双面氩弧焊在焊接不锈钢中的应用
双面氩弧焊在焊接不锈钢中的应用威海石岛重工有限公司 （山东 264309） 张金宝 冯大勇我厂不锈钢产品多为薄壁容器，且直径较大。 原焊接方法为焊条电弧焊或埋弧焊，均为双面焊， 背侧需碳弧气刨清根，合格率不高，不但生产效率 低，而且焊接变形难以控制。改用双面氩弧焊方法 后，生产效率得以提高，改善焊缝一次探伤合格 率。双面氩弧焊一次焊接成形，剩余部分采用埋弧 焊或焊条电弧焊。以相同的速度施焊，给同步造成一定难度，所以要求 两个人配合默契、相互协调。采用该工艺焊接不需进 行背面清根处理，节约工时、材料，降低了劳动强 度。该工艺可减少焊接变形及焊缝内部缺陷，提高焊 接质量。另外，采用该工艺施焊不需增加或改装设备 及工具，不需新的投资，利于推广应用。2. 工艺试验经我厂焊接试验室反复试验，并考虑加工坡口 难易程度，最终选择与单面氩弧焊相同的坡口形 1. 工艺特点双面氩弧焊由两人操作，两人分布在焊道两端，本文获得“中国安装协会焊接专业委员会2012年年会暨焊接标准及先进焊接技术研讨会”论文大赛优秀奖。熔炼焊剂的特点：化学均匀性好。粉屑可 以去除掉而不影响焊剂的成分。焊剂不吸潮，因 而简化了储藏的问题。当颗粒尺寸和成分上无重 大变化时，可通过送丝和回收系统重复使用。但 是，也有一些条例规定禁止焊剂重复使用。熔炼焊剂的最主要特点是在制造过程中，由于 处在高温下，不能在焊剂中加入脱氧剂及铁合金。（2）烧结焊剂的制造与特点 将按一定比例的 各种粉状配料加入适当的粘结剂，经混合搅拌、粒化后，在7501000高温烧结成块，然后粉碎、筛 选而制成的一种焊剂。烧结焊剂的特点是易吸收水 分，影响了这种焊剂的使用性，因此在其使用前和 保管中有特殊规定。（3）熔炼焊剂与烧结焊剂的价格比较 我厂购 买的熔炼焊剂H J431为4.35元/k g，烧结焊剂S J101 为5元/kg，熔炼焊剂价格相对便宜。（4）性能比较 比较见附表。熔炼焊剂与烧结焊剂的性能熔炼焊剂与烧结焊剂的性能比较情况不同，可能试验时成功，但是大量用到产品上 时，容易出问题。（3）烧结焊剂使用时，需要做各个生产厂家 的试验，与焊丝匹配后固定使用，不能随便更换，4.结语（1）烧结焊剂，熔炼焊剂各有优缺点，为此在 碳钢、低合金锅筒上，在企业为了保生产进度、保证 利润，一般在使用良好的情况下，没有必要更换。（2）烧结焊剂成分波动大，各个厂家的使用确保生产顺利进行。（20121012）焊接与切割 2012年 第24期21热加工www.metalworking1950.com比较 项目焊接工艺性能焊缝性能高速焊接性大电流焊接性 吸潮性抗锈性韧性成分波动多层焊性能合金剂的添加熔炼 焊剂焊道均匀，不易 产生气孔和夹渣焊 道 凹 凸 显 著，易粘渣比较小，可不 必再烘干比较敏感受焊丝成分和焊 剂碱度影响大焊接参数变化时， 成分波动小，均匀焊缝金属的成 分变动小几乎不可能烧结 焊剂焊道无光泽，易 产生气孔、夹渣焊道均匀，易 脱渣比较大，必须 再烘干不敏感比较容易得到较 好的韧性成分波动大，不容 易均匀焊缝金属的成 分波动比较大容易表1 坡口形式母材牌号试板厚度/mm坡口名称坡口形式钝边/mm间隙 /mm坡口角度 (°) S3040812 单面V形0!1 2!360!65Pressure Vessel Industry压力容器制造 式，具体尺寸如表1所示。 焊材选用哈尔滨焊接研究所H08C r20N i10N b、f 2.5m m，采用日本OTC焊机，钨极f 2.4m m，焊接 参数及方法如表2所示。焊接完毕经测量，一次焊接4.5!5m m焊缝，之后采用哈尔滨焊接研究所E347、 f 4.0m m 焊条填充、盖面，焊缝经 100% 射线检测 （AB级）均为I级片。打底焊缝化学成分及力学性能 如表3、表4所示。表2 焊接参数及方法表3 焊缝化学成分（质量分数）（%）表4 焊缝力学性能（2）缺点 对坡口组对要求较苛刻，必须 严格保证组对间隙。施工难度较大，要求两个焊 工必须保持一致，以相同速度施焊。3. 产品应用此法应用于宁波江宁化工6台二级冷却器上， 筒体内径1.7m，厚度10m m，筒体纵环缝的焊接， 焊缝总长158m，双面氩弧焊打底，焊条电弧焊填 充、盖面，焊缝进行 100%R T 检测，合格率达到 100%，圆度、罐体垂直度及焊缝棱角度等合格率 也均达到100%。（3）注意事项保持焊速一致，尽量选择快速、少填丝的方法，焊丝端部应始终处于氩气保 护范围内。正面熔池与背面熔池间距控制在3m m 以内。坡口两侧20m m范围内应打磨光亮，去除 油污等杂物。两侧应同时起弧、收弧，且收弧后 应继续充氩气3!5s。4. 该方法优缺点及注意事项（1）优点 提高焊接质量，两侧同时施焊， 氩气相互保护，熔池干净透彻，且流动性好，优于 单面氩弧焊。减小焊接变形，由于此法双面同时 焊接，同时受力，使应力达到平衡状态，因此可减 小焊缝及热影响区的变形，内侧成形也比较美观。缩短工期，双面焊接一次的焊接量多于单面氩弧 焊，可提高生产率，降低生产成本，背侧不用充 氩，洁净施工，无需进行清根及打磨。5. 推广与应用该方法可广泛应用于奥氏体不锈钢的焊接，对 于内径600mm的薄壁及厚壁不锈钢产品纵环缝， 如采用内充氩保护的单面氩弧焊，氩气消耗量太 大，很难保证充氩质量，成本也将成倍增加，采用 双面氩弧焊则很好地解决了以上问题。同时，此法 也可推广至铝镁合金等有色金属的焊接。（20120902）2012年 第24期 焊接与切割 22热加工www.metalworking1950.com试件编号抗拉强度/MPa试件编号侧弯试件编号晶间腐蚀GB43342008EHY031620HY033/5未发现开口缺陷HY037未发现晶间腐蚀裂纹HY032615HY034/6未发现开口缺陷HY038未发现晶间腐蚀裂纹CSiMnPSCrNiNb0.040.601.520.0220.00820.219.700.45焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/ mm·min-1电源极性氩气流量/ L·min-1焊接位置坡口侧100!10512!1580!90正10!12横焊背侧70!8011!1480!90正10!12横焊
