發布日期：2013-10-16
1．傳統保護方法及不(bù)足
T91、TP347H等高合金鋼在(zài)火電、化工、核能等領域有着廣泛的(de)應用。這(zhè)些材料在(zài)焊接時(shí)，焊縫背面必須進行有效地(dì / de)保護，才能避免根部氧化，以(yǐ)獲得良好的(de)焊縫成型和(hé / huò)保證接頭的(de)機械性能。高合金鋼小徑管焊接時(shí)，工程上(shàng)常采用的(de)焊縫背面保護方法有：充氩氣、氮氣或者混合氣體保護[1-3]、利用藥芯焊絲或塗防氧化劑保護。但工程上(shàng)常用的(de)是(shì)保護效果穩定、适應性強、成本相對較低的(de)背面充氩保護方法。
傳統的(de)背面充氩保護，是(shì)從管子(zǐ)的(de)一(yī / yì ／yí)端向焊接處充氩。如新建電廠過熱器管焊接時(shí)，氩氣通過輸送導管由集箱的(de)進口插入集箱管座進行充氣。電廠過熱器管高合金鋼管檢修時(shí)，則需先割開低合金鋼管以(yǐ)進行充氩，然後将割開的(de)低合金鋼管焊接起來(lái)。采用這(zhè)種工藝，雖然保護效果較好，但操作繁瑣、困難，氩氣消耗大(dà)，焊接效率低。特别是(shì)在(zài)新建大(dà)容量火電機組中，合金小管焊口數量非常多，上(shàng)述缺點更加突出(chū)。因此必須對傳統的(de)保護方法加以(yǐ)改進。
2．新型保護裝置及工藝調整
2.1 直吹式充氩裝置
如果直接從焊接處充氩，操作更加簡便，也(yě)能節省氩氣用量。因此設計了(le／liǎo)圖1所示充氩裝置：
用易溶紙堵在(zài)坡口兩側200-300mm處形成氣室。用φ10×1mm黃銅管壓扁成圖2所示的(de)形狀。焊接過程中保持一(yī / yì ／yí)定的(de)氩氣流量。第一(yī / yì ／yí)層焊道(dào)焊至接近充氩針時(shí)，拿掉充氣針，繼續焊完。
實際工程中發現這(zhè)種裝置存在(zài)以(yǐ)下缺點：
A．由于(yú)氣室空間較小，當氩氣流量小時(shí)，保護效果不(bù)好；加大(dà)氩氣流量，則對焊接電弧産生影響，焊縫中易産生氣孔；
B．保護效果一(yī / yì ／yí)般，主要(yào / yāo)是(shì)空氣不(bù)能完全排淨；焊接次層時(shí)進一(yī / yì ／yí)步加劇了(le／liǎo)背面焊縫的(de)氧化。
采用此種保護方法典型的(de)焊縫背面形貌如圖４所示，背面焊縫成型尚可，但氧化較嚴重。
2.2 側吹式充氩裝置
采用圖1 所示的(de)充氩裝置，但将充氣針設計成圖3所示，即将原充氣針端部焊接密封，而(ér)在(zài)兩個(gè)側面分别鑽3個(gè)φ2mm的(de)小孔，讓氩氣從兩個(gè)側面向氣室送氣。同時(shí)對焊接工藝進行調整：打底焊接時(shí)保留充氣針部位不(bù)焊，随即進行蓋面層焊接，最後取出(chū)充氣針，焊接層次封口。
此改進已先後在(zài)某些電廠工程上(shàng)得到(dào)采用。工程實際應用表明，此種方法具有以(yǐ)下優點：
(1)操作簡便。以(yǐ)前需2-3人(rén)完成的(de)工作，現隻需1人(rén)即可。充氩效率提高，焊工待焊時(shí)間大(dà)大(dà)縮短；
(2)氩氣消耗大(dà)爲(wéi / wèi)降低。根據管子(zǐ)直徑和(hé / huò)焊口距充氣點距離，傳統充氩方法，氩氣流量爲(wéi / wèi)10-20L/min,改進後氩氣流量爲(wéi / wèi)6-10L/min，且充氣時(shí)間大(dà)大(dà)縮短。據工程統計，此改進比傳統方法節省氩氣80%以(yǐ)上(shàng)；
(3)保護效果良好。其典型的(de)根部形貌如圖5所示，背面焊縫成型良好，表面呈銀灰色，未見氧化。
2.3 獲得良好保護效果的(de)技術關鍵
(1)氣室密封性：氣室應具有一(yī / yì ／yí)定的(de)嚴密性。對管徑45mm以(yǐ)上(shàng)的(de)焊口，可在(zài)表面貼錫箔紙，覆蓋部分坡口間隙；
(2)充氩位置：吊焊及斜焊位置時(shí)，充氣針置于(yú)頂部；橫焊位置時(shí)，充氣針置于(yú)便于(yú)收口的(de)位置；
(3)充氩時(shí)間：充氩一(yī / yì ／yí)定時(shí)間後才能焊接；焊接次層時(shí)要(yào / yāo)繼續充氩；
(4)點焊質量：若點焊焊縫背面保護不(bù)好，則需調整氩氣流量或充氣針位置，并需将點焊處磨掉重焊。
