高溫爐管自動(dòng)焊接生產(chǎn)線

摘要：

     高溫爐管要求在高溫的苛刻條件下長期使用，焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到裝置能否長期安全穩(wěn)定運(yùn)行，由于材質(zhì)的特殊性，特別容易產(chǎn)生焊接裂紋，因此焊接難度大，要求采用良好的焊接工藝，嚴(yán)格的過程控制。目前國內(nèi)普遍仍采用手工焊接的方式，對(duì)焊工要求極其嚴(yán)格，其焊接質(zhì)量難以達(dá)成一致性。

     我司生產(chǎn)的高溫爐管自動(dòng)焊接生產(chǎn)線，按照所制定的焊接工藝進(jìn)行生產(chǎn)，X射線探傷合格率達(dá)99.7%。

一、前言

     高溫爐管焊接基本為環(huán)縫，參考國外先進(jìn)的焊接經(jīng)驗(yàn)，我們采用等離子打底，氬弧焊填絲蓋面，采用多層多道、小線能量，短電弧的焊接方式，盡量減少線能量的輸入。

功能參數(shù)

● 可焊管徑：20-180

● 焊接速度：20-2000mm/min

● 可焊長度：15m

設(shè)備主要組成

二、正文

2.1焊前準(zhǔn)備

     坡口加工后應(yīng)用塑料薄膜包裹，避免污染，焊接前用丙酮清潔焊縫內(nèi)外兩側(cè)至少15mm范圍，去除油污油脂等污染物。

2.2等離子打底

     打底焊采用等離子工藝，首先由于等離子焊接的小孔效應(yīng)，絕對(duì)保證打底焊時(shí)根部完全熔透；其次，由于等離子焊具有較大的熔深，因此鈍邊可預(yù)留至7mm（TIG焊鈍邊最大預(yù)留至3mm），一來可以減少坡口的加工量，二來可節(jié)省焊接填充材料并可至少減少兩層焊道的焊接時(shí)間。

打底焊接參數(shù)表

 
     為防止背面焊縫根部的氧化影響焊接質(zhì)量，打底焊接和第一道蓋面焊接時(shí)，背面必須采取充氬氣保護(hù)的方式。由于是管管對(duì)接，只能采取整體充氬，為避免浪費(fèi)，背面充氬氣流量有5l/min即滿足要求。另外為了保證管內(nèi)空氣充分排凈，背面保護(hù)氣必須在焊接前預(yù)通一段時(shí)間，預(yù)通時(shí)間根據(jù)管子長度和大小決定。

     高溫爐管其成分為含高鉻高鎳，其熔池流動(dòng)性較差，因此我們采用95%Ar+5%H2作為等離子焊時(shí)的保護(hù)氣，一來可增加熔池的流動(dòng)性，焊縫成型美觀，避免咬邊、不平整等表面缺陷，二來由于氫氣具有較高的熱焓，電離時(shí)能產(chǎn)生更大的熱量，可采用較小的焊接規(guī)范來達(dá)到同樣的熔深。實(shí)踐表明，采用氬氫混合氣比使用純氬其保護(hù)效果有非常顯著的改善，其焊縫顏色接近母材顏色（圖2）。

2.3 TIG+送絲蓋面

     采用法國ALW高端氬弧焊槍MEC4，其結(jié)構(gòu)非常適合自動(dòng)焊使用，借助鎢針裝卡工具可保證每次安裝鎢針的位置不發(fā)生變化（圖6），避免由于外部硬件的變化引起焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定，因?yàn)閷?duì)氬弧焊而言，焊槍的高度以及鎢針伸出長度對(duì)焊接質(zhì)量影響較大。

     在焊接蓋面第一層時(shí)，管子內(nèi)部仍需通氬氣保護(hù)焊縫根部。

     由于高溫材料對(duì)熱裂紋極其敏感，在焊接時(shí)盡可能采用小線能量（脈沖電流）進(jìn)行焊接，在焊接收尾時(shí)，收弧電流設(shè)置為5A，電流衰減時(shí)間設(shè)置為6s，并且收弧過程中保持管子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)以避免收弧處出現(xiàn)裂紋。

蓋面焊接參數(shù)表

2.4焊縫檢測(cè)

打底焊接和蓋面焊接首先進(jìn)行PT檢測(cè)，I級(jí)合格。蓋面焊縫在進(jìn)行PT檢測(cè)合格后進(jìn)行X射線檢測(cè)，II級(jí)合格。

三、總結(jié)

   經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐，采用等離子打底，氬弧焊蓋面進(jìn)行自動(dòng)焊接，其完全保證焊接質(zhì)量，不再受焊工各種因素的影響，大大提高焊接質(zhì)量。100道焊縫經(jīng)X射線探傷，其合格率達(dá)99.7%。