TP304H不锈钢薄壁热交换管的焊接

#$%&’()*$+,(-%-)./-%0"12-0345603117收稿日期：3111877839

随着火力发电站装机容量的增大和运行参数的提高，:437"*;"1!<薄壁热交换管在电站锅炉过热器和再热器上得到的普遍应用。电力建设施工中的焊接作业不同于车间焊接作业，由于焊接位置不佳，使得普通钨极氩弧焊在焊接不锈钢薄壁管时焊缝金属极易过烧和氧化，并产生缺陷，不能取得令人满意的效果。采用脉冲钨极氩弧焊，由于熔池金属高温停留时间短，避免了晶间腐蚀和热裂纹倾向，配合适当的背部保护，即可防止背部氧化，从而取得极为理想的效果。

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试验材料及设备

焊接工艺试验采用!=3>>?!>>的*;"1!<不锈钢管，在固溶处理状态下供货，最低固溶处理温度为71!1@。采用!30!>>AB"1C<焊丝。

焊机为上海新亚#:D!11型脉冲钨极氩弧焊机。测温采用测温笔及远红外测温仪。

"焊接工艺的制定

307直流脉冲钨极氩弧焊工艺参数的选定

30707

直流脉冲电流!"的选定与材料厚度无关，取决于材料

种类。对E682’合金钢!"最佳值为7714，根据!"值选定相应

的脉冲电流持续时间#"值。30703

直流基值电流!$值一般为!"值的7=F G 3=F ，基值电

流持续时间#$为#"的7G "倍，!$和#"的相互匹配以保证电弧不灭及熔池在#$期间得以凝固。3070"

焊接速度和脉冲频率应相互匹配，以满足焊点间距的

要求。计算公式如下：

%&’(&H I 3079)J

式中%&为焊点间距，(&为焊接速度I +>H K J ，)为脉冲频率I 为了获得连续致密的焊缝，要求焊点之间应有一定的重叠量I 即%&不能过大J ，根据以上原则，确定的直流脉冲钨极氩弧焊工艺参数见表7。303

背面保护方法

坡口两侧填塞可溶性材料I 如软纸等J ，填塞材料距坡口端面不小于C1>>，以防止焊接时烧毁，填塞材料要致密并有一定挺度，形成保护气室。自由管段侧的填塞材料可穿过气体输

送软管，以提供保护气体。为防止气体输送软管意外脱落，可用大头针将其固定，填塞材料将在锅炉酸洗和吹管过程中被排出。气体输送软管应保证在现场焊接时，可在被焊管道中自由插入和抽出。管子对接焊缝背面充氩保护见图7。形及焊接变形的综合影响，会使门盖与筛板间的间隙消失，门盖活动失灵，所以必须保证在负载旋转的工作状态下，圆周筛板不产生变形。在幅板与圆周筛板固焊前，给幅板一个相反的力，使其在轴向产生相向变形。筛板在焊接后，具有一定的张力，此力足以克服由于焊接应力使筛板发生凹凸变形，以及负载旋转工作时，由于滴丸与油脂混合物的离心力对筛板的径向作用，使筛板产生变形，保证离心桶的几何形状。

将已与芯轴装配好的离心桶固定在离心机的支架上，并采用工作状况下的轴承支撑和固定装配方式，在工作台左右两侧各焊接"个三角形钢结构支架，在每个结构件上沿幅板圆周方向固定有"组螺母并装配有螺栓，采用轴向调整螺栓，并通过环形压板将力均匀传递给幅板，使幅板产生向内预变形，在幅板半径为*处划一圆周线，以起点为基准，在幅板与筛板焊接工作过程中，每隔一个角度设置一个测点，保证幅板的端面在一个设计高度。在焊接过程中随时测量，直到焊接完毕。由

于不锈钢导热性差，线膨胀系数大，在结束焊接时，会残留较大的焊接应力，容易导致在焊接处出现裂纹，应尽量快速施焊，并辅以人工冷却，控制焊接过热，待整体焊接完毕，冷却到室温，并保持一段时间，去掉约束力，筛板在幅板恢复力作用下，将产生一定张力。

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焊后检验

离心桶焊后外观焊波均匀M 焊道平整M 经动平衡试验M 离心桶在高速运转中平稳运动M 径跳量小于101">>M 端跳量小于101!>>，满足了质量要求。

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结论

在中药脱脂离心机离心桶焊接成形工艺中，由于针对高速旋转且变速运动工况条件的要求，采用了幅板的轴向压力装配和预张力控制焊接的工艺，保证了离心桶焊接成形后的质量。<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

%&’(#)不锈钢薄壁热交换管的焊接

文章编号：7113813=N I 3117J 13811!"813

杜朝阳

I 河北电力建设第一工程公司，河北邯郸1=3911J

摘要：针对*;"1!<不锈钢薄壁管在电站建设焊接施工过程中遇到的问题，提出采用直流脉冲钨极氩弧焊的方法，介绍了焊接试验过程，确定了合适的焊接工艺参数，最终取得了满意的效果。关键词：不锈钢；薄壁管；直流脉冲，钨极氩弧焊中图分类号：*O!!!0P!

文献标识码：Q

・压力容器及结构件的焊接・

!!焊接技术"##$年!月第%#卷第"期

"&%注意事项

’$(减小管子装配时的附加应力。’"(坡口及其两侧、焊丝要严格清理。

’%(气体输送管以$)*+,-.的流量向气室连续充氩$)/

以上，方可进行打底层焊接。

’!(注意焊接速度和脉冲频率的匹配。

’)(控制道间温度在$0#1以下，必要时可采用水冷。’2(焊接过程中使用短弧操作，并避免横向摆动，以减小合金元素的烧损。

’0(各层焊缝的接头要错开，熄弧时应填加少量焊丝，填满弧坑，避免因应力集中而产生弧坑裂纹。

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试验结果与应用

按上述焊接工艺进行模拟现场条件焊接操作，对2个试样进行了全面的试验和检验。

’$(外观检查表面成形美观，焊接区正反面呈金黄色或淡蓝色，表明保护效果优良。

’"(3射线探伤未见裂纹、内凹、未焊透、未熔合等缺

陷，无超标气孔。

’%(弯曲试验经4#5弯曲试验，焊缝完好，未见裂纹。’!(拉伸试验2个试样的抗拉强度均合格且平均值达到)!2678。

’)(金相组织焊缝金属为奥氏体双相组织’!9"(，铁素

体呈树枝状分布。图"中右侧为焊缝，左侧为热影响区，奥氏

体晶粒稍显粗大。

’2(本工艺经评定，制定了焊接作业指导书和焊接工艺卡，应用于邯峰工程":22#6;机组再热器计"!%#道焊口的焊接施工，一次探伤合格率接近$##<，提高了工程建设进度，取得了良好的经济效益和社会效益。

"

结论

=7%#!>不锈钢薄壁管的现场焊接采用直流脉冲钨极氩弧焊是适宜的，遵循制定工艺参数的原则，根据实际施工条件做相应调整，即可获得满意的焊接质量，对于解决施工中的难题，有十分现实的意义。

参考文献：

?$@周振丰，张文钺&焊接冶金与金属焊接性?6@&北京：机械工业出版社，$44!&

?"@焊接手册’第一卷：焊接方法及设备(?6@&北京：机械工业出版社，$44%&

?%@焊接手册’第二卷：材料的焊接(?6@&北京：机械工业出版社，$44%&

?!@AB6C 标准’4)版D 第二卷(?B @&中国石油设备工业协会，$440&

表#

焊接工艺参数焊

材

规格+,,焊接电流!+A 持续时间"+/电弧电压#+E 弧长+,,焊速$+’F,・,-.G $(

氩气流量%+’*・,-.G $(

电流极性

脉

冲

基值脉

冲

基

值

CH%#I>#"&!

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2J I

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直流正接

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1小经验1

焊条电弧焊补焊时焊接工艺的选择

焊接工艺的选择主要是根据被修复件的材质，补焊部位和要求，选用合适的焊接方法，制定合理的工艺’设备、材料、坡口形式、焊层、焊道、焊接顺序、焊接参数、热处理工艺等(。

坡口形式要根据待补焊部位的几何形状，制定坡口的加工方法，以保证缺陷全部清除为标准；坡口形式的确定以损坏部件易于焊透，且尽量少消耗焊条为目的，另外还要考虑焊后的加工和工件的变形，还要根据工件要求进行适当清理。

焊接工艺参数的选择包括焊条种类、牌号、规格、焊接电流的种类及极性，电弧电压、焊接速度、焊层、焊道及热处理工艺。

!根据被焊母材的需要，选用相匹配的焊接材料，还要根据现场的焊接设备情况，选用酸性或碱性焊条。

"在补焊工作量不大时，尽量采用较小直径焊条进行焊接修复。

#在保证焊接修复时能够焊透，熔合良好，不产生夹渣的情况下，尽量选择焊接电流的下限，以防止温度过高产生变形、飞溅大，咬边、气孔缺陷；为了防止产生缺陷，焊接时，电弧不要拉起过长或把电弧压得太低，据具体情况，以电弧正常燃烧为准。

$根据焊接修复时坡口的形式和焊后加工的要求，在保证熔合良好的情况下，焊接速度视工件的需求灵活地控制。焊接修复时，一般采用多层多道的焊接，因为多层多道的焊接能起到预热和缓冷的作用，有利于提高焊缝金属的塑性和韧性。

%根据具体要求选择合理的热处理工艺。

・压力容器及结构件的焊接・