摘要：焊接技術(shù)的好壞將直接決定被焊接物的最終使用價值的高低，這對不同的物體其在焊接時所采用的工藝技術(shù)也是存在著明顯的差異性。下面本文將結(jié)合多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以不銹鋼儲罐的焊接施工為實(shí)例，對CO2氣體保護(hù)焊的焊接技術(shù)應(yīng)用以及其優(yōu)勢所在等方面內(nèi)容進(jìn)行簡單論述，以供參考。

　　關(guān)鍵詞：CO2氣體保護(hù)焊;不銹鋼儲罐;焊接技術(shù)

　　Abstract: In this paper, combined with years of practical experience in welding of the stainless steel tank construction for instance, simple exposition of CO2 gas shielded welding technology and its advantages and aspects such as, for reference.

　　Key words: CO2 gas shielded welding; stainless steel storage tanks; welding technology

　　中圖分類號：TG444+.72文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)05-0020-02

　　自第二次工業(yè)革命后，石油、煤、鐵等礦物質(zhì)機(jī)體被大量的使用，不僅極大地促進(jìn)了人類社會的發(fā)展進(jìn)步，更對其隨之而來的各項(xiàng)新工藝技術(shù)的完善與提高提出了更高的要求。在化工設(shè)備、環(huán)保設(shè)備廣泛應(yīng)用的今天，耐腐蝕性較強(qiáng)的不銹鋼罐已經(jīng)是很普遍了。但是，隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步和人力成本的提高，焊接技術(shù)和成本不可避免地成為制造企業(yè)所要考慮的重要因素。而CO2氣體保護(hù)焊以其較快的焊接速度和低人工成本的特性，成為制造企業(yè)考慮的重要方面，也極大的推動了CO2氣體保護(hù)焊的應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步。下面文章將以企業(yè)的一座具有直徑較大、內(nèi)壁較薄、熱膨脹系數(shù)大、電阻率高等特點(diǎn)的不銹鋼罐進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊接施工分析，對其中相關(guān)工藝參數(shù)、注意要點(diǎn)等進(jìn)行歸納與總結(jié)。

　　1對于焊接方法的選擇策略

　　就我國目前而言，在焊接技術(shù)上主要分有氣電立焊、埋弧橫焊、氬弧焊等工藝，但是這些技術(shù)大多在實(shí)際操作中具有難度系數(shù)較大、成本較高等劣勢，特別是在于對于不銹鋼罐的焊接工作上，大多是企業(yè)仍然采用以焊條電弧焊為主的焊接工藝技術(shù)，由于不銹鋼罐的導(dǎo)熱系數(shù)較大、對溫度的感應(yīng)度較高易發(fā)生變形，在焊接過程中往往會因?yàn)榕c焊條間持續(xù)作用而使焊條失去藥皮的保護(hù)作用不能被使用，不僅提高了焊接的成本，也延長了施工的工期，就給雙方造成了一定了經(jīng)濟(jì)損失。

　　隨著焊接設(shè)備性能的優(yōu)化，焊接材料品種的增多，近幾年來C02氣體保護(hù)焊在金屬制造行業(yè)得以大力推廣應(yīng)用。它所具有的焊接效率高(約為焊條電弧焊的3~5倍)、焊接質(zhì)量易保證、焊接成本低(僅占焊條電弧焊的1/3)、焊接變形小等優(yōu)點(diǎn)是其他焊接方法無法比擬的。C02氣體保護(hù)焊焊絲有藥芯焊絲和實(shí)芯焊絲兩種。藥芯焊絲與實(shí)芯焊絲相比，熔敷效率高、飛濺少、力學(xué)性能好、抗風(fēng)能力強(qiáng)，可用于野外施工。近年來隨著國內(nèi)不銹鋼藥芯焊絲焊接性能的提高，已完全可以滿足生產(chǎn)需要。因此對于大型不銹鋼儲罐及設(shè)備，我們選擇了不銹鋼藥芯焊絲C02氣體保護(hù)焊。

　　2焊接工藝性能試驗(yàn)

　　采用天津三英的不銹鋼藥芯焊絲，對厚5 mm的OCr18Ni9板進(jìn)行了焊接工藝性能試驗(yàn)，經(jīng)過對焊接電流、焊接電壓、焊接速度、氣體流量的合理匹配，得出了一組飛濺少、成型良好的焊接參數(shù)，見表1。焊后對試板進(jìn)行X射線檢測，未發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部有未熔合、未焊透、氣孔等缺陷，而且焊接試板的變形量≤3°。

　　根據(jù)JB4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》要求對試板進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)和化學(xué)成分分析，結(jié)果見表2。從焊接工藝評定結(jié)果可以看出，采用C02氣體保護(hù)焊焊接不銹鋼，C02氣體對焊縫無增碳現(xiàn)象，且力學(xué)性能達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，化學(xué)成分可滿足耐腐蝕性能要求，因此完全可用于不銹鋼儲罐及設(shè)備的焊接。

　　3儲罐焊接

　　3.1一般要求

　　不銹鋼儲罐施工要有專用的場地，施工所用地線搭鐵、清理工具、組對工具及搬運(yùn)工具等要采用不銹鋼制品，或采取隔離的措施，如有碳鋼零部件須分開存放，嚴(yán)禁不銹鋼與碳鋼件混放，以防止鐵離子的污染。

　　3.2焊前準(zhǔn)備

　　(1)下料。罐底中幅板和罐壁板采用剪板機(jī)剪切下料后，沿切口有明顯的加工硬化區(qū)，存在較大的殘余應(yīng)力，故剪切后須用刨邊機(jī)刨去約1/4的板厚寬度。罐底邊緣板和罐頂板采用等離子切割機(jī)下料，為減輕飛濺對鋼板表面的影響，切割時可在割口周圍涂一層白堊粉，并去除熱影響區(qū)以保證焊接質(zhì)量。

　　(2)坡口清理。焊前用丙酮或酒精清洗坡口及兩側(cè)20 mm范圍內(nèi)油污、飛濺等雜物，并涂一層白堊粉以利于焊接飛濺物的清理，坡口兩側(cè)應(yīng)充分干燥后再施焊。

　　3.3罐底組焊

　　(1)拼板。罐底采用帶墊板的V型坡口對接。拼板時要求墊板與底板貼緊，其間隙不得大于1 mm，底板與墊板搭接后點(diǎn)焊牢固，按排板圖要求由中間向兩側(cè)鋪設(shè)。

　　(2)定位焊。基于不銹鋼的變形特點(diǎn)，定位焊時只點(diǎn)焊橫向短焊縫，縱向焊縫不予點(diǎn)焊，以保證焊縫能在拘束度小的狀態(tài)下自由收縮。每道短焊縫由中心向兩側(cè)點(diǎn)焊，定位焊長度為100 mm左右，間隔200 mm。

　　(3)焊接。罐底焊接最難控制的是底板產(chǎn)生波浪變形，因此需采取合理的焊接順序和預(yù)留焊縫收縮量來控制變形。針對此罐的排板特點(diǎn)和直徑尺寸，需在罐底留一條通天十字縫(見圖1粗線部分)不予焊接，等罐壁組焊完畢后再焊。焊接方法采用不銹鋼藥芯焊絲C02氣體保護(hù)焊，焊接時由2名焊工按罐底中心線對稱施焊，先焊縱向短焊縫，后焊橫向長焊縫。長焊縫的焊接由中心向外分段退焊，每道長焊縫兩端到罐壁間留1m不予焊接。按照表1中的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接。

　　(4)焊接工藝措施。焊接過程中要嚴(yán)格控制層間溫度不超過100℃，為加快焊縫冷卻速度，可采用焊后直接水冷的工藝，以避免焊縫在450~ 850℃敏化溫度區(qū)間停留時間過長而影響焊縫的耐晶間腐蝕性能。為避免焊接過程中出現(xiàn)氣孔，需采取以下措施：C02氣體在使用前應(yīng)將氣瓶倒置24 h后放水1～2次，并在出口處加干燥器;選擇合適的氣體流量，氣體流量太大太小都會造成焊縫產(chǎn)生氣孔;焊絲開包后應(yīng)盡快用完，并在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中存放。

　　(5)操作要點(diǎn)。焊接時采用右向焊，焊槍角度與工件成75°~ 85°夾角較為適宜，焊接速度要均勻，呈小幅度鋸齒形擺動，以熔合兩側(cè)母材并不產(chǎn)生咬邊缺陷為宜。

　　3.4罐壁組焊

　　(1)拼接。罐壁板坡口型式采用單邊V型坡口，組對時應(yīng)保證內(nèi)表面齊平，錯邊量控制在允許的誤差范圍內(nèi)。

　　(2)定位焊。定位焊要求與正式焊縫相同，無氣孔、夾渣、未熔合等缺陷，定位焊長度不小于50 mm，間隔100 mm。

　　(3)焊接。先采用不銹鋼藥芯焊絲C02氣體保護(hù)焊焊接罐壁間縱縫，再焊接環(huán)縫。焊接時接觸腐蝕介質(zhì)的內(nèi)側(cè)焊縫最后施焊。環(huán)焊縫的焊接由4名焊工沿圓周均布，朝同一方向采用分段退焊或跳焊法施焊，焊接時嚴(yán)格控制層間溫度不超過100℃。

　　(4)操作要點(diǎn)。采用斜鋸齒法擺動焊槍，焊接速度不可過慢，以避免焊縫出現(xiàn)明顯的下垂。焊槍角度要根據(jù)坡口形狀進(jìn)行調(diào)整，避免產(chǎn)生咬邊和焊縫中間凸起缺陷。

　　3.5 包邊角鋼、圈板的焊接

　　包邊角鋼、圈板組對前應(yīng)進(jìn)行弧度和翹曲度的復(fù)驗(yàn)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)重新找圓和修正，焊接時先焊包邊角鋼自身的對接焊縫，再焊其他環(huán)焊縫。要求焊縫成型良好，與母材表面圓滑過渡，無明顯的咬邊等缺陷。

　　3.6罐頂組焊

　　罐頂組焊應(yīng)在罐底檢查合格后進(jìn)行，罐頂板組對應(yīng)按劃好的等分線對稱鋪設(shè)。罐頂屬搭接焊縫，焊接時先焊環(huán)向短焊縫，再焊徑向長焊縫，長焊縫采用數(shù)名焊工隔縫對焊，焊接順序及方向如圖2所示。

　　4焊后檢驗(yàn)及結(jié)果

　　整個儲罐焊接完畢經(jīng)檢查，罐體幾何尺寸符合圖紙要求，罐底局部變形量小于20 mm，罐壁、罐頂焊縫無明顯的棱角。焊縫成型良好，無表面氣孔、咬邊等缺陷，經(jīng)X射線檢測，焊接一次合格率達(dá)到了98%，罐體盛水試驗(yàn)無滲漏現(xiàn)象。各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求。

　　經(jīng)測算，采用C02氣體保護(hù)焊與采用焊條電弧焊相比，僅該儲罐就節(jié)約焊材費(fèi)約1.5萬元，再加上節(jié)約的人工費(fèi)和其他能源費(fèi)，共計節(jié)約3萬元左右。

　　5結(jié)束語

　　(1)采用不銹鋼藥芯焊絲C02氣體保護(hù)焊焊接不銹鋼儲罐具有焊接變形小、焊接效率高、質(zhì)量好、焊接成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，這種工藝是完全可行的。

　　(2)嚴(yán)格控制焊縫層間溫度、采取合理的焊接順序和預(yù)留焊縫收縮量是控制焊接變形的關(guān)鍵。

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