1、1 实验用钢管材料和焊接方法实验材料为长城特钢 1Cr18Ni9Ti143mm 不锈钢管，钢管化学成分见表 1表 1 1Cr18Ni9Ti143mm 不锈钢管化学成分（%）C Si Mn S P Cr Ni0.15 1.00 2.00 0.030 0.035 17.0019.008.0010.00焊材选用与母材化学成分和力学性能相同或相近的焊丝2 焊接工艺及方法焊接方法：采用 TIG 焊接方法2.1 焊前准备焊接前用机械方法加工坡口，并用专用砂轮片对坡口面的毛刺进行清理，然后接着用丙酮或其他有机溶剂清除坡口面及近表面的油污等。2.2 焊接设备、保护气的选用及要求2.2.1 焊接设备选用 WS5
2、400 系列直流氩弧焊机，要求焊机具有高频或高压引弧功能，提前供气和滞后停气功能要人为可调；具备电流缓升和缓降调节功能，并且调节灵活。要求设备防护等级达到IP23，以适应野外施工要求。2.2.2 氩气纯度要求要求焊接用氩气纯度达到 99.99%，并且合符相关标准要求。3 焊接接头坡口形式及层道设计（见图 1）图 1 接头坡口形势及层道设计（单位：mm）3.1 钨极牌号、直径及端部形状要求（见图 2）钨极牌号要求尽可能采用 wce-20 直径 20mm 的铈钨电极。因为该电极具有电子发射能力强，电弧热量集中，基本无放射。图 2 钨极端部形状(单位 mm)3.2 焊接工艺参数序号 焊道名 焊材牌号
3、 焊材规格（mm）电源极性焊接电流(A)电弧电压(v)保护气流量(L/min)层间温度 焊接速度（cm/min）1 跟焊 E1-13-23-151.5 DCEN 5090 916 4-6(3-4) N/A 4142 盖面焊 E1-13-23-152.0 DCEN 5090 916 4-6(3-4) 100 414注 1 DCEN 表示电极接电源负极2 括号内数字为背面保护气流量3 N/A 表示不要求3.2.1 定位焊接及质量要求由于定位焊是正式焊缝的一部分，因此必须保证定位焊缝的质量，当发现定位焊缝上有裂纹、气孔或保护不良等焊接缺陷时，应将该段定位焊缝打磨掉，不允许用重熔的办法修补。对于 14
4、3mm 小管而言定位焊缝一处，以长度 5mm 厚度 2mm 左右为宜。3.2.2 根焊焊接根部焊接时通常采用高频或高压引弧，引弧前应将焊接接头处的空气彻底排除，由于管径较小，提前送气时间应尽可能长或者用滞后送气来排除焊接区的空气。焊接时可采用滴渡的送丝方式，即加一滴铁水焊枪就向前推进一步的方式，用此方法将整个根焊焊完。值得注意的是在根焊焊接过程，必需注意加强对背面焊缝的保护，以防止背面焊道氧化，并且不可以采用母材自熔的方式进行根焊焊接，因为这样往往易导致根部焊缝强度不够而开裂。盖面层焊接送丝方式与跟焊基本相同，由于管径较小，在盖面焊接时要严格控制焊接线能量，以避免焊漏从而导致管内堵塞，最终导致
5、返工。（根焊及盖面焊接时各部位焊枪与焊丝以及焊丝与管件的角度见图 3）图 3 各部位焊枪与焊丝及焊丝与管件的夹角角度3.2.3 焊接质量控制根焊质量的控制：为获得高质量的根焊焊缝，除加强对背面焊道的保护外，根焊时尽可能一口气焊完半圈，中途尽量不要有接头，如果不可避免的要停下接头时，要注意接头处要有斜坡，不要有死角，引弧位置要在弧坑后面一定距离，重叠处不加或少加焊丝，熔池要贯穿到接头根部，以确保该处焊透。要严格控制焊丝的添加量，以防止背面焊缝过高。盖面焊质量控制：在确保根焊质量的前提下进行盖面层焊接，在盖面层焊接时，为保证一定焊缝宽度，焊枪可做适当的横向摆动，但要注意摆动的幅度和频率不能太快，以
6、不破坏熔池的保护效果为原则，同时在盖面焊接时要注意不得将根焊道烧穿，如遇熔池体积突然增大或焊缝下凹，此时表明熔池温度已经很高，就要立即停止焊接，待温度稍降一点再进行剩余部分焊接。必要时应将该焊缝切除。3.3 操作注意事项3.3.1 根焊时一定要充分排除焊接区域的空气，在即将封头（即根焊即将结束）时管内应进行放气（保护气），以避免背面保护气流冲击熔池而导致根焊失败。3.3.2 在盖面焊完成后才可以停止对背面的保护，以防止背面焊缝氧化。3.3.3 保持正确的持枪姿势，随着焊接位置的不断变化，要随时调整焊枪与焊丝的角度和喷嘴高度。3.3.4 焊后焊缝表面颜色以金黄色或银白色为最佳，在焊接过程重要注意
7、观察焊缝表面颜色，当发现焊缝表面颜色发黑或发蓝时说明保护效果较差，必须将该段焊缝打磨掉重新进行焊接。3.3.5 送丝要匀，不能在氩气保护区搅动以避免空气的卷入，同时焊丝端部不能离开氩气保护区，以防止焊丝端部氧化。3.3.6 焊接过程中如遇到焊丝与钨极或钨极与工件接触，为避免焊缝产生夹钨缺陷，此时应立即停止焊接，将钨极氧化部分以及焊缝触钨部分磨去以后再进行焊接。3.3.7 在层间及焊后清理时，为避免铁离子污染焊道，应尽可能用铜丝刷或不锈钢丝刷进行焊道清理。四 机械性能试验结果4.1 拉伸试验及结果试样编号 屈服强度Rel（MPa）抗拉强度Rm（MPa）拉断位置 试验标准113-1-1 未见明显屈
8、服 640 距焊缝溶合线100mmGB/T228-20024.2 断口检验及结果试样编号 113-1-4113-1-5 113-1-6 评定标准断面缺陷 未见 未见 未见检验结果 合格 合格 合格SY/T 0452-2002通过以上试验数据可以看出，用该方法焊接的接头能够满足石油施工相关技术标准。结论通过以上焊接工艺及方法，在四川油建电器仪表安装公司推广使用，经过回访，在近几年的天然气采、集、输气场、站及 CNG 加气站施工中，施焊焊口经 RT 检测一次合格率达到100%，极大的降低了石油天然气采、集、输气站以及 CNG 加气站高压导压仪表管的维护成本，提高了其安全运行的可靠性，取得较好的社会效益和经济效益。
