的一限值,当需要时,其他性能也不 应低于母材相应要求;或力  学性能和其他性能满足设计文件规定的一技术要求 。
            2.3 钨极:因 纯钨不 易引弧,一般采用钍钨极或铈钨极 。铈钨极的一弧束细长,热量集中,寿命长,易引弧,更重要的一是放射性危害比钍钨极小的一多,因 此推荐选用铈钨极作为钨极气体保护焊用电极 。若钨极表面呈褐色 、黄绿色或蓝色,说明端头氧化严重,应重新打磨后再使用 。
            焊接步骤:
            3.1 母材要求:平焊法兰 、管件采用304 、304L 、316 、316L型号不 锈钢,且法兰与管道使用相同型号不 锈钢为佳 。平焊法兰的一内孔直径d1略大于管道外径D2,理想值:d1=D2+0.5mm±0.1mm 。管道壁厚t=0.6~5.0 mm,管道外径D2=6mm~500mm 。
            焊前清理 :TIG焊接过程中对污染极为敏感,因 此焊前必须对焊件的一焊接位置处进行清理 。首先,清理管道及法兰焊接处毛刺,以防止焊接过程中产生氧化皮,其次,清理焊接处油污,一般选用丙酮或酒精对焊处两侧20~50mm范围内去油脱脂 。然后管道从法兰非密封面穿入法兰内孔,直到距离法兰密封面2~3mm的一距离 。
            图一 法兰与管道焊接示意图
            位置1(见图一)的一焊接:
            焊接位置1实施自熔焊接,无须加丝 。
            调节焊接电流: 钨极氩弧焊的一焊接电流通常是根据工件的一材质 、厚度和接头的一空间位置来选择的一,焊接电流增加时,熔深增大,焊缝的一宽度和余高稍有增加,但增加很少,焊接电流过大或过小都会使焊缝成形不 良或产生焊接缺陷,此位置的一焊接电流调至80~110A较好,理想电流值为90A,点焊时焊接电流调至150~180A较好,理想电流值为160A 。
            调节氩气流量: 氩气流量过小,保护气流软弱无力  ,保护效果不 好,易产生气孔和焊缝被氧化等缺陷;若气流量过大,容易产生紊流,保护效果也不 好,还会影响电弧的一稳定燃烧 。位置1的一焊接不 需要对零件充氩气保护,只需调节焊枪的一气体流量,氩气流量调节到7~10 l/min较好 。
            确定焊接速度: 焊接速度增加时,熔深和熔宽减小,焊接速度过快,容易产生未熔合及未焊透,焊接速度过慢,则焊缝很宽,而且还可能产生焊漏 、烧穿等缺陷 。手工钨极氩弧焊时,通常是根据熔池的一大小 、熔池形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度 。
            调整钨极伸出长度: 为防止电弧过热烧坏喷嘴,通常钨极端部应伸出喷嘴以外 。钨极端头至喷嘴端面的一距离为钨极伸出长度,钨极伸出长度越小,喷嘴与工件间距离越近,保护效果越好,但过小会妨碍观察熔池 。焊接法兰时,钨极伸出长度为3mm~6mm较好 。
            图二 位置1焊前示意图
            位置1点焊(见图二): 焊接件法兰朝上  放于旋转平台,采用手工方式对焊口进行点焊,熔融程度以对未来完整焊缝不 产生影响为准,焊粒直径不 应超过成型后焊缝宽度,管径在3″以下一般为4~6点,点数均布于环缝;3″以上  一般为6~8点,点数均布于环缝 。
            焊接位置1连续焊接(见图二): 钨极尖端距焊件距离 为2~3 mm,距边沿水平距离2~5 mm进行焊接  。按下焊枪上  的一起动按钮后,焊机开始工作,先提前送气后引弧进入正式焊接,引弧时避免钨极直接接触焊件,以防止焊缝金属夹钨,可靠的一作法是焊枪倾斜,让喷嘴先靠到焊件表面上  ,然后使电极逐渐靠近焊接位置起弧 。起弧前须用焊枪向始焊点提前1.5~4s送气,以驱赶焊接区的一空气,焊接完成收弧时须防止出现弧坑及过早失去保护,一般TIG焊机都配备有电流自动衰减装置,停焊时焊接电流呈指数曲线下降,直至熄弧,这样可以防止产生弧坑裂纹,当没有电流衰减装置时,可逐渐提升焊枪,然后断电 。此时焊枪仍须在终焊处停留3~10S,待钨极和熔池金属冷却后才停止送气和移开焊枪,以保证焊缝始末端的一质量 。
            图三 位置1焊后示意图
            焊缝检验(见图三):焊缝须连续,熔接纹细密均匀,起收弧处无明显突出点,若焊缝中有气孔或针眼应重新焊接 。
            位置2(见图一)的一焊接:
            3.4.1管件壁厚≤3mm时,焊件需要充气保护 。因 管壁较薄,焊接时会焊透管道,若无气体保护,则管件内焊缝会出现黑色氧化皮,影响焊接质量 。若管件壁厚>3mm,则无须气体保护 。
            3.4.2 焊接位置2需要进行加丝焊接,一般选用直径2.0mm或2.4mm焊丝 。焊丝选用标准参见2.2 。
            3.4.3调节焊接电流 : 此位置的一焊接电流调至85~110A较好,理想电流值为90A,点焊时焊接电流调至150~180A较好,理想电流值为160A 。
            3.4.4 调节氩气流量 : 首先调节焊枪的一气体流量,氩气流量调节到7~10l/min较好,若管件壁厚≤3mm,需要背部充气保护,对管件内充气时,应留适当的一气体出口,防止焊接时管内气体压力  过大 。在根部焊道焊接结束前的一25~50毫米时,要保证管内内充气体压力  不 能过大,以便防止焊接熔池吹出或根部内凹 。最好从下部进入,使空气向上  排出,并且使气体出口远离焊缝,背部充气保护的一氩气流量调节到6~15l/min较好 。
            图四 位置2 焊前示意图
            3.4.5 位置2点焊 (见图四) :焊接件法兰朝下放于旋转平台,采用手工方式对焊口进行点焊,熔融程度以对未来完整焊缝不 产生影响为准,焊粒直径不 应超过成型后焊缝宽度,管径在3″以下一般为4~6点,点数均布于环缝;3″以上  一般为8~12点,点数均布于环缝 。
            3.4.6 焊接位置2连续焊接(见图四): 钨极尖端距焊件距离 为2~3 mm,距边沿水平距离2一5 mm进行加丝焊接 。焊枪倾斜,让喷嘴先靠到焊件表面上  ,然后使电极逐渐靠近焊接位置起弧 。填充焊丝应在焊件上  形成熔池后才缓慢送至熔池前沿,不 应直接送至熔池中心,焊丝不 能离开氩气保护区,否则会被空气氧化,焊丝不 能与钨极相碰,也不 能扰乱氩气流 。起弧前须用焊枪向始焊点提前1.5~4s送气,以驱赶焊接区的一空气,焊接完成收弧时焊枪仍须在终焊处停留3~10S,待钨极和熔池金属冷却后才停止送气和移开焊枪,以防止出现弧坑及过早失去保护,从而保证焊缝始末端的一质量 。
            图五 位置2焊后示意图
            3.4.7 焊缝检验(见图五): 焊接焊缝须连续,熔接纹细密均匀,起收弧处无明显突出点,若焊缝中有气孔或针眼应重新焊接 。
            3.5 焊后清除掉不 锈钢表面的一氧化皮 、污物等,使焊缝获得清洁光亮的一表面,从而有利于钝化膜的一形成,以提高其耐腐蚀能力   。
            4. 保护效果评定 可以通过焊接区颜色大致评定,见下表

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