劉先軍 楊濤 韓俊

摘要：分析了低合金耐熱鋼管采用手工鎢極氬弧焊打底時易出現(xiàn)的焊接缺陷，并提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：低合金耐熱鋼管;手工鎢極氬弧焊;打底焊工藝

隨著焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，手工鎢極氬弧焊以其焊接質(zhì)量可靠、電弧熱量集中、焊接熱影響區(qū)窄、表面成形美觀等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在高壓管線的打底焊大量采用手工鎢極氬弧焊，取得了很好的效果?，F(xiàn)以Φ60×6mm12CrMo鋼管水平固定對接焊為例，分析其焊接性及使用鎢極氬弧焊時可能出現(xiàn)的缺陷。

1 12CrMoV的焊接性分析

12CrMoV是一種低合金耐熱鋼，含碳量約為0.12%，含Cr、Mo約為1.5%。該鋼種含碳量較低，但其含有的Cr、Mo都會提高鋼材的淬硬性，特別是在焊接快速冷卻的條件下具有較大的淬硬傾向，易產(chǎn)生冷裂紋，焊前要預(yù)熱，焊后需保溫緩冷，并熱處理。

12CrMoV含有一定的合金元素，如果采用焊條電弧焊，焊條藥皮產(chǎn)生的熔渣和氣體對高溫金屬保護(hù)作用并不是很好，合金元素易氧化，焊縫中易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，焊縫一次合格率不高。而在各種常用的焊接方法中，鎢極氬弧焊的焊縫質(zhì)量為最好，為提高合格率，宜采用手工鎢極氬弧焊。

2 手工鎢極氬弧焊中易出現(xiàn)的焊接缺陷

2.1 裂紋

如果焊絲選擇不當(dāng)，焊接時高溫停留時間過長，焊縫中晶粒長得過大，母材中S、P等雜質(zhì)較多，在焊接應(yīng)力的作用下，就很容易產(chǎn)生裂紋，裂紋一般產(chǎn)生在起弧處。

2.2 氣孔

氣孔是手工鎢極氬弧焊中最常見的缺陷。尤其是管道打底焊時更為明顯，氣孔主要產(chǎn)生在焊縫上部至表面，呈點(diǎn)狀或蜂窩狀。一般焊縫中常見的氣孔有氫氣孔、一氧化碳?xì)饪缀偷獨(dú)饪?。而鎢極氬弧焊中常見的是氮?dú)饪?，這主要是因?yàn)楣に噮?shù)選擇不當(dāng)、焊工操作不熟練，導(dǎo)致氬氣沒有對高溫金屬產(chǎn)生全面、徹底的保護(hù)，而使空氣中的氮?dú)獯罅咳苋胍簯B(tài)金屬，在熔池凝固過程中未及時溢出而形成的。

2.3 未焊透

鎢極氬弧焊時，如果電流過小、焊工技術(shù)水平不高、焊接速度過快、電弧過長、電弧偏吹;或根部間隙過小，鈍邊過大、坡口角度過小、錯邊嚴(yán)重都有可能造成未焊透。

2.4 焊縫尺寸超標(biāo)

對于手工鎢極氬弧焊打底焊，焊縫尺寸不符合要求主要是焊道高低不平、寬窄不一、成型不良，焊縫背面下凹或過度上凸，這樣會使焊縫強(qiáng)度不夠，應(yīng)力過于集中。

3 防止焊接缺陷產(chǎn)生的方法

3.1 防止焊接裂紋產(chǎn)生的方法

選擇含S、P低的焊絲;采用軟規(guī)范，以較小的焊接電流配合較快的焊接速度，盡可能地縮短高溫停留時間，這樣不但可以減小晶粒長大傾向，而且對防止氣孔產(chǎn)生也是有效的。合理地選擇坡口尺寸，減小母材的熔化量，即控制熔合比，減少母材中S、P等雜質(zhì)熔入焊縫;嚴(yán)格焊前清理，不但要清理坡口表面，而且管子內(nèi)外表面也要徹底清理干凈，條件允許時最好采用化學(xué)清理法;采用正確的收弧方法，填滿弧坑，最好使用帶電流裝置衰減的焊機(jī)，減少弧坑裂紋;采用合理的焊接順序，減小焊接應(yīng)力。

3.2防止氣孔產(chǎn)生的方法

嚴(yán)格清理焊件及焊絲，尤其注意管道內(nèi)部靠近焊道的端頭部分的清理，附近20mm的氧化膜徹底清理，最后采用丙酮清洗表面。提高焊工操作水平，防止焊絲觸碰鎢極或送絲不到位。認(rèn)真修磨鎢極;發(fā)現(xiàn)熔池冒泡或電弧氣氛呈藍(lán)色時，即已有氣孔產(chǎn)生，應(yīng)立即停焊，用角向磨光機(jī)徹底清除后重新施焊;焊縫盡量一次完成，減少重復(fù)加熱和補(bǔ)焊次數(shù)，焊縫接頭部位用磨光機(jī)打磨干凈;保持合適的焊接速度，保證焊件、焊槍和焊絲三者之間的正確位置和角度，提高氬氣的保護(hù)效果，防止空氣中的氮?dú)馇秩肴鄢亍?/p>

3.3 防止未焊透產(chǎn)生的方法

提高焊工操作的熟練程度;選擇合理的焊接參數(shù);合理設(shè)計(jì)坡口型式，利于電弧深入根部;提高組對精度，減少錯邊量。

3.4 防止焊縫尺寸超標(biāo)的方法

選擇合理的焊接工藝參數(shù)，提高技術(shù)水平，送絲及時到位，焊槍移動均勻一致，注意觀察熔池情況。如果可能盡量采用轉(zhuǎn)動焊。嚴(yán)格控制焊件組對質(zhì)量和對縫間隙，鈍邊厚度應(yīng)適當(dāng)。

4 12CrMoV的焊接工藝

4.1 焊絲選擇

根據(jù)焊縫化學(xué)與母材相似的原則，選用含S、P較低的H08CrMoA焊絲，直徑2.5mm。

4.2坡口尺寸（見表1）

4.3 焊前清理

用角向磨光機(jī)將坡口面及坡口兩側(cè)打磨至露出金屬光澤，用圓銼、砂布清理管道內(nèi)壁銹蝕及毛刺，最后用丙酮清洗坡口表面及焊絲。

4.4 焊接規(guī)范（見表2）

焊前預(yù)熱到250-350℃，點(diǎn)固3-4點(diǎn)。

4.5 操作方法

在仰焊位置6點(diǎn)以前的5-8mm處引弧。焊接中，由于管子處于水平固定位置，隨著焊接位置的變化，焊工的身體也要隨著變化，為保持平衡，仰焊時可用手指抵撐著在管子上;采用“2”點(diǎn)法焊接，控制弧長2-3mm，對坡口根部兩側(cè)同時加熱，捻動焊絲，使焊絲端部始終處于氬氣的保護(hù)范圍內(nèi)，邊熔化邊送絲，焊絲不要直接插入熔池，要位于熔池前方，焊絲端部應(yīng)呈圓形，送絲動作干凈利索，控制坡口兩側(cè)熔透均勻，以保證管內(nèi)壁成形均勻;前半圈快將焊到平焊位置時，將弧坑填滿，在11點(diǎn)位置收弧，以利后半圈的焊接;在焊接后半圈前先將接頭處打磨出斜面并露出金屬光澤，然后從仰焊位置起頭焊至接頭處結(jié)束。收弧時在熄弧前向熔池邊送兩滴鐵水，將熔池移至坡口一側(cè)收弧。熄弧后用噴嘴罩住熔池，待焊縫完全冷卻變暗后再移開。每半圈一次焊成，中間不停頓，如中途停頓，再次起焊前將端頭打磨出斜面并使焊縫重疊5-7mm。焊后及時用石棉包裹緩冷，并加熱到600-650℃，保溫1-2小時，消除焊接應(yīng)力，防止冷裂紋產(chǎn)生。

5 結(jié)論

采用上述工藝焊接管道后，焊接質(zhì)量大大提高，在焊后進(jìn)行的X射線探傷，一次合格率達(dá)98%。

參考文獻(xiàn)

1.《焊接手冊》（第二卷）? 機(jī)械工業(yè)學(xué)會焊接分會編，機(jī)械工業(yè)出版社，2008