湖北省电力建设第二工程公司 陈文祥
1 背面保护气室制作
P91属于高合金材质,根部易氧化,为了防止根部氧化,打底焊时,采取根部充氩进行保护。具体方法是:在对口之前,分别将管口两端距坡口15-20mm处,用纸板密封起来,待管口对好后,在管口的内部就有一个空间,即所谓的气室。用粘胶将预留间隙封闭起来,打底根部预留间隙一般为2-3mm左右,用6mm的小管子做成扁状,钻上小孔,接上氩气皮带,往气室内充入氩气。待气室充满氩气后,才能进行打底焊接,一般是打底到什么位置,粘胶才能撤到什么位置,以便氩气从打底预留间隙内经过,从而打底时起到保护效果。
2 试件装配
采用手工钨极氩弧焊两点定位,定位焊长度为10-15mm。定位焊位置分别位于管道横截面上相当于“时钟2点”和“时钟10点”位置。试件装配最小间隙应位于截面上“时钟6点”位置,以便控制焊接变形。
3 钨极氩弧焊打底焊接操作方法
焊缝分左右两个半圆进行,在仰焊位置起焊,平焊位置收弧,每个半圆存在仰、立、平三种不同位置。
(1)引弧。在管道的仰焊部位去掉一小块粘胶,时钟6点左右位置引燃电弧,先不加焊丝,待根部钝边熔化形成熔池后,即可填丝焊接。为了使根部背面成型良好,熔化金属应送至坡口根部。为了防止始焊处产生裂纹,始焊速度应稍慢并多填焊丝,以便焊缝加厚。
(2)送丝。管道仰焊部位应采用内填丝法,即焊丝处于坡口钝边内,到了立焊和平焊位置时,将焊丝紧贴在坡口两侧,待熔池形成熔化,均匀送丝,焊丝端部始终处于氩气保护区。
(3)焊枪、焊丝与管的相对位置。钨极与管子轴线成90°,焊丝沿管子切线方向,与钨极成约100°-110°左右,当焊至横截面相当于“时钟10点”至“时钟2点”的斜平焊位置时,焊枪略后倾。此时焊枪与钨极成的100°-120°。
(4)焊接。引燃电弧,控制电弧长度为2-3mm。此时,焊枪暂留在引弧处,待两侧钝边开始熔化时立刻送丝,使填充金属与钝边完全熔化形成明亮清晰的熔池后,焊枪匀速上移。伴随连续送丝,焊枪同时做小幅度锯齿形横向摆动。仰焊部位送丝时,应有意识地将焊丝往根部“推”,使管壁内部的熔池成型饱满,以避免根部凹坑。当焊至平焊位置时,焊枪略向后倾,焊接速度加快,以避免熔池温度过高而下坠。
(5)接头。若施焊过程中断或更换焊丝时,应先将收弧处焊缝打磨成斜坡状,在斜坡内时稍加焊丝,当焊至斜坡端部出现熔孔后,立即送丝并转入正常焊接。焊至定位焊缝斜坡处接头时,电弧稍作停留,暂缓送丝,待熔池与斜坡端部完全熔化后再送丝。同时,焊枪应做小幅度摆动,使接头部位充分熔合,形成平整的接头。
(6)收弧。当焊至平焊位置,快到封口还有7-8mm,迅速将氩气管从气室内拔出来,快速焊,利用气室内的余氩,对没有焊完的根部进行保护。到收口时,应向熔池送入2-3滴填充金属使熔池饱满,同时将熔池逐步过渡到坡口侧,将焊枪向前移动,熔池由大变小,形成椭圆形,果断熄弧,以避免氧化,出现弧坑、裂纹及缩孔。
4 填充层焊接操作方法
填充层焊接时,应采用小电流,多层多道快速焊接,每根焊条熔化的宽度不超过焊条直径的3倍,采用连弧焊接,焊条角度间打底层焊相同。仰焊、平焊焊接接头要互相错开。焊接时,焊条在相当于“时钟6点”位置附近引燃电弧,移动到过中心10-15mm打底焊缝中间,压低电弧,形成熔池。运条方法采用月牙形成锯齿形均匀运条。焊条在坡口两侧停留时间长一些,在中间过渡位置速度要快,这样才能防止坡口两侧出现夹角和夹渣。仰焊起头一定要薄,形成一个马蹄形,以利于接头。收弧时,焊条要在焊缝中心位置,在熔池中填充2-3滴铁水,再熄弧。
接头时,迅速更换焊条。在弧坑上方10-15mm处引燃电弧,把焊条拉至收弧处焊道中间,压住收弧处2/3熔池稍作停顿,形成熔池后横向摆动,当看到收弧处完全熔化时,即可进行正常焊接。填充层焊接第一层时,为了防止烧穿,一般电流要小些,焊深些。层与层之间清理要仔细,焊接时焊条角度随着焊件空间位置的变化要正确,最后一层焊缝应保证管件坡口边缘不要破坏,低至母材表面1mm左右,形成凹槽。
5 表面层焊接方法
表面层焊接方法同填充层基本一样,采取多层多道焊,焊接时应注意,焊条摆动幅度要均匀,在坡口两侧电弧压得稍低较好,管件坡口边缘熔化0.5-1mm,焊条在坡口两侧停留时要确保管件坡口外边熔合好,避免产生咬边,以使焊缝成型美观。
6 焊接工艺参数
(1)打底层 。钨极氩弧焊打底,焊接电流100-110A,电弧电压10-13V,氩气流量8-10L/mm,钨极直径2.5mm,焊丝直径2.5mm,钨极伸出长度4-6mm,喷嘴直径8-10mm,喷嘴至工件距离≤10mm。
(2)填充层。焊条电弧焊填充,焊条直径2.5mm,焊接电流75-85A,电弧电压22-28V。
(3)盖面层。焊条电弧焊填充/盖面,焊条直径3.2mm,焊接电流100-110A,电弧电压22-28V。
专家点评
本文详细介绍了一种P91钢焊接的操作技法,可供高合金大管焊接操作者参考和学习。
点评人:王宝才 河北电力石家庄焊培中心主任
河北省焊割技术协会秘书长
(来源:《焊接技术能手绝技绝活》 1-10)
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