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高合金小徑管焊縫背面充氬保護工藝改進
湖北省電力公司生產(chǎn)技能培訓中心教師 汪 濤
1 傳統(tǒng)保護方法及不足
t91、tp347h等高合金鋼在火電、化工、核能等領域有著廣泛的應用。這些材料在焊接時，焊縫背面必須進行有效地保護，才能避免根部氧化，獲得良好的焊縫成型和保證接頭的機械性能。高合金鋼小徑管焊接時，工程上常采用的焊縫背面保護方法有：充氬氣、氮氣或者混合氣體保護[1-3]、利用藥芯焊絲或涂防氧化劑保護[4-6]。但工程上常用的是保護效果穩(wěn)定、適應性強、成本相對較低的背面充氬保護方法。
傳統(tǒng)的背面充氬保護，是從管子的一端向焊接處充氬。如新建電廠過熱器管焊接時，氬氣通過輸送導管由集箱的進口插入集箱管座進行充氣。電廠過熱器管高合金鋼管檢修時，則需先割開低合金鋼管以進行充氬，然后將割開的低合金鋼管焊接起來。采用這種工藝，雖然保護效果較好，但操作繁瑣、困難，氬氣消耗大，焊接效率低。特別是在新建大容量火電機組中，合金小管焊口數(shù)量非常多，上述缺點更加突出。因此必須對傳統(tǒng)的保護方法加以改進。
2 新型保護裝置及工藝調(diào)整
2.1 直吹式充氬裝置
如果直接從焊接處充氬，操作更加簡便，也能節(jié)省氬氣用量。因此設計了圖1所示充氬裝置：
圖1 充氬裝置
圖2 直吹式充氣針
圖3 側(cè)吹式充氣針
用易溶紙堵在坡口兩側(cè)200
實際工程中發(fā)現(xiàn)這種裝置存在以下缺點：
a．由于氣室空間較小，當氬氣流量小時，保護效果不好；加大氬氣流量，則對焊接電弧產(chǎn)生影響，焊縫中易產(chǎn)生氣孔；
b．保護效果一般，主要是空氣不能完全排凈；焊接次層時進一步加劇了背面焊縫的氧化。
采用此種保護方法典型的焊縫背面形貌如圖４所示，背面焊縫成型尚可，但氧化較嚴重。
2.2 側(cè)吹式充氬裝置
采用圖1 所示的充氬裝置，但將充氣針設計成圖3所示，即將原充氣針端部焊接密封，而在兩個側(cè)面分別鉆3個φ
此改進已先后在陽邏電廠300mw機組過熱器管檢修(t91鋼，862個焊口)、河南新鄉(xiāng)新建2×300mw機組等工程上得到采用。工程實際應用表明，此種方法具有以下優(yōu)點：
(1)操作簡便。以前需2-3人完成的工作，現(xiàn)只需1人即可。充氬效率提高，焊工待焊時間大大縮短；
(2)氬氣消耗大為降低。根據(jù)管子直徑和焊口距充氣點距離，傳統(tǒng)充氬方法，氬氣流量為10
(3)保護效果良好。其典型的根部形貌如圖5所示，背面焊縫成型良好，表面呈銀灰色，未見氧化。
圖4 直吹式方法焊縫根部形貌 圖5 側(cè)吹式保護方法焊縫根部形貌
2.3 獲得良好保護效果的技術關鍵
(1)氣室密封性：氣室應具有一定的嚴密性。對管徑
(2)充氬位置：吊焊及斜焊位置時，充氣針置于頂部；橫焊位置時，充氣針置于便于收口的位置；
(3)充氬時間：充氬一定時間后才能焊接；焊接次層時要繼續(xù)充氬；
(4)點焊質(zhì)量：若點焊焊縫背面保護不好，則需調(diào)整氬氣流量或充氣針位置，并需將點焊處磨掉重焊。
參考文獻
[1]王敬紅. t/p91鋼焊接時的背面氣體保護技術[j].焊接,2001.6
[2]李俊.1cr18ni9ti管道焊縫背面n2保護焊接工藝[j].石油工程建設,1996.2
[3]張明.sa213-t91鋼焊接背面保護方法[j].華東電力,2003,11
[4]栗卓新,金立鴻,陳邦固.背面不充氬的不銹鋼藥芯焊絲er
[5]姜運健,王慶,孫裕昌.sa213-t91藥芯焊絲的研制[j].河北電力技術,2000.3
[6]任萱. sa213-tp347h鋼背面免充氬焊接工藝研究[j].機械工程與自動化,2005.6
（來源：《焊接技術能手絕技絕活》1-20）
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