摘要：在钨极氩弧焊和自动焊埋弧焊组合制造加工中，焊接是不可或缺的一项工序。对于双相不锈钢来说，钨极氩弧焊由于其稳定性高、效率高、焊接质量好而成为最常用的焊接方法。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对钨极氩弧焊和自动焊埋弧焊组合焊接工艺提出了一些建议，仅供参考。
关键词：钨极氩弧焊；自动焊埋弧焊组合；焊接工艺
引言
随着我国对于油气田的开发和石油气的大量采用，油气田地面工程的建设，以及焊接质量情况的要求级别也是越来越强，不断面临着国家的检测和核查，因此为了保证焊接施工时的质量，一定要实施科学先进的组合焊接技能，并培养出优秀高超的焊接技术工，为油气田地面工程建设做好保障，为组合焊接技术打好基础，以促进油气田地面工程建设项目更好的发展。
1、钨极氩弧焊和自动焊埋弧焊的意义
钨极氩弧焊的优点：焊接质量、良好的熔合、良好的焊接强度、美观的外观、无焊接熔渣生成等；埋弧焊的优点是生产效率高、成本低、焊接质量好、劳动强度低、焊接强度好、外观美观。目前，我国大多数焊接制造厂开辟斜坡的设备只是一般的斜坡，大型刨花相对较少，该设备采购成本高，生产效率低，普通斜坡机保证薄板加工斜坡的尺寸质量，但无法保证厚板加工斜坡的尺寸质量，从而使斜坡不规则，间距不均匀。
2、钨极氩弧焊和自动焊埋弧焊组合焊接工艺的影响因素
焊缝接头形式及焊接缺陷分析。螺杆机吸排气管与压缩机法兰套连接的焊缝采用插入式角接接头，在生产过程中检漏时发现1台机组吸排气管与法兰套接头处有一约30mm左右的焊接裂纹，为了弄清楚裂纹产生的原因，便对其进行了一系列的分析。吸排气管材质：20#钢，压缩机法兰套材质为SS400，此两种母材抗拉强度都在400MPa左右，与我们常用的Q235相当。此种级别的钢材焊接性能优秀，在中厚板以下情况及室温焊接下，几乎无可能产生焊接冷/热裂纹。从图中我们可以看出采用钨极氩弧焊其焊接裂纹笔直，与正常焊接裂纹有较大区别，且裂纹位置出现在焊缝与母材交界处，因此初步判断此裂纹可能为母材层状撕裂或焊缝未熔合或未焊透造成。同时为了进一步弄清产生此种裂纹的原因，我们特做了两组模拟现场焊接工况的焊接试验。分别焊接不同焊脚尺寸及焊接间隙的试验件进行解剖分析。
3、钨极氩弧焊和自动焊埋弧焊组合焊接工艺
3.1焊缝的打底焊工艺
二氧化碳气体保护焊（GMAW）及钨极氩弧焊（GTAW）工艺，由于焊缝金属的含氢量低、抗裂性能好、焊接变形小、焊接质量高等优势，可用于焊缝的打底焊。一般碳钢、低合金钢管道可利用二氧化碳气体保护焊工艺小电流焊接状态下的短路过渡形式，适合全位置焊接、不易烧穿的特点完成打底层焊接。由于二氧化碳气体保护焊工艺存在飞溅大的问题，对于要求严格的场合，内部飞溅严重影响到焊缝的拍片检测，因此，对于此种情况，打底焊接推荐采用钨极氩弧焊（GTAW）。
3.2对于组合焊接的焊接工艺确定
对于组合焊接技术，应基于大量焊接工艺实验、焊接工艺评定的基础上，考虑每种焊接工艺技术方法的优缺点，尝试多种焊接工艺方法同时应用于一道焊缝的组合焊接工艺，并进行与之对应的一些焊接工艺评定。评定合格之后，将其应用到实际的工程焊接中。对于全焊透焊缝的组合焊工艺，内外焊缝的重叠熔合至关重要。如二氧化碳气体保护焊（GMAW）或钨极氩弧焊（GTAW）+埋弧焊（SAW）组合焊接工艺，后续埋弧焊（SAW）焊接工艺能在较大焊接电流的情况下，可以无需进行任何形式的清根作业直接进行焊接，电弧的大熔深可以对打底层进行一次重熔，保证焊接缺陷被二次重熔消除，从而获得合格的组合焊缝。
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3.3手工钨极氩弧焊
手工钨极氩弧焊广泛用于蒙乃尔合金的焊接，特别适用于焊接薄件、小截面以及焊后不允许有残留熔渣的结构件。蒙乃尔合金在熔融状态下能吸收大量的气体，所以在焊接时易产生密集型气孔。故在满足耐腐蚀的条件下，一般选手工钨极氩弧焊作为根部的熔透打底焊。
3.4手工钨极氩弧焊的焊接材料选择
手工钨极氩弧焊时选用的焊丝成分与母材基本接近，但是，为了补充在焊接过程中元素的烧损和控制气孔、裂纹的产生，需在焊丝中加入一些合金元素，如Mo、W、Mn、Cr、Nb等元素，有效抑制镍基合金焊缝多边化晶界发生和发展，显著提高Monel400单相奥氏体合金焊缝抗热裂纹的能力。根据前期的工艺试验及评定结果，选用ERNiCu-7（Ф1.6）焊丝能够满足要求。
3.5焊条电弧焊的焊接材料选择
通常在焊条药皮中添加Ti、Mn和Nb等元素作为脱氧剂；焊条熔敷金属的化学成分基本上与母材一致，通过调整化学成分满足焊接性的要求；焊条熔化后，焊缝熔渣能够保护熔池不被氧化和氮化；焊接过程中，电弧燃烧稳定，焊条的焊渣冷却后能够自动脱渣等。提高对不同厂家的ENiCu-7焊条进行工艺性能试验，最后确定大西洋产的Ф3.2、Ф4ENiCu-7焊条能够满足产品的焊接要求。
3.6焊件清理
焊件坡口及两侧表面的清洁是成功焊接Monel400的重要条件之一。Pb、S、P以及Sn、Zn、Bi、Sb、As等凡是能和Ni形成低熔点共晶的元素，都是有害元素，它们会增加Monel400合金的焊接裂纹倾向。因此在焊件加热或焊接前，彻底清理和清洗焊件表面是一道必须的工序。一般清理区域包括坡口两侧及其两侧30～50mm范围内。清理的方法取决于被清理物质的种类，可采取磨削加丙酮清洗处理。
3.7螺旋/直缝埋弧焊管实物残余应力
对中油宝世顺（秦皇岛）钢管有限公司采用迁安、邯钢原料小批量试制的X80M钢级Φ1219mm×22mm螺旋钢管和2012年采用沙钢、首秦原料生产的西气东输三线工程用X80M钢级Φ1219mm×22mm直缝焊管，检测了钢管在水压/扩径试验与防腐涂敷后的残余应力，也就是最终产品的残余应力。其中，螺旋焊管残余应力测试结果，直缝焊管测试结果。从上述测试结果可以看出，不论是螺旋管还是直缝管，在经过水压、喷砂、防腐等一系列制管工序后，最终产品的残余应力均低于200MPa，与钢管成型焊接后相比，降幅50%以上，不但应力值有较大幅度的下降，而且分布也更加均匀，这非常有利于管道的安全运行。因此，可以通过钢管水压试验、打砂、涂敷等工序降低残余应力。
结束语
综上所述，可以看出焊接位置、焊角尺寸、焊接坡口、间隙、清洁度等对焊缝熔合性都能产生重要的影响，所以设计合理的焊接位置、焊角尺寸、坡口大小及间隙才能保证焊缝质量的可靠性。稳定运行关乎产品的生产效率、企业效益及化工生产安全。在实践中要总结出现的故障问题，并从中提炼出最优解决方案，针对其腐蚀性问题，做出高效、准确的预判断，并及时加以预防。这对于生产的平稳进行有着重大的意义。
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论文作者:于圣洋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/1
标签：组合论文; 裂纹论文; 氩弧焊论文; 焊接工艺论文; 焊条论文; 应力论文; 合金论文; 《基层建设》2019年第22期论文;