發布日期：2013-10-16
1．傳統保護方法及不足
T91、TP347H等高(gāo)合金鋼在火電、化(huà)工、核能等領域有著(zhe)廣泛的(de)應用(yòng)。這(zhè)些材料在焊接時(shí)，焊縫背面必須進行有效地保護，才能避免根部氧化(huà)，以獲得(de)良好的(de)焊縫成型和(hé)保證接頭的(de)機械性能。高(gāo)合金鋼小徑管焊接時(shí)，工程上常采用(yòng)的(de)焊縫背面保護方法有：充氩氣、氮氣或者混合氣體保護[1-3]、利用(yòng)藥芯焊絲或塗防氧化(huà)劑保護。但工程上常用(yòng)的(de)是保護效果穩定、适應性強、成本相對(duì)較低的(de)背面充氩保護方法。
傳統的(de)背面充氩保護，是從管子的(de)一端向焊接處充氩。如新建電廠過熱(rè)器管焊接時(shí)，氩氣通(tōng)過輸送導管由集箱的(de)進口插入集箱管座進行充氣。電廠過熱(rè)器管高(gāo)合金鋼管檢修時(shí)，則需先割開低合金鋼管以進行充氩，然後将割開的(de)低合金鋼管焊接起來(lái)。采用(yòng)這(zhè)種工藝，雖然保護效果較好，但操作繁瑣、困難，氩氣消耗大(dà)，焊接效率低。特别是在新建大(dà)容量火電機組中，合金小管焊口數量非常多(duō)，上述缺點更加突出。因此必須對(duì)傳統的(de)保護方法加以改進。
2．新型保護裝置及工藝調整
2.1 直吹式充氩裝置
如果直接從焊接處充氩，操作更加簡便，也(yě)能節省氩氣用(yòng)量。因此設計了(le)圖1所示充氩裝置：
用(yòng)易溶紙堵在坡口兩側200-300mm處形成氣室。用(yòng)φ10×1mm黃(huáng)銅管壓扁成圖2所示的(de)形狀。焊接過程中保持一定的(de)氩氣流量。第一層焊道焊至接近充氩針時(shí)，拿掉充氣針，繼續焊完。
實際工程中發現這(zhè)種裝置存在以下(xià)缺點：
A．由于氣室空間較小，當氩氣流量小時(shí)，保護效果不好；加大(dà)氩氣流量，則對(duì)焊接電弧産生影(yǐng)響，焊縫中易産生氣孔；
B．保護效果一般，主要是空氣不能完全排淨；焊接次層時(shí)進一步加劇了(le)背面焊縫的(de)氧化(huà)。
采用(yòng)此種保護方法典型的(de)焊縫背面形貌如圖４所示，背面焊縫成型尚可(kě)，但氧化(huà)較嚴重。
2.2 側吹式充氩裝置
采用(yòng)圖1 所示的(de)充氩裝置，但将充氣針設計成圖3所示，即将原充氣針端部焊接密封，而在兩個(gè)側面分(fēn)别鑽3個(gè)φ2mm的(de)小孔，讓氩氣從兩個(gè)側面向氣室送氣。同時(shí)對(duì)焊接工藝進行調整：打底焊接時(shí)保留充氣針部位不焊，随即進行蓋面層焊接，最後取出充氣針，焊接層次封口。
此改進已先後在某些電廠工程上得(de)到采用(yòng)。工程實際應用(yòng)表明(míng)，此種方法具有以下(xià)優點：
(1)操作簡便。以前需2-3人(rén)完成的(de)工作，現隻需1人(rén)即可(kě)。充氩效率提高(gāo)，焊工待焊時(shí)間大(dà)大(dà)縮短；
(2)氩氣消耗大(dà)爲降低。根據管子直徑和(hé)焊口距充氣點距離，傳統充氩方法，氩氣流量爲10-20L/min,改進後氩氣流量爲6-10L/min，且充氣時(shí)間大(dà)大(dà)縮短。據工程統計，此改進比傳統方法節省氩氣80%以上；
(3)保護效果良好。其典型的(de)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(huà)。
2.3 獲得(de)良好保護效果的(de)技術關鍵
(1)氣室密封性：氣室應具有一定的(de)嚴密性。對(duì)管徑45mm以上的(de)焊口，可(kě)在表面貼錫箔紙，覆蓋部分(fēn)坡口間隙；
(2)充氩位置：吊焊及斜焊位置時(shí)，充氣針置于頂部；橫焊位置時(shí)，充氣針置于便于收口的(de)位置；
(3)充氩時(shí)間：充氩一定時(shí)間後才能焊接；焊接次層時(shí)要繼續充氩；
(4)點焊質量：若點焊焊縫背面保護不好，則需調整氩氣流量或充氣針位置，并需将點焊處磨掉重焊。
