薄壁不銹鋼管在食品工業得到越來越廣泛應用的同時，對其焊接技術質量也提出越來越高的要求。至德鋼業介紹了某啤酒廠擴建工程中應用的薄壁不銹鋼管道焊接施工技術，闡述了施工過程中焊接設備和焊接方法的選擇，以及焊接的工藝要求。通過總結焊接技術數據，改進和提高焊接技術參數，工程最后達到設計及生產使用質量要求。廣東省石油化工建設集團公司去年承接的佛山順德某啤酒廠擴建工程中，包含有2000多米德標薄壁不銹鋼管道的焊接。不銹鋼材質為SUS304，即0Cr19Ni9，其化學成分(百分含量)為：C≤0.08，Si＜1.00，Mn＜2.00，S＜0.03，P＜0.04，Cr=18～20，Ni=8～10.5。管道最大直徑為O.D154×2，最小直徑為36mm×1.5mm，其連接方式是焊接和法蘭連接。焊絲采用H0Cr20Ni10Ti，直徑為φ2.0。

 薄壁不銹鋼管輸送的介質為生產原料或者產品。如果管道在安裝過程中。管內焊縫有毛刺、凹坑、焊縫過高等缺陷，會導致產品或原料在管內積留造成腐爛變質，影響產品質量。所以對該種管道的焊縫成型要求特別高，要求雙面成型，不允許咬邊和未焊透．焊縫高度0~1 mm，坑深度不超過0.3 mm，尤其是管內焊縫必須成型均勻，光滑無毛刺，焊縫高度均勻0~0.3 mm，針對此情況，對該工程薄壁不銹鋼管道的焊接，反復研究、試驗、總結焊接技術數據，改進和提高焊接技術，保證了工程安裝質量要求。

一、焊接設備及焊接方法選擇

 根據不銹鋼的焊接特點，在焊接過程中當熱輸入量大，冷卻較慢時，易產生熱裂紋、腐蝕開裂和變形等缺陷，而且本工程不銹鋼管壁薄1.5~2 mm，焊接熔淺，焊縫要求雙面成型，光滑無毛刺，管口不被氧化。故選擇管內充氬氣手工鎢極氬弧焊，焊接設備選擇鎢極氬弧焊機(正接法)，焊機型號為WS一300 A。依據為：

   1. 在常用的焊接方法中，TIG焊的熱輸入較小，且氬氣流除了保護高溫金屬外，還具有一定的冷卻作用，能提高焊縫的抗裂能力，減少焊接變形。

   2. 鎢極因發熱量小，不易過熱，同樣大小直徑的鎢極可以采用較大的電流，工件發熱量大，生產率高，而且由于鎢極為陰極，熱電子發射力強，電弧穩定而集中。

   3. 氬氣是惰性氣體，能有效地隔絕周圍空氣，使鎢極不發生反應，鎢極氬弧焊中電弧還有自動清除工件表面氧化的作用。

   4. 鎢極電弧穩定，即在很小的焊接電流下仍可穩定燃燒，特別適用于薄壁管的焊接。

   5. 熱源和填充焊絲可分別控制，因而熱輸入易調節，可進行各種位置的焊接，也是實現單面焊雙面成型的理想方法。同時還減少了清渣和酸純化等工序，焊速快，工效高，能滿足工程質量和工期要求。

二、焊接工藝要求

  1. 坡口選擇

   由于不銹鋼薄壁管厚度都在2.0 mm以下，選用Ⅰ型坡口，坡口寬度A=1/2 t+0.5 mm。

  2. 焊口充氬保護

   管內充氬氣保護，在引弧前，啟動開關送氣閥，將管內的空氣排除。針對氬氣耗費量大的問題，我項目部在不同焊接條件下，選用不同的充氬形式，主要有：

    a. 54 mm以下管道焊接采用整條充氬保護。當管線長度較長、整體充氬困難時，可在組對焊口前內部放置易溶紙，封堵做成氣室，易溶紙與焊口距離在不被損壞的情況下盡可能近，然后在坡口處采用局部充氬的方法進行保護。

    b. 54 mm以上直管對接或直管與彎頭對接，采取局部充氬，以減少氬氣用量。

  為防止氬氣從對口間隙中大量泄漏，焊前需在坡口間隙中貼一層高溫膠帶，焊接過程中隨時將妨礙焊接操作的那部分高溫膠帶撕去，每次撕去的長度視保護情況而定。該措施充氬的效益很明顯，耗氬量可減少40%左右，并且焊口部氬含量高，有利于提高焊口質量。充氬流量保持在3～8 L/min，視管徑而定。焊后繼續送氣10～30秒。

三、焊接施工

   1. 焊前清潔

   焊口組對前用棉紗將焊口表面及面側15mm母材內、外壁的油、漆、垢、及氧化層等清理干凈，油污或臟物沾染嚴重的應用細砂打磨，酒精脫脂，直至露出金屬光澤。

  2. 焊接參數

   鎢極直徑根據管壁厚薄程度選擇，管壁越厚所需電池越大，鎢極直徑亦應增大，反之則減小，本工程管道壁厚只為1.5～2.0 mm，故采用Φ2.0 mm的Wce-20鎢極。噴嘴直徑14 mm噴嘴至工件距離5～8 mm，其它工藝參數見表。

 3. 焊接過程

  管子或管件對接焊縫組對時，其內壁應平，內壁錯邊量不宜超過管壁厚度的10%，且不應大于2 mm。點焊時管內必須充氬，以保證點焊質量。點焊的焊縫長度、高度及點數，參照下表的要求執行。

  由過6.5mm處引弧，引弧時提前送氣3～5秒。無論什么位置的焊接，鎢極都要垂直于管子的軸心，以控制熔池大小、保護熔池不被氧化。為了防止打底焊焊縫內凹，打底焊時仰焊位置采用內填絲，立焊、平焊位置采用外填絲法進行施焊。在填絲過程中切勿擾亂氬氣氣流，否則氬氣保護層破壞，焊縫氧化。焊絲不能與鎢極接觸或直接深入電弧的弧拄區，防止破壞電弧穩定和產生夾鎢缺陷，焊絲端部不得抽離保護區，防止焊絲氧化。焊縫收尾處打磨成斜坡狀，焊至斜坡時暫停送絲，用電弧把斜坡處熔化成熔孔，最后收口，收弧時應填滿弧坑。焊接快結束時，應減少氬氣流量，防止氣壓過大使焊縫凹陷。

 4. 焊后的表面處理

  不銹鋼管焊接后，焊縫及焊縫周圍有氧化及焊斑，需要進行處理。使用不銹鋼絲刷或其它不銹鋼工具，將焊接處的焊屑除去、刷凈，然后采用酸洗膏涂上20分鐘后用不銹鋼絲刷和清水刷洗即可。

四、結論

  對于薄壁不銹鋼管道現場安裝，采用管內充氬手工鎢極氬弧焊的焊接工藝，能夠獲得高質量的焊接接頭。焊后X射線檢測一次合格率達97.8%，焊縫雙面成形，過渡均勻、光滑，無毛刺，能滿足生產工藝要求。