一种奥氏体炉管焊接方法
【专利摘要】本发明涉及炉管焊接领域，尤其涉及一种奥氏体炉管焊接方法，包括：将预处理后的两根奥氏体炉管组对对接；以药芯焊丝作为打底焊材料，初步焊接时在两根奥氏体炉管对接处的一面进行，药芯焊丝从两根奥氏体炉管的间隙中伸至焊接面，且焊接面朝上，直至焊接面上形成一层药皮层时，初步焊接结束；以实芯焊丝作为填充材料，对两根奥氏体炉管的对接处进行二次焊接，同时向对接处充氩进行保护，实芯焊丝的一端置于与初步焊接的焊接面相对的两根奥氏体炉管的问隙的另一端面处，实芯焊丝不断熔化至焊接完成。本发明免除炉管打底焊管内充氩保护所带来的不便，节省氩气，提高工作效率，同时避免晶问腐蚀，降低焊接过程中的残余应力，防止热裂纹产生。
【专利说明】一种奥氏体炉管焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炉管焊接领域，尤其涉及一种奥氏体炉管焊接方法。
【背景技术】
[0002]对于奥氏体不锈钢管，目前常用的焊接方法是钨极惰性气体保护焊(TIG)，即采用手工钨极氩弧焊配以实心焊丝打底的施焊方法，管内充氩防止焊缝根部氧化，保证焊缝内部质量。但是在不锈钢炉管焊接过程中，有许多因素困扰着施工，如炉管焊接工艺复杂，且有时充氩保护容易失效；管道连接长，充氩量大，从坡口上充氩焊口无法封堵；焊口分布零散，氩气利用率低，焊接效率不高，特别是炉内施工，场地狭小，部分焊口高空作业，施焊难，且辅助用工多等。钨极惰性气体保护焊(TIG)在不锈钢炉管的焊接使用中，不但不经济，而且严重影响工期，因此，使用药芯焊丝免充氩TIG焊接技术就成为解决这类问题的关键所在。
[0003]使用不锈钢自保护药芯焊丝焊接可不必采取背面充氩的工艺措施，特别适合打底焊，生产效率高，熔敷金属和焊接接头高温力学性能优良。这种新的焊接工艺具有的渣气-联合保护作用，有效地保护了焊缝中的金属元素，药芯焊丝可通过钢皮和药芯两种途径过渡合金元素，获得优良的力学性能，尤其是冲击韧性。同时，利用药芯熔化后形成的熔渣对焊缝背面进行保护，使高温时的焊缝金属与周围的空气隔离，避免高温时的焊缝金属产生氧化反应。
[0004]目前我国在不锈钢自保护药芯焊丝使用上，由于对药芯焊丝的认识不足及部分焊接作业标准严重滞后等原因，仅仅在造船、锅炉行业得到推广应用，其他行业基本上仍然以焊条电弧焊为主，生产效率低下。因此，目前在国内对于不锈钢自保护药芯焊丝在炉管的使用中也没有成熟的焊接技术可借鉴。
【发明内容】
[0005]针对上述技术问题，本发明设计开发了一种奥氏体炉管焊接方法，目的在于免除炉管打底焊管内充氩保护所带来的不便，节省氩气，提高工作效率，同时避免晶间腐蚀，降低焊接过程中的残余应力，防止热裂纹产生。
[0006]本发明提供的技术方案为:
[0007]一种奥氏体炉管焊接方法，包括以下步骤:
[0008]步骤一、对将要焊接的两根奥氏体炉管进行低温预处理，并将预处理后的两根奥氏体炉管组对对接；
[0009]步骤二、以药芯焊丝作为打底材料，对两根奥氏体炉管的对接处进行初步焊接，初步焊接时在两根奥氏体炉管对接处的一面进行，药芯焊丝从两根奥氏体炉管的间隙中伸至焊接面，且焊接面朝上，直至焊接面上形成一层2?3mm的药皮层时，初步焊接结束；
[0010]步骤三、以实芯焊丝作为填充材料，对两根奥氏体炉管的对接处进行二次焊接，同时向对接处充氩进行保护，实芯焊丝的一端置于与初步焊接的焊接面相对的两根奥氏体炉管的间隙的另一端面处，先向焊接处预充氩10?30s，然后进行引弧焊接，焊接结束后延滞充氩10?30s，以充分保护炽热的焊缝金属不受氧化，如此反复，直至焊接完成。
[0011]优选的是，所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤一中每根奥氏体炉管的一端的坡口处理成30?45°的角度，两根奥氏体炉管组对对接形成锥形间隙。
[0012]优选的是，所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤二中药芯焊丝伸至锥形间隙的小口端，药皮层形成在小口端面上。
[0013]优选的是，所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤一中还包括将每根奥氏体炉管的坡口处沿炉管壁设置一凹陷槽，所述凹陷槽沿坡口呈环形分布。
[0014]优选的是，所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤三中实芯焊丝在锥形间隙的大口端进行熔融焊接，熔融的实芯焊丝沿每一奥氏体炉管坡口的凹陷槽流动至锥形间隙的小口端并将两根奥氏体炉管焊接。
[0015]本发明所述的奥氏体炉管焊接方法中，在焊接过程中首先采用药芯焊丝作为打底材料对两根奥氏体炉管进行焊接，因焊接仅在两根炉管形成的间隙较小处进行，且焊接面朝上，无需充氩保护，节省了氩气，提高了工作效率。再以实芯焊丝作为填充材料进行二次焊接，由于炉管坡口处沿炉管壁设置有环形分布的凹陷槽，因此熔融的实芯焊丝沿凹陷槽向间隙较小处流动并最终将两根炉管焊接，避免了熔融的实芯焊丝滴落在炉管内壁上，影响焊接效果。焊接前对炉管进行低温预处理，能减少炉管中的溶碳量，避免了晶间腐蚀，降低了焊接过程中的残余应力，防止了热裂纹产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明所述的奥氏体炉管焊接方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0018]本发明提供一种奥氏体炉管焊接方法，包括以下步骤:
[0019]步骤一、由于随着温度的下降，奥氏体的溶碳能力下降，而避免晶间腐蚀、降低焊接过程中的残余应力、防止热裂纹产生的主要措施之一就是减少焊缝及母材的含碳量，对将要焊接的两根奥氏体炉管进行低温预处理，将两根炉管置于冰水混合浴中5?8小时，并将预处理后的两根奥氏体炉管置于水平工作台上组对对接；
[0020]步骤二、以药芯焊丝作为打底材料，对两根奥氏体炉管的对接处进行初步焊接，初步焊接时在两根奥氏体炉管对接处的一面进行，药芯焊丝从两根奥氏体炉管的间隙中伸至焊接面，且焊接面朝上，这样熔融的药芯焊丝直接滴落至两根炉管的对接处，焊接效果好，直至焊接面上形成一层2?3mm的药皮层时，初步焊接结束，使熔池和熔滴免受氧化、氮化，辅助了焊缝成型，起到了稳定电弧、脱氧、脱硫和渗合金等作用；药芯焊丝兼顾了气体保护焊连续输送焊接材料和焊条气渣联合保护的优点，单面焊时背面无需充氩气保护，射线探伤一次合格率达到了 100%，焊缝成型美观、光滑，脱渣性好，工艺参数适应性强，易于实现全位置焊接；
[0021]步骤三、以实芯焊丝作为填充材料，对两根奥氏体炉管的对接处进行二次焊接，同时向对接处充氩进行保护，实芯焊丝的一端置于与初步焊接的焊接面相对的两根奥氏体炉管的间隙的另一端面处，先向焊接处预充氩10?30s，置换完待焊接部位的空气，然后进行引弧焊接，熔融的实芯焊丝由间隙的另一端面流动至一端面，焊接结束后延滞充氩10?30s,以充分保护炽热的焊缝金属不受氧化，如此反复，既能保证工作环境始终处于低氧状态，又能使焊接过程中连续进行，实芯焊丝不断熔化至焊接完成。
[0022]所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤一中每根奥氏体炉管的一端的坡口处理成30?45°的角度，便于熔滴沿炉管坡口由一端流动至另一端，两根奥氏体炉管组对对接形成锥形间隙。
[0023]所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤二中药芯焊丝伸至锥形间隙的小口端，药皮层形成在小口端面上，初步焊接的目的仅是将两根炉管的间隙进行小范围的封闭，便于后续焊接中熔滴顺利流动至小口端面处，实现从下到上的顺序焊接。
[0024]所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤一中还包括将每根奥氏体炉管的坡口处沿炉管壁设置一凹陷槽，所述凹陷槽沿坡口呈环形分布，以使得熔滴能沿坡口呈定向流动，不至于滴落至炉管内壁，影响炉管的正常使用。
[0025]所述的奥氏体炉管焊接方法中，所述步骤三中实芯焊丝在锥形间隙的大口端进行熔融焊接，熔融的实芯焊丝沿每一奥氏体炉管坡口的凹陷槽流动至锥形间隙的小口端并将两根奥氏体炉管焊接。
[0026]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种奥氏体炉管焊接方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、对将要焊接的两根奥氏体炉管进行低温预处理，并将预处理后的两根奥氏体炉管组对对接； 步骤二、以药芯焊丝作为打底焊材料，对两根奥氏体炉管的对接处进行初步焊接，初步焊接时在两根奥氏体炉管对接处的一面进行，药芯焊丝从两根奥氏体炉管的间隙中伸至焊接面，且焊接面朝上，直至焊接面上形成一层2?的药皮层时，初步焊接结束； 步骤三、以实芯焊丝作为填充材料，对两根奥氏体炉管的对接处进行二次焊接，同时向对接处充氩进行保护，实芯焊丝的一端置于与初步焊接的焊接面相对的两根奥氏体炉管的间隙的另一端面处，先向焊接处预充氩10?308，然后进行引弧焊接，焊接结束后延滞充氩10?308，以充分保护炽热的焊缝金属不受氧化，如此反复，直至焊接完成。
2.如权利要求1所述的奥氏体炉管焊接方法，其特征在于，所述步骤一中每根奥氏体炉管的一端的坡口处理成30?45。的角度，两根奥氏体炉管组对对接形成锥形间隙。
3.如权利要求2所述的奥氏体炉管焊接方法，其特征在于，所述步骤二中药芯焊丝伸至锥形间隙的小口端，药皮层形成在小口端面上。
4.如权利要求2所述的奥氏体炉管焊接方法，其特征在于，所述步骤一中还包括将每根奥氏体炉管的坡口处沿炉管壁设置一凹陷槽，所述凹陷槽沿坡口呈环形分布。
5.如权利要求4所述的奥氏体炉管焊接方法，其特征在于，所述步骤三中实芯焊丝在锥形间隙的大口端进行熔融焊接，熔融的实芯焊丝沿每一奥氏体炉管坡口的凹陷槽流动至锥形间隙的小口端并将两根奥氏体炉管焊接。
【文档编号】B23K9/32GK104439631SQ201410543160
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】李仁国, 张波, 查翔, 李云松 申请人:中国化学工程第十六建设有限公司, 中国化学工程第六建设有限公司