摘要：本文主要针对不锈钢和高合金钢焊接背面保护工作展开分析，思考了不锈钢和高合金钢焊接背面保护的具体措施和方法，提出了更为有效的对策，可供今后的焊接工作中参考。
关键词：不锈钢，高合金钢，焊接，背面保护
前言
在当前的不锈钢和高合金钢焊接过程中，积极做好背面保护也是非常关键的，因此，在当前的焊接过程中，本文针对其焊接的保护工作进行思考，是提升其焊接质量的有效对策。
1、接接头位置及结构状况
随着工业的快速发展，越来越多的企业在不断地建设，在化工、汽车制造、食品、火电、核电以及国防高新企业的建设中，不锈钢材料得到广泛应用，高合金钢材料在许多特殊场合也被采用，如工程中广泛使用的奥氏体不锈钢（奥氏体+少量的铁素体组织，称为Cr—Ni奥氏体不锈钢），分为低碳或超低碳的（如0Crl8Ni9Ti、00Crl9Ni10、SUS304L、SUS316L、SUS304、SUS316等）合金、Ti合金以及InCNi-600、InCNi-690合金等。这些材料的施焊过程中，特别是重要结构和工艺管道焊缝，通常采用全手工氩弧焊或氩一电联合焊工艺，常碰到此类焊缝根部的背面保护，防止背部氧化问题。针对焊缝和热影响区的背面充氩保护问题，对不同施工现场的焊接接头位置及结构状况，采取了不同的充氩保护措施，在焊接施工过程中简便有效地解决了此类问题。避免了背面氧化，减少了大量的返修工作，经济效果良好。
施工现场充氩实验数据表明，不同的焊接接头位置及结构，充氩情况也不同。如：对设备端口与管道的第一道连接口、长管线系列接头、阀门与管道接头、法兰与管道接头、长管线与弯头、管道与不同的变径大小头等。不同的结构状况，为保证根部焊接质量，须采取不同的氩气室，才能收到良好的使用效果和经济效果。
2、管道焊接中采取的保护措施
2.1水溶纸氩气室充氩法
这是国外施工通用的经济、方便、可靠的充氩方式，适用于管线较长、弯管和结构较复杂等充氩困难的可以水冲洗的管线。
（1）采用水溶纸封堵于焊内侧的两端，充当氩气室的水溶纸的边缘距离管段坡口边缘不小于200mm，同时，水溶纸的直径应大于管道内径50mm。在粘贴水溶纸之前，将纸压靠于管端以在其上标示出或按压出管道内径，沿压印线把纸的边缘向后折，然后，将做好的纸塞放入管中，将纸的折边朝向需焊接侧，用水溶性粘胶带将纸塞固定在管道内壁，在水溶纸一侧穿一小孔以保证充气时能排出所有空气（若是水平固定焊接，排气孔应位于中心偏上部位），在另一侧下部插入氩气带进行充氩。管道焊缝处用不锈钢专用粘胶带封住，进行管内侧充氩，或在进行焊缝背面充氩时，先用充氩针从下方进行充氩，待排出部分空气后，再将充氩针调至上方进行充氩，此种做法可较快、较好地排出管内空气。在实际操作时。也可视具体情况进行。
（2）对于保护位置不利且较复杂的情况下，水溶纸距离管段坡口边缘达不到规定的不小于200mln的要求时，现场可按实际的最大距离布置水溶纸，但焊接时必须控制焊接过程和层间温度。为保证水溶纸不因高温而变质，用点温计对水溶纸部位处的管壁进行测量，温度应不超过60℃，否则将导致水溶纸烤焦、碳化，致使水溶纸不溶于水。
（3）对于小管，可将水溶纸揉成纸团，利用纸团形成的空隙进行排气。注意不要将纸团揉得太紧，以免堵死排气效果，导致保护效果不良。
（4）当焊接至收121处25～40mm时，要即时关闭充氩装置，抽出充气管，快速填丝焊接，避免焊接收口时由于管内氩气的压力将焊接内侧顶起，造成内凹。
（5）水溶纸使用时的注意事项。扎为保证水溶纸的正确使用，相关人员必须经过培训。在使用水溶纸时应完全符合水溶纸的使用要求和规定，严格控制焊接层间温度。
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2.2海绵体橡胶板氩气室
2.2.1适用于直管或管线不长的管道充氩，管径50mm以内的不锈钢管道采用管内充氩进行背面保护，管子两端用海绵体橡胶板氩气室封堵，管径大于50mm的不锈钢管道则采用堵板氩气室保护法。水平固定的管道，考虑到氩气的体积密度比空气大，氩气的进气口应位于偏离中心的下半部，出气口应位于偏离于中心上半部。垂直固定或斜向固定的管道，遵循从下方充气，从上方排气的原则即可。
2.2.2海绵体橡胶板氩气室的制备
（1）海绵体橡胶板氩气室的制作工艺流程。选材一下料一组装一标识一存放待用。应根据不同的管道内径，制作一系列不同管径的氩气室。
（2）氩气室制作材料。海绵体橡胶板堵板、不锈钢板拖罩（盒）、不锈钢或铜槽式垫板、水溶纸等；橡胶充氩耐压软管；不锈钢丝绳（巾3-5mm）；其他装配连接件等辅助材料。
（3）制作要求。
a.轧圆形泡沫封堵盘的直径大约要比管道内径大10-15mm。
b.泡沫封堵盘应夹在两不锈钢圆盘板中，用螺栓固定牢靠并装上不锈钢卡环，在偏离中心的圆形泡沫处钻一个排气孔，装配上一个小管嘴以利氩气进入或排出空气，即海绵体橡胶板氩气室初步制作完成；在不锈钢圆盘板上偏心处装一不锈钢环以固定不锈钢绳，用于抽出此海绵体橡胶板氩气室；氩气软管连接到海绵体橡胶板氩气室的小管嘴氩气进口处，用不锈钢丝扎紧气带；同时将两氩气室上不锈钢卡环与钢索缠固定间距，同时将软管和钢索缠连接在一起，以利充气带与氩气室同时被抽出。
c.检查每个氩气室上的紧固件是否全部安装到位；各种零部件是否连接可靠，使氩气室在拖拽过程中不会有零件掉落，保证焊接施工后管道内部清洁、安全，同时应确保氩气室易装易拆，不得对所保护的部件造成任何划伤和污染。
d.正施工时依据现场的管径的具体规格及实际情况，使用制作好的相应规格的海绵体橡胶板氩气室。
e.对所使用的氩气室必须进行分类、编号，使用时进行严格登记、管理。
3、焊接及热处理工艺注意要点
第一，P92钢焊接控温精度要求高，所有的焊接、热处理机具设备必须经过计量合格。预热及热处理用热电偶须经过计量检定，并有可靠方式对热处理设备的温度误差进行校核和补偿。为保证根部质量，采用氩弧焊打底并填充一层，即用氩弧焊焊两层，防止出现根部裂纹。
第二，为避免层间温度过高、焊层过厚，导致形成焊缝晶粒粗大，影响焊接接头力学性能，焊条电弧焊填充及盖面均采用φ3.2mm的焊条施焊。焊接操作中采用小摆动、薄焊道、快焊速、多层多道焊工艺，手工电弧焊单层单道厚度不超过焊条直径，摆动宽度不大于焊条直径的3倍，最大线能量不超过20KJ/cm，各项规范参数应在工艺卡允许范围内。
第三，严格监控焊接过程中的层间温度，层间温度控制在200～250℃，除合理布置热电偶位置进行监测外，焊接过程中用手提式测温仪再次进行温度监控，确保层间温度不超过250℃。焊接接头不能及时进行热处理时，应在马氏体转变完成后立即做300～350℃恒温2h的后热处理。
第四，焊后热处理采用分区控温法严格控制整个试件的温度，尽可能使温差在10℃以内，确保整个焊接接头最终成为细小的回火马氏体组织。
4、结束语
综上所述，针对不锈钢和高合金钢焊接背面保护的工作要求和措施，我们应该明确焊接的一些关键点，和今后的焊接的要求，本文明确了不锈钢和高合金钢焊接背面保护的对策，可以为今后的焊接保护带来借鉴。
参考文献
[1]程东岳，潘晓杰.有关P92钢的现场焊接及热处理工艺探讨[J].科技创新导报.2017（09）.09.
[2]杨秀义，程文俊.SA-335P122钢焊接处理探讨[J].科技促进发展（应用版）.2017（06）.36.
论文作者:于奉军,曹传勇,李虎虎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/25
标签：氩气论文; 管道论文; 不锈钢论文; 水溶论文; 背面论文; 合金钢论文; 温度论文; 《基层建设》2018年第4期论文;