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不銹鋼管焊接變形將對于構(gòu)件表面的美觀性及其使用性能產(chǎn)生一定影響,基材/焊接材料化學(xué)成分、焊接輸入線能量和冷卻速度是影響雙相不銹鋼管接頭中兩相比例、有害相析出、氫致裂紋、殘余應(yīng)力及變形的主要因素,通過合理選材和控制工藝參數(shù)可獲得綜合性能良好的雙相不銹鋼管焊接接頭;避免焊接和使用過程中環(huán)境氫含量較高是防止雙相不銹鋼管氫致裂紋的另一有效途徑。本文著重分析焊接工藝基于不銹鋼管焊接變形的影響,在此基礎(chǔ)上總結(jié)梳理控制不銹鋼管焊接變形的相關(guān)措施,以提高焊接工藝水平。

不銹鋼管焊接是一種常用的、最具實(shí)用價值的加工方式,通常在焊縫冷卻后易出現(xiàn)焊接變形問題，包含橫向收縮、縱向收縮、彎曲、角變形等類型，而不同焊接工藝手段所引發(fā)的變形效果也存在顯著差異。如何明確界定影響不銹鋼管焊接變形的工藝，并采取有效手段優(yōu)化焊接工藝水平，成為當(dāng)前亟待解決的問題。

1母材化學(xué)成分及焊接性分析

A312TP321材質(zhì)焊接性較好，具有不銹鋼管物理性能特點(diǎn)。焊接過程中，由于導(dǎo)熱系數(shù)小、厚壁較厚散熱較難等因素影響，焊接接頭在敏化溫度區(qū)間（450～850℃）停留時間較長，易形成粗大的鑄態(tài)組織，且在晶界上易析出大量碳化鉻（Cr23C6），降低不銹鋼管的耐蝕性，造成晶間腐蝕；同時焊縫受殘余拉應(yīng)力影響，熱輸入量較大時熱裂紋的傾向較為明顯。因此，焊接材料和工藝選擇不當(dāng)時，易出現(xiàn)熱裂紋、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕等缺陷。

2焊接工藝對不銹鋼管焊接變形的影響因素分析

2.1焊接工藝

當(dāng)前常用焊接工藝包含焊條電弧焊工藝、埋弧焊工藝、熔化極氣體保護(hù)焊工藝等類型,不同焊接工藝所形成的焊接變形量也存在顯著差異,在采用部分焊接工藝的過程中極易引發(fā)焊件局部過熱現(xiàn)象,進(jìn)而在冷卻焊縫后導(dǎo)致焊件變形,例如在采用焊條電弧焊工藝進(jìn)行焊接時易引發(fā)橫向收縮變形。為避免不銹鋼管焊件出現(xiàn)嚴(yán)重變形,應(yīng)在焊接前結(jié)合不銹鋼管構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能特征、功能需求進(jìn)行焊接工藝的科學(xué)選取,保障所使用的焊接工藝能夠最大限度符合不銹鋼管構(gòu)件的性能特點(diǎn),以此控制焊接變形問題。同時,由于在焊接不銹鋼管構(gòu)件的過程中其構(gòu)件內(nèi)部也會產(chǎn)生一定的應(yīng)力,因此還需著重選取有效方法消除應(yīng)力,將不銹鋼管焊接變形量降至最低。

2.2焊接方法基于不銹鋼管焊接變形的影響

不管是在大型工廠還是在居民家中,如需對產(chǎn)品進(jìn)行焊接作業(yè),通常而言,常用焊接方法較為有限,主要是采用熔化極氣體保護(hù)焊、氬氣體保護(hù)焊、埋弧焊、焊條電弧焊等。在一些以重工業(yè)生產(chǎn)為主的工廠企業(yè)中,還可能用到異種金屬焊接、水下焊接、鈦焊接、鑄鐵焊接、薄鋁焊接等特種焊接工藝。不同種類的焊接工藝形式應(yīng)用到不銹鋼管焊接中時,其基于不銹鋼管焊接變形的影響程度也不盡相同。不管采用何種焊接工藝,多數(shù)焊接操作都伴隨著焊接部位高溫現(xiàn)象的出現(xiàn),而當(dāng)焊接部位的溫度下降后,因內(nèi)外溫差而施加給不銹鋼管焊接部位的應(yīng)力極具增加,此時,不銹鋼管焊接部位金屬物質(zhì)會有極大概率出現(xiàn)變形問題。以使用頻率較高的電弧焊焊接工藝為例,當(dāng)使用電弧焊對不銹鋼管材料進(jìn)行焊接操作時,焊接部位的高溫經(jīng)過冷卻后,會有一個較明顯的溫差反應(yīng),反映到不銹鋼管焊接部位,可以觀察到一個橫向收縮過程,之后就伴有焊接部位變形現(xiàn)象出現(xiàn)。為此,在不銹鋼管焊接實(shí)踐中,如選用電弧焊這一焊接工藝,應(yīng)結(jié)合不銹鋼管材料整體性表現(xiàn)及焊接部位的實(shí)際焊接需求進(jìn)行規(guī)范操作,做好焊中焊后溫度控制措施,盡量降低焊接部位變形概率。

2.3焊接電流

電壓，焊接電流，焊接參數(shù)也是焊接變形的原因，如使用不銹鋼管焊接電弧焊接技術(shù)，主要造成弧間的短線，弧后使房間空氣溫度升高，其中由熱發(fā)生電離現(xiàn)象。給定焊接電流的大小直接影響到焊接溫度,一般定義陰極區(qū)溫度范圍2500～3500℃范圍號柱子頂部的溫度將超過5000℃中心的測量溫度約2,500℃不銹鋼管在焊接的過程中,焊接電流增加的組件體積增加,為了避免嚴(yán)重的焊接變形問題,既要避免焊接電流太大,焊接變形小的影響也要避免焊接電流和焊接焊接質(zhì)量保證焊件局部發(fā)熱均勻。

3消減焊接工藝基于不銹鋼管變形影響程度的焊接工藝操作要點(diǎn)

3.1焊接參數(shù)

不銹鋼管焊接進(jìn)程當(dāng)中不同焊接參數(shù)會對不銹鋼管焊接變形程度造成一定影響，比如電壓、電流等。在電流比較大的時候，空氣會加熱至比較高溫度狀態(tài)，此時會使得焊接縫位置溫度較高，進(jìn)而就會對于焊接進(jìn)程實(shí)施加速，所以對于相關(guān)的技術(shù)工作人員水平是一個極大挑戰(zhàn)。在電流比較小的時候，空氣當(dāng)中的溫度也將會出現(xiàn)相應(yīng)較低現(xiàn)象，此時就使得焊接位置溫度變得較低，還會對于不銹鋼管在焊接的進(jìn)程當(dāng)中產(chǎn)生不同程度地變形�，F(xiàn)實(shí)應(yīng)用當(dāng)中，在焊接件是比較大的時候，需要比較大電流來產(chǎn)出比較高溫度來免于電流比較小且溫度較低帶來的變形問題；不過在焊接件比較小的時候，僅僅需要比較小電流，方便對于操作進(jìn)程進(jìn)行控制來使得構(gòu)件的質(zhì)量得到提升。焊接參數(shù)一般包括電弧電壓、焊接電流等。焊接進(jìn)程當(dāng)中，這些參數(shù)將會直接對于不銹鋼管的焊接變形產(chǎn)生作用。在實(shí)施不銹鋼管的焊接操作時，焊接的順序以及焊接的措施依據(jù)不同狀況可以隨時變化，是能夠依照現(xiàn)實(shí)狀況實(shí)施調(diào)節(jié)的，而且，焊接的參數(shù)是能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的。在焊接的時候，現(xiàn)實(shí)電流與焊接的溫度有著一定聯(lián)系，通常焊縫中心溫度可達(dá)到2000℃，而中間弧柱溫度達(dá)到了5000℃，陰極區(qū)溫度在1300℃～2500℃之間。焊接操作標(biāo)準(zhǔn)值將對不銹鋼管的焊接具體操作造成限制，所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)鍵目的是免于焊接進(jìn)程之中的不銹鋼管發(fā)生焊接變形、電流過大等問題。為實(shí)現(xiàn)不銹鋼管的構(gòu)件在焊接時是受熱均勻的，必須得對焊接的電流進(jìn)行嚴(yán)格把控，假如焊接電流較小，則焊接質(zhì)量會直接受到影響。

3.2焊接工藝實(shí)施要求

A312TP321不銹鋼厚壁管焊接關(guān)鍵在于采用小線能量和較快的冷卻速度，減少焊接熱影響區(qū)和敏化溫度范圍停留時間，防止焊接接頭出現(xiàn)碳化物析出敏化、熱裂紋和脆化等焊接缺陷。鎢極氬弧焊焊接電流控制在110-140A，正面、背面采用相同的流量（15～20L/min）進(jìn)行保護(hù)，焊絲前端應(yīng)置于保護(hù)氣體中，焊前嚴(yán)格清理雜質(zhì)，對于A312TP321不銹鋼厚壁管應(yīng)在焊縫背面吹氬氣加以保護(hù)，并促進(jìn)背面成形。焊線弧焊電流控制在110～130a，焊接過程中焊線不橫向擺動，焊道寬度不超過直徑的2.5倍，短弧焊，接弧慢。焊接用焊多層多道,比一層厚度為3 mm,嚴(yán)格控制每道間溫度、電弧焊的道路竣工后,徹底清除電弧焊道路表面的電弧焊卡斯和周圍的飛散物、防飛涂料,消除氣孔,不得以的碎塊等表面的缺陷,而且后冷卻電弧焊道路,那么前從電弧焊路60℃以下再施電弧焊,避免碳化物的礬土有點(diǎn)粗和奧巴馬的身體組織的形成。在焊接過程中及時調(diào)整焊接順序，將焊接變形控制在允許范圍內(nèi)。管道焊接不能在斜面以外的地方拉弧和弧，確保弧和弧所的質(zhì)量，弧孔填埋，并用砂車把弧所修理平。

3.3跟進(jìn)不銹鋼管焊接過程的質(zhì)量控制

焊接過程是不銹鋼管發(fā)生焊接變形的主要時段,因此,對不銹鋼管焊接過程進(jìn)行質(zhì)量控制,可有效預(yù)防焊接變形問題發(fā)生。在焊接前應(yīng)對不銹鋼管材料焊接方案進(jìn)行全面細(xì)致的研究,確定焊接采取的工藝。在焊接工藝實(shí)施中,針對不銹鋼管材料表現(xiàn)要由專人進(jìn)行監(jiān)督,如遭遇引致不銹鋼管變形的因素,應(yīng)及時采取跟蹤激冷、隨焊兩側(cè)加熱碾壓等方法進(jìn)行補(bǔ)救。在焊接操作人員的管理上,一是考察焊接人員的技術(shù)操作水平,二是采取工藝卡控制的方法,將焊接安全隱患加以排查消除,三是嚴(yán)格參照焊接工藝規(guī)章制度進(jìn)行操作,如有違規(guī)操作行為,及時制止糾正,確保焊接操作安全有序進(jìn)行。

3.4焊后熱處理

A312TP321不銹鋼厚壁管焊縫經(jīng)穩(wěn)定化處理后，焊縫可能出現(xiàn)再熱裂紋。穩(wěn)定化處理前經(jīng)無損探傷檢測合格后，將管道加熱區(qū)表面清理干凈后，采用電加熱法處理，同時采用熱電偶測溫監(jiān)控，保證試件溫度控制在900±10℃之間。測溫點(diǎn)不應(yīng)少于兩個，確保加熱過程中加熱溫度分布均勻和準(zhǔn)確地控制熱處理溫度。

4結(jié)束語

綜上所述，影響不銹鋼管焊接變形的因素較多,涉及焊接工藝、焊接順序、焊接熱源、焊接參數(shù)等,為使得焊接工藝對不銹鋼管變形問題所產(chǎn)生的影響盡可能減小，需采用相應(yīng)方式來對于變形的程度進(jìn)行控制，控制進(jìn)程當(dāng)中就需掌握一定焊接手法，采用合理科學(xué)的解決手段，使得變形的程度是最小的，從而更好的服務(wù)社會。