316L 不锈钢管道焊接工艺

焊接工艺
（1）焊接方法：由于现场多数为不锈钢管道 且大小不一，根据不锈钢的焊接特点，尽可能减小热输入量，故采用手工电弧焊、氩弧焊两种方法，d ＞Φ159 mm 的采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。d ≦Φ159 mm 的全用氩弧焊。焊机采用手工电弧焊/氩弧焊两用的WS7 一400 逆变式弧焊机。
（2）焊接材料：奥氏体不锈钢是特殊性能用钢，为满足接头具有相同的性能，应遵循“等成分”原则选择焊接材料，同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力，使接头中出现少量铁素体，选择HooCr19Ni12Mo2氩弧焊用焊丝，手弧焊用焊条CHSO22 作为填充材料，其成分见表1 和表2。
表1 焊丝HOOCr19Ni12Mo2化学成分（%）

表2 焊条CHS022化学成分（%）

（3）焊接参数。奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，故采用小电流、快速焊，多层焊时要严格控制层间温度，使层间温度小于60 ℃ 。具体参数见表3 。

表3 焊接参数

（4 ）坡口形式及装配定位焊。坡口形式采用V 形坡口，由于采用了较小的焊接电流，熔深小，因而坡口的钝边比碳钢小，约为0-0.5 mm，坡口角度比碳钢大，约为65°- 700°，其形式见图l 。

图1 坡口形式

因不锈钢热膨胀系数较大，焊接时产生较大的焊接应力，要求采用严格的定位焊。对于d≦Φ89 mm 的管采用两点定位，d=Φ89-Φ219 mm采用三点定位，d≧219 mm 的采用四点定位；定位焊缝长度6-8 mm。
（5）焊接技术要求：
① 手工电弧焊时焊机采用直流反接，氩弧焊时采用直流正接；
② 焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮清洗；焊条应在200-250 ℃ 烘干1h，随取随用；
③ 焊前将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净，并用丙酮清洗坡口两侧25 mm 范围；
④ 氩弧焊时，喷嘴直径Φ2 mm , 钨极为钵钨极，规格Φ2.5 mm ；
⑤ 氩弧焊焊接不锈钢时，背面必须充氩气保护，才能保证背面成形。采用在管道内局部充氩的方法，流量为5-14L/min，正面氩气流量为12 一13L/min 。
打底焊时焊缝厚度应尽量薄，与根部熔合良好，收弧时要成缓坡形，如有收弧缩孔，应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧，熄弧时应填满弧坑，防止弧坑裂纹。
由于该不锈钢为奥氏体不锈钢，为防止碳化物析出敏化及晶间腐蚀，应严格控制层间温度和焊后冷却速度，要求焊接时层间温度控制在60℃ 以下，焊后必须立即水冷，同时采用分段焊接。具体分段方法见图2。这种对称分散的焊接顺序，即可增大接头的冷却速度，又可减小焊接应力。

图2 不同管径分段焊接示意图

2 结果

( 1 )外观检查无气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷，成形良好。
( 2 )对试件进行拉伸、弯曲试验，各项力学性能指标均满足要求，未发现未熔合和裂纹等缺陷。
( 3 )宏观金相检验，发现焊道熔合良好，熔深为1-1.5 mm 。微观金相检验，其母材及热影响区都是全奥氏体组织，焊缝金属为奥氏体十铁素体（4 % ）组织，完全满足抗晶间腐蚀和抗脆化的要求，经煤化公司现场施工 保证了焊接工程质量。