低温工况下不锈钢管道焊接技术

1 0Cr18Ni9的焊接要求

0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体（A）加3-5％铁素体（F）。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求：

①焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。

 ②用0Cr18Ni9焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。

 ③由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。

2 焊接工艺方案 

1）焊接方法：对于壁厚3.5-5mm、DN15-DN150的不锈钢管焊口，采用钨极氩弧焊打底、填充、盖面对于Φ356*6的放空线，采用TGF一308L氢弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面。

 2）焊接材料：H00Cr21Ni10、TGF-308L（用于死口打底焊接及DN350管线打底焊接）、A137焊条（用于DN350管线填充、盖面）。 

3）冷却速度控制：每焊接1/4焊口进行一次水淬处理，层间温度≦60℃。

3 生产中出现的问题与解决方法

1）不锈钢氩弧焊打底内表面氧化问题的解决方法，采用如下几种： 

A．直接封堵法：焊接前用封堵物（如绵纱），焊后把封堵物取出，适用于直径较小短管道的预制焊接。

 B．自制橡胶板胎具：适用于直管段预制，超过Φ100mm的各种直径焊口。用胶带密封对口间隙，施焊时边焊边撕。

 C．水溶纸法：氩气由对口间隙处吹入，对口间隙用胶带密封，只留下焊接部位，边焊边撕。水冲洗后，纸溶入水中，管内没有残留物，适用于各种管口焊接。

2）上述方法的缺点以上方法在预制时均可使用，且很方便。但在管线装配时，由于管线较长、弯曲较多，出现了大量死口焊接情况。若用前两种方法，堵塞物或胎具无法取出，为施工所不允许；水溶纸法在常规管道施工中可以应用，水冲洗后，水溶纸溶能除掉，但低温管道施焊后不允许水进入管道系统，且当管道直径超过300mm后，氩气消耗量很大，保护效果并不理想，因此它的使用也受到限制。

3）为解决上述缺点，决定采用TGF-308L药皮自保护氩弧焊丝。焊芯外涂有一层薄约0.5mm厚的药皮。焊接时药皮溶为熔渣，一部分流到打底焊道背部，起到自保护作用。焊接后焊道成形光滑平整，与普通焊丝焊接效果基本相同。尤其是当打底焊道出现焊接缺陷时，如磨开焊口返修，常规方法不能实现氢弧焊打底，而用此焊丝却可以实现。该焊丝另一优点是受风的影响小，焊工操作容易，且很少出现夹渣现象，是不锈钢现场焊接非常有前景的施工方法，也是低温管道缸弧焊打底必不可少的方法。

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