不銹鋼焊縫碳弧氣刨清根技術(shù)

奧氏體不銹鋼焊縫碳弧氣刨清根技術(shù)探討關(guān)鍵詞：碳弧氣刨焊接奧氏體不銹鋼滲碳晶間腐蝕摘要：本文通過(guò)焊接工藝實(shí)踐，對(duì)碳弧氣刨一直困擾是否可以應(yīng)用于奧氏體不銹鋼材料焊縫清理中工作中疑問(wèn)進(jìn)行探討，總結(jié)奧氏體不銹鋼材料焊接應(yīng)用碳弧氣刨是可行的，并對(duì)使用過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題提出了解決方案。采用碳弧氣刨工藝進(jìn)行金屬材料焊縫背面清根及不合格焊縫中的缺陷，因其具有高效、快捷、方便、易操作以及氣刨過(guò)程中容易發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷的特點(diǎn)，在原理上可以用于各種鋼材，但對(duì)于奧氏體不銹鋼材料焊縫是否可以采用碳弧氣刨，對(duì)于大多數(shù)建筑單位和建設(shè)單位一直存有疑慮，而且相關(guān)規(guī)范中均沒(méi)有禁止或同意使用的條文。普遍的觀點(diǎn)：采用碳弧氣刨處理奧氏體不銹鋼材料焊縫容易引起：1、奧氏體不銹鋼焊縫表面滲碳、夾碳；2、奧氏體不銹鋼焊縫碳弧氣刨過(guò)程二次受熱引起材料變形；3、碳弧氣刨產(chǎn)生的熔渣飛濺造成板材滲碳污染；4、碳弧氣刨后引起焊縫及母材晶間變化，降低材料耐腐蝕性?？v觀以上因素，這幾點(diǎn)都是奧氏體不銹鋼材料使用過(guò)程中十分忌諱的，但是如使用手持砂輪機(jī)清除奧氏體不銹鋼焊縫缺陷及清根，由于奧氏體不銹鋼材料塑性強(qiáng)，打磨困難，同時(shí)對(duì)于焊縫缺陷極為不易發(fā)現(xiàn)。為提高奧氏體不銹鋼材料加工效率，我們對(duì)采用碳弧氣刨加工奧氏體不銹鋼材料焊縫可能產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行探索。一、奧氏體不銹鋼焊縫表面滲碳、夾碳對(duì)于奧氏體不銹鋼焊縫碳弧氣刨后的滲碳情況，在我公司制作的奧氏體不銹鋼壓力容器過(guò)程中，我們對(duì)采用碳弧氣刨清根后的0Cr18Ni9材料焊接工藝評(píng)定試板，通過(guò)將帶碳弧氣刨后表面滲碳層焊縫同使用細(xì)砂紙打磨掉滲碳層后的焊縫厚度差測(cè)量對(duì)比發(fā)現(xiàn)滲碳層厚度在0.3mm以內(nèi)，在這個(gè)范圍內(nèi)使用手持砂輪機(jī)完全可以清除滲碳層，打磨難度較低，效率高于純手持砂輪機(jī)打磨，同時(shí)焊道規(guī)則。對(duì)于夾碳問(wèn)題，我們重要考慮的是碳弧氣刨工藝問(wèn)題。究其發(fā)生的原因，氣刨過(guò)程發(fā)生夾碳主要是：1、碳弧氣刨刨削速度太快造成碳棒同金屬相碰，使碳粘于刨槽頂端形成夾碳，速度過(guò)慢又會(huì)造成粘渣。2、碳弧氣刨使用電流同碳棒規(guī)格不匹配，電流過(guò)小電弧不穩(wěn)，易產(chǎn)生夾碳，電流過(guò)大，碳棒很快燒損，甚至融化，造成嚴(yán)重滲碳，碳棒表面鍍銅剝落造成銅斑對(duì)于夾碳現(xiàn)象必須堅(jiān)決避免，因?yàn)閵A碳缺陷處會(huì)形成一層含碳量高達(dá)6.7％的硬脆的碳化鐵．若夾碳?xì)埓嬖谄驴谥?，焊后易產(chǎn)生氣孔和裂紋，其原因主要是不遵守工藝規(guī)程，在規(guī)定的電流、操作速度完全可以避免夾碳的發(fā)生，同時(shí)在操作過(guò)程中要細(xì)心觀察，及時(shí)調(diào)整刨削速度和碳棒送進(jìn)速度，發(fā)生夾碳后，可用砂輪或重新用氣刨將夾碳部份清除干凈。對(duì)于銅斑，由于碳棒表面鍍銅，熔化后集中熔敷到刨槽表面處而形成銅斑，焊接時(shí)，該部位焊縫金屬的含銅量可能增加很多而引起熱裂紋。究其原因碳棒表面鍍銅不好、電流過(guò)大都會(huì)造成銅皮成塊剝落而形成銅斑。因此，應(yīng)選用質(zhì)量好的碳捧和選擇合適的電流。發(fā)生銅斑后，可用鋼絲劇、砂輪或重新用氣刨將銅斑消除干凈。二、奧氏體不銹鋼二次受熱引起變形二次受熱引起焊接變形，這是壓力容器制作過(guò)程中必須嚴(yán)格控制的。因?yàn)橛捎诜敌藓缚p造成的對(duì)接焊縫區(qū)局部棱角度變化直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的事件壓力容器廠多數(shù)都有過(guò)經(jīng)歷。奧氏體不銹鋼材料導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，在我們以往印象中由于碳弧氣刨使用電流大，熱輸入值高，使用φ5.0mm圓碳棒刨削奧氏體不銹鋼使用電流180～250A，而φ6.0mm碳棒電流在180～300A，電流遠(yuǎn)高于手工焊工藝允許的電流要求。奧氏體不銹鋼焊接一貫的要求是小電流規(guī)范要求，在實(shí)際我們的工藝試板焊接中發(fā)現(xiàn)，由于碳弧氣刨刨削速度快，再加上奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小，碳弧氣刨產(chǎn)生的熱量很快被壓縮空氣吹走，在同碳鋼材料使用碳弧氣刨對(duì)比后發(fā)現(xiàn)碳鋼氣刨后的表面溫度在往往300～500℃（溫度高低同刨削深度及速度有關(guān)），而奧氏體不銹鋼焊道表面僅在120℃三、碳弧氣刨飛濺對(duì)奧氏體不銹鋼材料造成二次污染。對(duì)于這一點(diǎn)，在奧氏體不銹鋼材料施工中，我們一般要求焊道兩側(cè)涂刷白堊粉，我們的試板通過(guò)涂刷白堊粉證明，碳弧氣刨飛濺在涂刷白堊粉的奧氏體不銹鋼材料表面不沾留。在碳弧氣刨的范圍只要采取必要的措施完全可以避免碳弧氣刨污染。四、碳弧氣刨引起焊縫及母材晶間變化。由于碳弧氣刨熱輸量較小，焊縫溫度沒(méi)有達(dá)到650℃晶間腐蝕敏感溫度不會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。這一點(diǎn)我們通過(guò)對(duì)我們焊接的焊接工藝試板，按照GB/T4334.5-2000《奧氏體不銹鋼硫酸—硫酸銅晶間腐蝕試驗(yàn)方法》試板焊縫取樣進(jìn)行硫酸—通過(guò)我公司一系列工藝實(shí)踐證明碳弧氣刨只要選擇合理的工藝參數(shù)，合格的操作工人，安排相應(yīng)的質(zhì)量管理人員控制檢查工藝過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量，碳弧氣刨應(yīng)用于奧氏體不銹鋼材料焊縫清理完全