奥氏体不锈钢管道焊接工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种奥氏体不锈钢管道焊接工艺。该焊接工艺包括如下步骤：根据所述管道管径按一定规律对所述管道焊口进行焊接前定位用以划分成若干焊接段，其中，相邻两定位点之间的部分为一所述焊接段；对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接。通过上述方式，焊接时输入热量较小，能够提高焊接质量进而使得相焊接的管道力学性能较好。
【专利说明】奥氏体不锈钢管道焊接工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对接焊方法，尤其涉及一种奥氏体不锈钢管道焊接工艺。
【背景技术】
[0002]奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%-10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括常见的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、S1、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入Ca，Se, Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含T1、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢对浓硝酸具有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
[0003]然而，因为奥氏体不锈钢对过热较敏感，采用传统焊接方法将两段奥氏体不锈钢管道焊接成一体时，其热输入量不易控制，容易导致产品的焊接质量差，继而力学性能差的问题。
【发明内容】
[0004]本发明为解决上述技术问题提供一种奥氏体不锈钢管道焊接工艺，焊接时输入热量较小，能够提高焊接质量进而使得相焊接的管道力学性能较好。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种奥氏体不锈钢管道焊接工艺，包括如下步骤:根据所述管道管径按一定规律对所述管道焊口进行焊接前定位用以划分成若干焊接段，其中，相邻两定位点之间的部分为一所述焊接段；对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接。
[0006]其中，在所述根据管道管径按一定规律对所述管道焊口进行焊接前定位用以划分成若干焊接段的步骤中:各所述焊接段的弧长相等。
[0007]其中，在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之中，所述一定焊接参数为:将所述管道分为打底层和填充及盖面层以分层次进行焊接，其中，当所述管道管径小于等于159mm时，对各所述焊接段的所述打底层和填充及盖面层均采用氩弧焊进行焊接；当所述管道管径大于159mm时，对各所述焊接段的打底层采用氩弧焊打底、填充及盖面层采用电弧焊盖面进行焊接。
[0008]其中，所述打底层中采用的氩弧焊的焊接参数为:焊丝为H00Crl9Nil2Mo2焊丝，直径为2.5mm，焊接电流为75-80A、电弧电压为10-11V、焊接速度为6-8cm/min ;所述填充及盖面层中采用的氩弧焊的焊接参数为:焊丝为H00Crl9Nil2Mo2焊丝，直径为2.5mm，焊接电流为75-80A、电弧电压为10-11V、焊接速度为6-8cm/min ;所述填充及盖面层中采用的电弧焊的焊接参数为:焊条为所述CHS022焊条，可选直径为2.5mm或3.2mm,直径为2.5mm时，焊接电流为80-85A、电弧电压为25-26V、焊接速度为9_12cm/min，直径为3.2mm时，焊接电流为83-90A、电弧电压为11-13V、焊接速度为6_8cm/min。
[0009]其中，所述氩弧焊为钨极氩弧焊，进行氩弧焊的喷嘴直径为10mm-20mm之间、钨极直径为2.5mm;进一步地，采用所述氩弧焊进行焊接时，在所述管道内局部充氩，其流量为5-14L/min，正面氩气流量为12_13L/min。
[0010]其中，在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之前，包括:对所述管道焊口进行坡口处理，其中，两所述管道的坡口呈V型、角度范围为65° -70°，并且，将所述坡口底部设置具有0-0.5mm长度的钝边。[0011 ]其中，在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之前，包括:将焊丝或焊条用丙酮清洗；在200°c -250°c环境下将所述焊丝或焊条烘干lh。
[0012]其中，在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之前，包括:将所述管道坡口两侧25mm范围内的油污清理干净，并用丙酮清洗坡口两侧25mm范围。
[0013]其中，在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之后，包括:采用斜探头对所述管道焊口处的焊缝进行B扫描并与焊缝试块进行对照以对所述焊缝进行缺陷评定，其中，所述焊缝试块厚度为50_，其上设有一个孔深为10mm、孔深为20mm、孔深为30mm、孔深为50mm的短横孔。
[0014]其中，在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之后，包括:采用相控阵超声检测对所述管道焊口处的焊缝进行扫描以对所述焊缝进行缺陷评定。
[0015]本发明实施方式的奥氏体不锈钢管道焊接工艺:对各焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将管道焊口进行焊接，相当于焊接一段即冷却一段，可增大管道焊口的冷却速度，有利于层间温度的控制，同时能够提高焊接速度，能够减小焊接应力，并且焊接时输入热量较小，能够提高焊接质量进而使得相焊接的管道力学性能较好。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明奥氏体不锈钢管道焊接工艺实施方式的流程图。
[0017]图2是本发明实施方式第一管径范围内管道对称分散跳焊的焊接顺序图。
[0018]图3是本发明实施方式第二管径范围内管道对称分散跳焊的焊接顺序图。
[0019]图4是本发明实施方式第三管径范围内管道对称分散跳焊的焊接顺序图。
[0020]图5是本发明实施方式管道坡口结构示意图。
[0021]图6是本发明实施方式焊缝试块的结构示意图。
[0022]图7-图9是本发明实施方式采用斜探头对焊缝进行B扫描的测试结果示意图。
[0023]图10-图13是本发明实施方式采用相控阵对焊缝进行扫描的测试结果示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0025]参阅图1，本发明奥氏体不锈钢管道焊接工艺的实施方式，包括如下步骤:[0026]步骤Sll，根据管道管径按一定规律对管道焊口进行焊接前定位用以划分成若干焊接段。其中，相邻两定位点之间的部分定义为一焊接段。各焊接段的弧长应大约相等即可，优选为弧长相等，使得焊接会比较工整。
[0027]在步骤Sll中，可以实现按照垂直坐标系划分象限的方式将管道焊口划分为与各象限一一对应的四个大的焊接区域，对管道焊口进行焊接前定位时，再分别在各焊接区域进行定位，划分成若干焊接段时方便快捷。
[0028]具体而言，如图2，管径d≤ 89mm时，各焊接区域只有一个焊接段；如图3，管径89mm < d < 219mm时,各焊接区域分别包括两个焊接段；如图4,管径d≥219mm时,各焊接区域分别包括三个焊接段。
[0029]步骤S12，对各焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将管道焊口进行焊接。
[0030]具体的，步骤S12中，一定焊接参数为:将管道分为打底层和填充及盖面层以分层次进行焊接，当管道管径小于等于159mm时，对各焊接段的打底层和填充及盖面层均采用氩弧焊进行焊接；当管道管径大于159mm时，对各焊接段的打底层采用氩弧焊打底、填充及盖面层采用电弧焊盖面进行焊接。
[0031]进一步地，打底层中采用的氩弧焊的焊接参数为:焊丝为H00Crl9Nil2Mo2焊丝，HOOCr 19Nil2Mo2焊丝直径通常可选为2.5mm，焊接时，焊接电流为75-80A、电弧电压为10-11V、焊接速度为6-8cm/min。填充及盖面层中采用的氩弧焊的焊接参数为:焊丝为HOOCr 19Nil2Mo2焊丝，直径通常可选为2.5mm，焊接时，焊接电流为75-80A、电弧电压为10-11V、焊接速度为6-8cm/min ;而在填充及盖面层中采用的电弧焊的焊接参数为:选用CHS022焊条，直径可选为2.5mm或3.2mm，直径为2.5mm的焊条进行焊接时，焊接电流为80-85A、电弧电压为25-26V、焊接速度为9_12cm/min ;直径为3.2mm的焊条进行焊接时，焊接电流为83-90A、电弧电压为11-13V、焊接速度为6_8cm/min。
[0032]通过上述对焊接电流、电弧电压及焊接速度的控制，可以控制焊接时的输入热量较小。并且，值得注意的是，打底焊时(即打底层)焊缝厚度应尽量薄，与根部熔合良好，收弧时要成缓坡形，如有收弧缩孔，应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧，熄弧时应填满弧坑，能够防止弧坑裂纹。
[0033]其中，H00Crl9Nil2Mo2焊丝的成分如表一:
[0034]
【权利要求】
1.一种奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤: 根据所述管道管径按一定规律对所述管道焊口进行焊接前定位用以划分成若干焊接段，其中，相邻两定位点之间的部分为一所述焊接段； 对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 在所述根据管道管径按一定规律对所述管道焊口进行焊接前定位用以划分成若干焊接段的步骤中:各所述焊接段的弧长相等。
3.根据权利要求1或2所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之中，所述一定焊接参数为: 将所述管道分为打底层和填充及盖面层以分层次进行焊接，其中，当所述管道管径小于等于159mm时，对各所述焊接段的所述打底层和填充及盖面层均采用氩弧焊进行焊接；当所述管道管径大于159mm时，对各所述焊接段的打底层采用氩弧焊打底、填充及盖面层采用电弧焊盖面进行焊接。
4.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 所述打底层中采用的氩 弧焊的焊接参数为:焊丝为H00Crl9Nil2Mo2焊丝，直径为2.5mm，焊接电流为75-80A、电弧电压为10-11V、焊接速度为6_8cm/min ； 所述填充及盖面层中采用的氩弧焊的焊接参数为:焊丝为HOOCr 19Nil2Mo2焊丝，直径为2.5mm，焊接电流为75-80A、电弧电压为10-11V、焊接速度为6_8cm/min ； 所述填充及盖面层中采用的电弧焊的焊接参数为:焊条为所述CHS022焊条，可选直径为2.5mm或3.2mm，直径为2.5mm时，焊接电流为80-85A、电弧电压为25-26V、焊接速度为9-12cm/min，直径为3.2mm时，焊接电流为83-90A、电弧电压为11-13V、焊接速度为6_8cm/min0
5.根据权利要求4所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 所述氩弧焊为钨极氩弧焊，进行氩弧焊的喷嘴直径为10mm-20mm之间、钨极直径为2.5mm; 进一步地，采用所述氩弧焊进行焊接时，在所述管道内局部充氩，其流量为5-14L/min，正面IS气流量为12-13L/min。
6.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之前，包括: 对所述管道焊口进行坡口处理，其中，两所述管道的坡口呈V型、角度范围为65° -70°，并且，将所述坡口底部设置具有0-0.5mm长度的钝边。
7.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之前，包括: 将焊丝或焊条用丙酮清洗； 在200°C _250°C环境下将所述焊丝或焊条烘干Ih。
8.根据权利要求7所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于:在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之前，包括: 将所述管道坡口两侧25mm范围内的油污清理干净，并用丙酮清洗坡口两侧25mm范围。
9.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 在所述对各所述焊接段采用对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之后，包括: 采用斜探头对所述管道焊口处的焊缝进行B扫描并与焊缝试块进行对照以对所述焊缝进行缺陷评定，其中，所述焊缝试块厚度为50mm，其上设有一个孔深为10mm、孔深为20mm、孔深为30mm、孔深为50mm的短横孔。
10.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢管道焊接工艺，其特征在于: 在所述对各所述焊接段采用 对称分散跳焊方式并按一定焊接参数将所述管道焊口进行焊接的步骤之后，包括: 采用相控阵超声检测对所述管道焊口处的焊缝进行扫描以对所述焊缝进行缺陷评定。
【文档编号】B23K101/10GK103894705SQ201410139473
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】江莉, 冷小琪, 李兴华, 魏鹏, 罗仁安, 叶龙, 王尧 申请人:深圳市泰克尼林科技发展有限公司