本发明属于建筑施工工法，具体涉及一种超纯水薄壁管道清洁与组焊方法。
背景技术：
1、超纯水（即纯水）在工业应用中经常用于水处理工艺中，比如纯水制取、空调系统冷却、纯水冷却等等。由于超纯水中含有大量的溶解氧，容易产生氧腐蚀，在管道内壁采用不锈钢焊接时，容易产生较高的焊接热应力，因此，对于超纯水薄壁管道的焊接施工是一个重要的工程难题。薄壁不锈钢管道如果采用普通焊丝进行焊接，容易产生较大的热应力，影响焊缝的强度和耐蚀性。目前在管道内壁采用不锈钢焊丝焊接时，大都采用充氩保护焊接。充氩保护焊接可以保证焊缝质量，同时减少了氩气用量。但是在充氩保护焊接时，氩气会通过焊枪被雾化后形成的液滴吸收带走。这样不仅降低了焊丝和金属之间的接触面积，而且造成了飞溅、飞溅严重。而超纯水中含有大量的溶解氧，因此超纯水管道内壁采用不锈钢焊接时会产生较高的热应力。因此针对超纯水薄壁管道内壁进行免充氩保护焊接技术是解决管道内壁采用不锈钢焊丝焊丝焊接时产生热应力问题的一个有效途径。
2、传统薄壁不锈钢管全自动氩弧焊技术工艺复杂，受外界干扰因素大，焊缝性能控制难度较大。在施焊过程中，几个环节容易出现问题，影响焊接质量。经过分析研究，主要表现在以下几个方面：
3、（1）管材切口不平整, 存在毛刺、断面与管材不垂直等缺陷；
4、（2）输入电流不足或过大，经过现场调查，发现各个焊接小组对焊接电流的确定理解不透彻，在其他条件不变的情况下，电流的变化对焊接质量有较为明显的影响；
5、（3）充氩气时不锈钢管内未形成充实氩气流，经过对现场各个焊接小组施焊人员的焊接成品进行切割检查，以确定是否因为氩气流不稳而造成空气紊流卷入管材内部（即造成焊口氧化），发现合格率偏低。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明公开了一种超纯水薄壁管道清洁与组焊方法，获得焊接质量稳定、飞溅小、焊缝成形良好的焊缝，同时也通过试验分析了免充氩保护焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明，在焊接过程中采用免充氩保护焊接可以获得稳定的焊缝成形，同时对后续的管道安装施工具有参考价值。
2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
3、超纯水薄壁管道清洁与组焊方法，该方法包括：
4、（1）焊前清洁：采用去离子水循环预冲洗、碱液循环清洗、纯净水冲洗、钝化、再次纯净水冲洗、排放、纯蒸汽消毒步骤对管道进行清洁；
5、（2）坡口加工：管道的坡口角度大于60°，小于70°，采用钝边为5~6 mm的钝边角，先将管道坡口内及坡口边缘30~40 mm范围内的油污、水分、锈迹和氧化皮清除干净；
6、（3）焊丝选用焊丝直径为1.2~2.0 mm，长度为30~50 mm；
7、（4）确定适合最佳施焊工作电流为：管道的壁厚≦1.2mm，选择施焊电流为45a~55a；1.2mm﹤管道的壁厚≦1.5mm，选择施焊电流为55a~65a；1.5mm﹤管道的壁厚≦2mm，选择施焊电流为75a~85a；
8、（5）采用免充氩保护剂涂抹焊口处以代替传统的充氩气隔绝空气法。
9、进一步地，步骤（1）所述去离子水循环预冲洗的具体方法是，准备一个储水箱和一个水泵，将它们连接到要钝化的管道上以形成一个循环路径，向储水箱中注入常温去离子水，用水泵循环，然后转动15分钟后放到排水阀上，循环时放水。
10、进一步地，步骤（1）所述碱液循环清洗的具体方法是，准备纯氢氧化钠化学试剂，加热水温度不低于70℃制成体积浓度1％的碱液，用泵循环不少于30分钟，然后排放。
11、进一步地，步骤（1）所述钝化采用纯净水和化学纯硝酸配制8％的酸溶液，并在排放前在49℃-52℃循环60分钟后排放。
12、进一步地，步骤（1）所述钝化采用用体积比3％的氢氟酸、20％的硝酸、77％的纯水配制溶液，溶液温度为25-35℃，循环处理10-20min，然后排放。
13、进一步地，步骤（1）所述纯净水冲洗具体是，向储水箱中添加纯净水，启动水泵，打开排水阀进行排放，直到每个出口点的水的电阻率与储水箱中的水的电阻率一致，排放时间至少为30分钟。
14、进一步地，步骤（1）所述再次纯净水冲洗在室温下用去离子水冲洗不少于5分钟。
15、进一步地，步骤（1）所述纯蒸汽消毒具体是，将干净的蒸汽传递到整个不锈钢管道系统中，每个使用点至少冲洗15分钟。
16、本发明的有益效果为：
17、1.本发明采用免充氩气保护剂涂抹焊口处以代替传统的充氩气隔绝空气法，此方法具有操作简单、经济效益高、存储方便、受环境因素影响小等显著优点。具体地，可以有效防止焊缝背面的氧化，在焊缝背面形成保护焊涂层，阻止许多有害化合物的形成，吸收熔渣中的大量难熔元素。免充氩气保护剂具有很好的热传导性，能有效地驱散焊缝局部的热量集中，使焊缝热分布的均匀化，不会产生局部的烧穿和应力集中。由于热输入均匀统一及焊缝污染物被免充氩焊接保护剂吸收，孔隙类缺陷可以完全避免。由于免充氩焊接保护剂对固定焊点周围的金属母材有保护作用，所以在随后的焊接进程中焊点可以很均匀的融入到整条焊缝中，同时也不会出现氧化。在整个焊道上可以得到均匀的热输入，可以保证熔化的焊缝金属能完全穿通焊接根部，并与母材稳固地熔合。在热作用熔化后，在表面粘附力的作用下，对熔化金属具有支托作用，使得打底焊缝波纹细腻光滑的突出。
18、2.本发明较传统薄壁不锈钢管全自动氩弧焊技术，在保证焊接质量的前提下，提高了焊接效率，可有效地减少生产过程中的能源消耗，提高设备利用率，增加单位时间内的生产能力，从而增加单位产品的产出，节省项目施工工期20天，提高了企业经济效益。
19、3. 本发明直接节约焊接材料成本、人工费、保护剂费用等。在降低生产成本的同时，还可提高劳动生产率。减少了人工操作时的劳动强度，减轻了工人的身体负担，改善了工人的工作条件。节省全施工周期人力1/5，机械台班1/5，施工成本降低约7%—9%。
20、4.在当前低碳环保的时代背景下，采用超纯水薄壁管道清洁与组焊技术不仅可以提高产品质量、减少人工操作次数和劳动强度、减少能源消耗和污染排放，非常适合推广应用，且在国内外化工、医药、精细化工厂洁净施工领域具有广阔的发展前景。
21、实施方式
22、本实施例提供超纯水薄壁管道清洁与组焊方法，该方法包括：
23、（1）焊前清洁：采用去离子水循环预冲洗、碱液循环清洗、纯净水冲洗、钝化、再次纯净水冲洗、排放、纯蒸汽消毒步骤对管道进行清洁；具体的，
24、（1.1）纯水循环冲洗：准备一个储水箱和一个水泵，将它们连接到要钝化的管道上以形成一个循环路径，向储水箱中注入足够的常温去离子水，用水泵循环，然后转动15分钟后放到排水阀上，循环时放水。
25、（1.2）清洗碱液：准备纯氢氧化钠化学试剂，加热水（温度不低于70℃）制成碱液的1％（体积浓度），用泵循环不少于30分钟，然后排放。
26、（1.3）冲洗：向储水箱中添加纯净水，启动水泵，打开排水阀进行排放，直到每个出口点的水的电阻率与储水箱中的水的电阻率一致，排放时间至少为30分钟。
27、（1.4）钝化：常用处理配方有两种。一是用纯净水和化学纯硝酸配制8％的酸溶液，并在排放前在49℃-52℃循环60分钟后排放。8%的硝酸主要起氧化剂作用，不锈钢表面在硝酸作用下被氧化为氧化铬，达到钝化目的。二是使用3％的氢氟酸（体积比）、20％的硝酸（体积比）、77％的纯水配制溶液，溶液温度为25-35℃，循环处理10-20min，然后排放，最后使用高压蒸汽冲洗管道以清除污垢。
28、（1.5）初始冲洗：在室温下用去离子水冲洗不少于5分钟。
29、（1.6）最后冲洗：再次冲洗，直到去离子水在入口和出口的电阻率一致。
30、（1.7）纯蒸汽消毒：将干净的蒸汽传递到整个不锈钢管道系统中，每个使用点至少冲洗15分钟。
31、（2）坡口加工：管道的坡口角度大于60°，小于70°，采用钝边为5~6 mm的钝边角，先将管道坡口内及坡口边缘30~40 mm范围内的油污、水分、锈迹和氧化皮清除干净，以保证焊接时不产生夹渣、未焊透、未熔合等缺陷。
32、（3）焊丝选用焊丝直径为1.2~2.0 mm，长度为30~50 mm，具体根据焊接规范的要求选择合适的焊丝，使用前应进行试验；
33、（4）确定适合最佳施焊电流：现场调动多台焊机（钨极直径约为2mm），根据不同壁厚的管材对工作电流进行3个分组如下：
34、将在不同电流下施焊的管材样品送到专业检测方和资深焊工进行审核，最终确定适合本项目作业环境的最佳施焊工作电流为：
35、（5）采用免充氩保护剂涂抹焊口处以代替传统的充氩气隔绝空气法，本实施例采用太阳牌免充氩保护剂。
36、需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。。