一、適用范圍
本合金鋼管焊接工藝規(guī)范適用于管子與管子、管子與附件之間的對接和角接接頭,焊接時,可采用純 CO2 氣體或 CO2+Ar 混合氣體的 CO2 半自動或自動焊接,也可采用鎢極氬弧焊。焊接位置為管子水平轉(zhuǎn)動位置和管子水平固定位置。同時規(guī)定了 CO2氣體保護焊和鎢極氬弧焊用于管子焊接的焊接前準(zhǔn)備、人員、工藝要求、工藝過程和檢驗。
引用文件:Q/SWS 42-010-2003 焊縫返修通用工藝規(guī)范
二、焊接前準(zhǔn)備
1、CO2 半自動或自動焊焊絲選用,見表1。
表1 CO2 半自動或自動焊焊絲選用
母材材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級 | 焊絲牌號 | 規(guī)格(mm) |
|
碳鋼管 | H08Mn2SiA、 DW-100 TWE-711、 YJ502 KFX-712C |
φ 0.8 φ 1.0 φ 1.2 |
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不銹鋼管 | 1Cr18Ni9Ti | 1Cr18Ni9Ti | φ 1.0 φ 1.2 |
316L | 316L(實芯) 316L(藥芯) |
||
317L | 317L(實芯) 317L(藥芯) |
2、鎢極氬弧焊焊絲的選用,見表2。
表2 鎢極氬弧焊焊絲的選用
母材材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級 | 焊絲牌號 | 規(guī)格(mm) |
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碳鋼管 | J50 | φ 1.6 φ 2.4 |
|
不銹鋼管 | 1Cr18Ni9Ti | 1Cr18Ni9Ti(棒狀) | |
316L | 316L (棒狀) | ||
317L | 317L (棒狀) |
3、保護氣體
無論是 CO2 半自動或自動焊所用的 CO2 氣體、CO2+Ar 混合氣體,還是鎢極氬弧焊所用的純 Ar 氣體,均應(yīng)符合氣體質(zhì)量使用標(biāo)準(zhǔn),其純度達 99.9 %。
4、焊接設(shè)備
使用的焊機應(yīng)嚴(yán)格進行定期檢測維修,確保良好的操作性能。
5、焊接坡口
5.1 壁厚 t ≤ 2mm時,管子對接拼縫均不開坡口焊接,見圖1。
5.2 壁厚 t > 2mm的管子對接拼縫,均應(yīng)開坡口,見圖2。
6、焊前清潔
6.1 焊工必須對焊縫坡口面和坡口兩側(cè)各寬 20mm范圍內(nèi)(角接焊縫在焊接面兩側(cè)各寬 20mm范圍內(nèi))作清理,并去除油、銹等污物。
6.2 對于碳鋼管的銹蝕,應(yīng)用鋼刷打磨除銹。不銹鋼管應(yīng)用丙酮進行清理。
6.3 坡口加工殘留毛刺應(yīng)除去,并應(yīng)重新清理。
7、人員準(zhǔn)備
凡從事該工藝焊接的焊工,必須經(jīng)過船級社資格認(rèn)可考試,考試合格并經(jīng)船級社認(rèn)可后,方能參與相應(yīng)等級項目的焊接。
三、工藝要求
1、裝配要求
1.1 裝配工在安裝管子對接時,首先要檢查管子接口同心度,防止安裝錯邊。
1.2 管子對接定位可選用定位“馬”固定,或在焊縫內(nèi)作定位焊固定。
1.3 裝配間隙,見表3。
表3 裝配間隙
管子規(guī)格 (管子直徑 φ ,壁厚 t) |
坡口型式 | 間隙(mm) |
t ≤ 2( φ 無限制) | I型 | 1.6~2 |
φ ≤ 90 或 2< t ≤4 | V型 | 2~2.4 |
φ ≥90 或 t > 4 | V型 | 2.4~3 |
2、對于要求單面焊雙面成型的管子拼縫,焊前,有色金屬管內(nèi)應(yīng)充氬氣保護,并采用鎢極氬弧焊( TIG 焊)打底。
3、船上安裝要求單面焊雙面成型的管子拼縫,因無法進行充氣保護,焊接中應(yīng)仔細(xì)觀察熔池,以確保背面焊縫質(zhì)量。對于不銹鋼管,焊后,管內(nèi)要作鈍化處理。
4、焊接參數(shù)
為確保管子的焊接質(zhì)量,焊接時應(yīng)參照表4 的焊接參數(shù)進行。
表4 焊接參數(shù)
焊接 方法 |
管子規(guī)格 (mm) (直徑 φ 壁厚 t) |
層 數(shù) |
焊絲 直徑 (mm) |
鎢棒 直徑 (mm) |
焊接 電流 (A) |
電弧 電壓 (V) |
氣體流量 (L/MIN) | |
焊接 氣流量 |
保護 氣流量 |
|||||||
CO2 半 白 動 或 白 動 焊 |
t≤ 2 (Φ 不限 制) |
1 | 0.8 1.0 |
― | 70~130 | 16~21 | 15~20 | ― |
Φ ≤ 90 或 2< t< 4 |
2 | |||||||
90-150 | 18~22 | |||||||
Φ > 90 或 t≥4 |
1 | 1.0 1.2 |
70-130 | 16~21 | ||||
2 | 90-150 | 18~22 | ||||||
3 | 100〜160 | 18~24 | ||||||
鎢 極 氬 弧 焊 |
t≤ 2 ( Φ 不限 制) |
1 | 1.6 | 2.4 | 45 | 11 | 12 | 4 |
Φ ≤ 90 或 2< t< 4 |
1 | 50~55 | 13~14 | 15 | 5 | |||
2 | 45~50 | 12~13 | ||||||
3 | 2.4 | 55~60 | 13~14 | |||||
Φ > 90 或 t≥4 |
1 | 1.6 | 50~60 | 16 | 6 | |||
2 | 60~70 | 14~15 | ||||||
3 | 2.4 |
四、工藝過程
1、焊前充氣
焊前先用鋁鉑膠帶對所焊管子接縫兩端面及坡口面封住 (對于較長管子可采用海綿、泡沫、可溶紙等工具做成堵板,設(shè)置于距焊縫 150mm~200mm的兩側(cè),造成一個氣室),管子一端充氬氣,管子另一端開一個約 5mm的小孔排氣,等管子內(nèi)空氣排盡并被氬氣充滿后,方可開始焊接。
2、焊接過程
焊接時,先撕開坡口面上的鋁鉑膠帶,長約( 30~40) mm,焊一段后,再撕開一段。不得將坡口面上的鋁鉑膠帶全部撕完后再焊。焊接過程中,必須始終對管內(nèi)充氬保護。
3、滯后充氣
焊接結(jié)束停留數(shù)分鐘后,再停止充氣保護。對于多層焊的中間層和蓋面層,無論采用何種方法焊接,必須全過程處于管內(nèi)充氣保護,持續(xù)至整個接頭焊接結(jié)束。
4、對于要求為深熔焊不作射線探傷要求的管子拼縫,如:二級管的拼縫焊接打底層可直接選用 CO2 氣體保護焊。而要求射線探傷的管子拼縫,打底層必須采用鎢極氬弧焊,中間層及蓋面層可采用 CO2 氣體保護焊或鎢極氬弧焊焊接。
5、操作要領(lǐng)
5.1 CO2氣體保護焊操作要領(lǐng)
5.1.1 焊接中,焊槍角度后仰 15°~ 20°,焊絲伸出長度為(10~15) mm。
5.1.2 當(dāng)采用橫向擺動運條方法時,擺動幅度稍大于根部間隙或前一層焊縫兩趾端,并略作停頓,以保證根部及兩趾間熔透。
5.1.3 中途熄弧時,必須用砂輪將弧坑打磨成圓滑過渡,再引弧繼續(xù)焊接。當(dāng)焊縫與定位焊相接時,必須將定位焊去除,然后再引弧焊接。
5.2 鎢極氬弧焊操作要領(lǐng)
5.2.1 對于水平轉(zhuǎn)動管子對接的焊接,引弧可選在垂直位置與焊接方向相反10°~ 20°區(qū)域內(nèi)引弧(即 1~2 點鐘位置)。
5.2.2 對于水平固定管子對接的焊接,引弧應(yīng)選在仰臉部偏左或偏右 10mm 處引弧(順時針焊接,引弧點在約 5 點鐘位置。逆時針焊接,引弧點在約 7 點鐘位置) 。
5.2.3 引弧必須引在坡口內(nèi),不得在坡口處管壁表面隨意引弧。
5.2.4 對于每個點的位置,在施焊過程中 ,始終沿圓周方向進行變化著。焊接采用半擊穿法。加以焊絲,以滴狀形式使焊絲溶化的熔滴熔于熔孔中形成熔池,填充焊絲端點始終在熔池內(nèi),焊炬要勻速移動。
5.2.5 當(dāng)焊接熄弧后重新引弧時,引弧點應(yīng)在弧坑后面重疊焊縫( 5~ 10) mm處引弧,電弧引然后,焊炬在引弧處停留( 5~10)秒,以獲得與焊縫同寬明亮、濕潤的焊縫,隨后向焊接方向運弧,直至移動至弧坑根部出現(xiàn)熔孔時,方可填充焊絲。
5.2.6 焊接結(jié)束后,應(yīng)借助焊機上的電流衰減裝置,逐漸減小焊接電流,從而使熔池逐漸變小,熄弧后,氬氣在收弧處延時保護,直至熔池冷凝,焊炬方可移開。
五、檢驗
1、焊接結(jié)束后,焊工必須對自己所焊部位的焊縫表面敲清飛濺,并仔細(xì)檢查所焊的焊縫表面是否存在焊接缺陷,如有缺陷存在,需采用砂輪剔除缺陷,修補完整后方可提交驗收。
2、管子表面焊縫的外觀檢查,應(yīng)按該船對管子焊接表面質(zhì)量驗收要求執(zhí)行。
3、管子焊縫的內(nèi)在質(zhì)量,應(yīng)按不同管系工藝要求進行一定比例 X 光拍片檢查,評片標(biāo)準(zhǔn)按該船對管子焊接拍片評片標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
4、當(dāng)焊縫內(nèi)部經(jīng) X 光探傷后有超標(biāo)準(zhǔn)的缺陷存在時,必須進行修復(fù)。返修工藝按 Q/SWS 42-010-2003《焊縫返修通用工藝規(guī)范》執(zhí)行。
5、焊接缺陷修復(fù),應(yīng)選用砂輪或機械的方法將缺陷部位剔除,重新進行焊接,并再進行 X 光探傷檢查。當(dāng)焊接缺陷有延伸可能時,檢查員在原拍片部位兩端有權(quán)加片檢查。
6、當(dāng)管子焊接結(jié)束后須進行密性試驗檢查的焊縫如有滲漏,則必須停止密性試驗,找出滲漏部位,用砂輪或機械的方法,剔除滲漏處的焊縫,重新焊接,并再次進行密性試驗檢查,直至滲漏消失。