山东省“金蓝领”焊工技师（或高级技师）论文
耐热钢薄壁管的TIG焊接工艺
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耐热钢薄壁管的TIG焊接工艺
摘要 ：
通过焊接工艺试验和实践经验 ，介绍了12cr1MOV耐热钢薄壁管
不作焊前预热和焊后热处理 ，管内不充氩气保护的氩弧焊焊接工艺。
这类耐热钢焊接时的主要问题是焊接接头的热影响区或融合区容易铲射冷裂纹。为了消除或减少冷裂纹的形成 ，在设计焊接结构时，要选择合理的结构形式 ，避免焊接时的应力集中 。要严格清理，清洗焊丝，彻底清理坡口两侧15mm内油垢 、铁锈及油漆等 ，正确选用焊接参数 。要选择合理的焊接顺序 ，以减少焊接残余应力。
耐热钢薄壁管的TIG焊接工艺
概述：
2003年我公司承建的金阳电厂75T锅炉安装工程采用了工艺 ，取得了一次性X射线探伤100%合格的好成绩 。提高了工效 ，简化了一些对施工不利的工序，改善了施工环境，操作简单方便 ，节约能源，节省了所有的辅助工时 ，降低了成本。特别对于空间位置狭窄的施工环境作业 ，其优点更为突出 。
手工钨极氩弧焊的焊接工艺，一般在焊接过程中，为了防止焊缝根部氧化 ，要在焊缝背面充注氩气保护。另外 ，12Cr1MoV耐热钢在焊接过程中其热影响区具有较大的淬硬倾向，当接头内存在较大的焊接应力和金属中扩散氢含量过高时 ，较易产生冷裂纹 。因此 ，通常都采用焊前预热、焊后热处理的工艺。且浪费极大 。特别在排列密集、空间位置狭窄 、高处作业时难度更大 。因此。我们选用了手工钨极氩弧焊管内不充氩气保护 ，焊前 、焊后均不进行热处理作为课题进行探讨。对12Cr1Mov薄壁管焊接进行了工艺试验及工艺评定 ，经检验表明：这种接头性能完全符合国家质量规范要求 。
1.焊接机具及焊接材料的选用
（1）焊机
焊接设备根据实际需要选用150A至300A的直流氩弧焊机 。
（2）焊接材料
焊接材料包括 ：焊条 、焊丝 、气体（氩气纯度为99.5%）
焊丝选用时考虑化学成分与母材等同的焊丝 。为减少焊缝金属淬硬倾向 ，并为取消焊前预热 ，焊后热处理创造条件，决定选用机械性能和化学成分都较接近母材的Ho8CrMoVA.焊丝熔敷金属化学成分表 ：
表1Ho8CrMoVA熔敷金属化学成分（%）
C
Mn
Si
Cr
Ni
Mo
V
S
P
≤0.10
0.40
0.70
0.15
0.30
1.00
1.30
≤0.30
0.50
0.70
0.15
0.35
0.030
0.030
2.焊接工艺试验
在制定焊接工艺规程前，对材质的裂纹敏感性Pcm进行了计算。结果表明 ，该钢的裂纹敏感性倾向并不明显：防止裂纹的最低预热温度14.08℃ 。因此可取消焊前预热 ，并可望在调整工艺参数及焊接工艺的前提下取消焊后热处理，据此编制了解决焊缝根部易产生氧化、气孔，及着重控制产生焊接裂纹的各种关键因素的焊接参数，改良了焊接工艺技术 。对Ф42x3.5mm的12Cr1MoV珠光体耐热钢薄壁管子进行了多次的焊接试验与工艺评价 ，结果符合标准要求。
（1）焊接工艺与要求
焊接准备
焊接坡口选择应使焊缝金属填充量尽量少 ；避免产生焊接缺陷，减少焊接残余变型与应力 ，有利于操作 。
坡口制备时，可采用冷加工方法 ；焊接坡口应平整 ，不得有裂纹 、分层 、夹渣等缺陷，应将坡口表面及两侧的水、锈、油污和其他有害杂质清除干净，防止飞溅粘附在母材上。焊丝需要除油、锈 ，保护气体干燥。焊接设备等应处于正常工作状态 ，安全可靠，仪表应定期检验。
针对12Cr1MoV钢在焊接时 ，熔敷金属及热影响区的金属易产生过热、气化及密集气孔 、熔池粘度大等现象，采取除了在焊接时设法将两端管口堵死，避免管内穿堂风直接从焊缝根部卷入熔合区的措施外 ，同时还根据氩弧焊特点选用不留间隙的接头型式 。接头不留间隙一方面有利于提高焊速 ，减少热影响区的宽度和焊接热能的输入 ，另一方面还可因焊缝根部金属吸收熔化热而降低熔池文帝 、可以有效地防止根部的高温氧化和外界空气侵入而形成焊接缺陷。
（2）焊接工艺参数
该项焊接工艺参数因受环境条件等众多因素的影响 。因此要根据具体的工程而改变 。根据金阳电厂75T锅炉过热蒸汽管道焊接中的使用，该工艺焊接工艺参数规范见表
管子规格
焊丝型号规格
（mm）
电源极性
钨极直径
(mm)
喷嘴直径
(mm)
氩气流量
(L/min)
焊接电流
(A)
焊接电压
(V)
焊接速度
(cm/min)
焊接层数
Ф42x3.5
H08
CrMoVA
Ф2.0
直流正接
Ф2.4
Ф8-10
6-10
85-120
14-18
6-8
3
（3）焊接操作方法
本工艺的焊接关键在于充分利用氩弧焊低氢熔合、熔透均匀和热影响区小的特点。针对在焊接过程中取消管内氩气保护是 。焊缝和热影响区易产生氧化和过热、以及起弧和收弧时易产生密集气孔 、焊接时熔池粘度大等特点 。采取改变焊接角度和焊接参数，提高焊接速度的办法 ，使熔池粘度降低 ，并消除了气孔的产生，使熔合点的高温停留时间缩短 。
为使接头均匀受热，充分熔合，尽量地采用薄焊多层的焊接工艺 ，并严格控制熔池温度 。这样，可使接头在短时间内多次受热 ，缓慢冷却 ，从而降低接头的淬硬倾向。注意要在施焊过程中保持焊枪的移动和送丝的均匀 ，防止焊丝氧化和接头失去氩气保护 、否则将可能在管内焊缝表面形成缩孔或内凹等缺陷 。
结论：实际的应用结果表明，该工艺的设计和工程效益取得了比预期还好的效果 。该工艺还为今后探讨其他低合金耐热钢管道的焊接工程取消焊后热处理 ，起到了一定的参考和启迪作用 。
参考文献 ：王云鹏，戴建树.《焊接结构生产》第2版北京：机械工业出版社，1998.
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