一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，包括以下步骤：焊前准备：选取中厚板以及108mm以上的奥氏体不锈钢作为母材，选取管材、衬垫、不锈钢焊丝，在母材上通过加工切割出坡口，进行焊接加工；涂抹保护涂层：焊前将涂层粉末用丙酮调制成黏糊状，将涂层均匀的涂抹在管材坡口内部10mm范围内；试件装配：将衬垫贴合在管材坡口上，将衬垫与坡口定位点固；进行焊接：焊接设备置于管材正上方水平位置，管材经由旋转装置夹持，分为两个半圈进行焊接，依次焊接打底层、填充层和盖面层。本发明专利技术通过全自动、半自动MAG焊，采用坡口正面贴敷不锈钢等腰梯形衬板，不锈钢背面采用保护涂层，免除了背面充氩，提高了焊接的效率以及质量，降低焊接成本。

MAG welding process for austenitic stainless steel pipe

【技术实现步骤摘要】
一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺
本专利技术涉及奥氏体不锈钢管的焊接
，具体为一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺。
技术介绍
不锈钢由于其防腐防锈的特性，广泛应用于众多工业产品中，特别是船舶行业的化学品船、压力容器的管线等特殊行业，需求量大并且质量要求高。焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接透过下列三种途径达成接合的目的：加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助。目前，在对不锈钢管道进行焊接时所采用的传统的焊接工艺，主要采用管道内充氩气，氩弧焊打底，手工电弧焊或惰性或混合气体填充盖面，所带来的充氩成本高以及耗时长，同时氩弧焊焊接成本高，效率低。传统焊接不锈钢管道时需要两种焊接方法的联合使用，增加了设备的投入，以及增加了在生产现场条件的限制；而且传统焊接不锈钢管道的工艺过程基本都是手工操作，效率慢，焊接质量依赖焊工的操作技能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，通过全自动、半自动MAG焊，采用坡口正面贴敷不锈钢等腰梯形衬板，不锈钢背面采用保护涂层，免除了背面充氩的过程，提高了焊接的效率以及质量，降低焊接成本。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，包括以下步骤：步骤1.焊前准备：选取60mm以上的奥氏体不锈钢作为母材，选取奥氏体铁素双向钢管作为管体，选取与母材化学成分一样的衬垫，选取与母材成分相似的不锈钢焊丝，在母材上通过加工切割出坡口，选取合适的焊接设备进行加工；步骤2.涂抹保护涂层：选用与母材相匹配的保护涂层型号和合金比例，焊前将涂层粉末用丙酮调制成黏糊状，把调制好的涂层均匀的涂抹在管材坡口内部10mm范围内；步骤3.试件装配：管口装配时控制错边量小于或者等于管壁的10%并且小于或者1mm，装配间隙为3~4mm，将衬垫贴合在管材坡口上，不留间隙，将衬垫与坡口定位点固，装配定位焊与正式焊接工艺相同，定位点长度为10~20mm；步骤4.进行焊接：焊接设备置于管材正上方水平位置，管材经由旋转装置夹持，分为两个半圈进行焊接，第一个半圈的起焊位置在管材的底部中心右侧，记为A点，收弧位置在管材的上部中心右侧，记为B点，焊接60mm以上的管材依次焊接出打底层、填充层和盖面层。优选的，在步骤1中，所述焊接设备采用逆变处理器的CO2/MAG焊机。优选的，在步骤1中，所述坡口采用机械加工或等离子加工，坡口角度单边32°±1°，所述坡口及两侧20mm范围内清除表面氧化渣及油污等杂物。优选的，在步骤4中，所述打底层为单面焊双面成形焊道，所述填充层根据不同管壁厚度选择是否进行填充层操作，如果管壁超过5mm一般均要进行填充，而填充层数以填充至离管材表面2~3mm为止。优选的，所述打底层的焊接工艺包括以下步骤：步骤1.焊接设备的焊接角度为向焊接方向切线70°、横向为90°，焊丝在A点起弧，焊丝由一边坡口引起电弧然后稍作停顿1S，与衬垫熔合为一体之后向另外一侧坡口移动，焊丝摆动到另一侧坡口边缘稍作停顿后熄灭电弧；步骤2.焊枪稍微向顺时针方向移动半个熔池，待熔池形状与前一点一致时熄灭电弧，一直焊接到管子上方超过B点位置熄灭电弧，熄灭电弧后焊枪放置在焊接位置几秒钟等待滞后气体保护熔池温度下降后移开焊枪；步骤3.使用角磨机将管材的起焊处和收弧处打磨成缓坡形，将后半圈的接头与前半圈首尾相连，后半圈在前半圈起焊点A前10mm位置开始引弧焊接，当焊接到前半圈起焊点时摆动速度稍慢，当焊接到前半圈起焊点时摆动速度稍慢，焊接至新形成的熔池与已焊过的金属融合为一个整体；步骤4.再根据打底断弧的方法进行焊接，后半圈焊接要超过前半圈收弧B位置10mm以保证首尾相接质量完好，打底完成后对管材采用水冷或者风冷使焊缝停留在450~800℃晶间腐蚀危险区的时间缩短，冷却到150℃以下。优选的，所述填充层的焊接工艺包括以下步骤：步骤1.填充焊前用角磨机将打底层不平和有缺陷的位置进行打磨处理，焊丝在A点起弧，焊接角度为向焊接方向切线70°、横向为90°；步骤2.填充焊焊丝由坡口与焊缝边缘引起电弧稍作停顿，待熔池产生坡口与焊缝边缘熔化之后，向坡口对面移动；步骤3.移动到对面坡口与焊缝边缘处稍作停顿，观察熔合之后熄灭电弧，下一点熔池压在前一点熔池的一半，收尾和首尾相接参照打底层的焊接工艺。优选的，所述盖面层的焊接工艺包括以下步骤：步骤1.盖面层焊接前用角磨机将填充焊不平和有缺陷的位置进行打磨处理，控制焊道层间温度小于150℃，焊丝在A点起弧，焊接角度为向焊接方向切线70°、横向为90°；步骤2.盖面焊丝在填充金属与坡口结合位置引起电弧，稍作停顿，当熔化金属超过管子边线的0.5~1mm位置，熔化金属略高于管材表面时向坡口对面移动；步骤3.移动到对面坡口与焊缝边缘处停顿，待熔化金属超过管子边线的0.5~1mm时熄灭电弧，当熔池温度由亮红色的液态金属转化为暗红色半凝固态金属时，重新引弧产生新熔池覆盖前一个熔池的一半。优选的，所述衬垫采用内径与管材相同的两个半圆等腰梯形环。与现有技术相比，采用了上述技术方案的用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，具有如下有益效果：一、采用本专利技术的用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，使用全自动、半自动MAG焊，配合衬垫与管内壁涂层，无需对管道内充氩，节省费用及辅助时间；二、采用管道外坡口不锈钢衬板，免除单面焊双面成形的操作过程，相当于衬垫强制成形，衬板厚度根据使用的电流大小以及焊接位置等因素适当调整，达到增加熔敷金属，同时保证背面成形，提高了焊接质量以及效率，降低了焊接打底层的技术操作难度；三、采用保护涂层，管道坡口背面采用不锈钢焊接保护剂，在焊接时，背面由于高温容易产生氧化，而管道或中厚板背面采用保护涂层，焊接时涂层进行熔化产生大量的保护气体对管材内部进行保护，可以大大增加管道坡口的保护效果，同时由于衬板熔化、不锈钢焊接保护剂对熔化金属的支托作用，可以提高焊接参数，大大提高了焊接的效率以及质量。附图说明图1为本专利技术用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺实施例的焊接示意图；图2为本实施例中用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺的结构示意图。附图标记：1、母材；2、管材；3、衬垫；4、焊接设备；5、焊丝。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。如图1所示为用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺的焊接示意图，如图2所示为用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺的结构示意图。实施例一：本实施例的用于奥氏体不锈钢管道的半自动MAG焊焊接工艺，包括以下步骤：步骤1.焊前准备：（1）焊接母材：选取60mm以上的奥氏体不锈钢作为母材1，例如0Cr18Ni9；选取奥氏体铁素双向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.焊前准备：选取60mm以上的奥氏体不锈钢作为母材（1），选取奥氏体铁素双向钢管作为管体，选取与母材（1）化学成分一样的衬垫（3），选取与母材（1）成分相似的不锈钢焊丝（5），在母材（1）上通过加工切割出坡口，选取合适的焊接设备（4）进行加工；/n步骤2.涂抹保护涂层：选用与母材（1）相匹配的保护涂层型号和合金比例，焊前将涂层粉末用丙酮调制成黏糊状，把调制好的涂层均匀的涂抹在管材（2）坡口内部10mm范围内；/n步骤3.试件装配：管口装配时控制错边量小于或者等于管壁的10%并且小于或者1mm，装配间隙为3~4mm，将衬垫（3）贴合在管材（2）坡口上，不留间隙，将衬垫（3）与坡口定位点固，装配定位焊与正式焊接工艺相同，定位点长度为10~20mm；/n步骤4.进行焊接：焊接设备（4）置于管材（2）正上方水平位置，管材（2）经由旋转装置夹持，分为两个半圈进行焊接，第一个半圈的起焊位置在管材（2）的底部中心右侧，记为A点，收弧位置在管材（2）的上部中心右侧，记为B点，焊接60mm以上的管材（2）依次焊接出打底层、填充层和盖面层。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.焊前准备：选取60mm以上的奥氏体不锈钢作为母材（1），选取奥氏体铁素双向钢管作为管体，选取与母材（1）化学成分一样的衬垫（3），选取与母材（1）成分相似的不锈钢焊丝（5），在母材（1）上通过加工切割出坡口，选取合适的焊接设备（4）进行加工；
步骤2.涂抹保护涂层：选用与母材（1）相匹配的保护涂层型号和合金比例，焊前将涂层粉末用丙酮调制成黏糊状，把调制好的涂层均匀的涂抹在管材（2）坡口内部10mm范围内；
步骤3.试件装配：管口装配时控制错边量小于或者等于管壁的10%并且小于或者1mm，装配间隙为3~4mm，将衬垫（3）贴合在管材（2）坡口上，不留间隙，将衬垫（3）与坡口定位点固，装配定位焊与正式焊接工艺相同，定位点长度为10~20mm；
步骤4.进行焊接：焊接设备（4）置于管材（2）正上方水平位置，管材（2）经由旋转装置夹持，分为两个半圈进行焊接，第一个半圈的起焊位置在管材（2）的底部中心右侧，记为A点，收弧位置在管材（2）的上部中心右侧，记为B点，焊接60mm以上的管材（2）依次焊接出打底层、填充层和盖面层。


2.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，其特征在于：在步骤1中，所述焊接设备（4）采用逆变处理器的CO2/MAG焊机。


3.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，其特征在于：在步骤1中，所述坡口采用机械加工或等离子加工，坡口角度单边32°±1°，所述坡口及两侧20mm范围内清除表面氧化渣及油污等杂物。


4.根据权利要求1所述的用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，其特征在于：在步骤4中，所述打底层为单面焊双面成形焊道，所述填充层根据不同管壁厚度选择是否进行填充层操作，如果管壁超过5mm一般均要进行填充，而填充层数以填充至离管材（2）表面2~3mm为止。


5.根据权利要求4所述的用于奥氏体不锈钢管道的MAG焊焊接工艺，其特征在于：所述打底层的焊接工艺包括以下步骤：步骤1.焊接设备（4）的焊接角度为向焊接方向切线70°、横向为90°，焊丝（5）在A点起弧，焊丝（5）由一边坡口引起电弧然后稍作停顿1S，与衬垫（3）熔合为一体之后向另外一侧坡口移动，焊丝（5）摆动到另一侧坡口边缘稍...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚振一，曹益华，徐明亮，徐文张，蒋坤松，
申请(专利权)人：江苏航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32