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[摘 要]随着科技的不断进步,新的焊接材料、先进的焊接技术层出不穷,提高了焊接工艺的效率和质量。虽然不锈钢导管本身具有非常好的抗腐蚀性,但是由于在焊接时电流使用不合理、未焊透、未溶合等一些原因,使得不锈钢导管采用新的焊接技术时焊接时,在焊接处出现了腐蚀、气孔、开裂等现象。本文将对不锈钢导管的焊接工艺进行深入的探讨,探讨出不锈钢导管焊接时易出现的问题及原因,并提出一些合理的加强措施,保证不锈钢导管的焊接工艺更加的高效、高质。
[关键词]不锈钢 导管 焊接 工艺 研究
中图分类号:TG174文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0000-01
一、不锈钢导管焊接的简介
(一)不锈钢导管焊接的发展现状
于不锈钢导管具有良好的耐腐蚀性,已经应用于我国一些重要的领域中,如建筑业、管线中等,使得不锈钢导管的焊接技术的发展成为了经济发展的必不可少的条件之一。随着先进焊接技术、新的焊接材料的不断引进,我国的不锈钢导管的焊接技术也得到了新的发展,在我国市场的占有率也越来越高。但是与国外相比,由于缺乏一些先进的设备,焊接材料和焊接技术还存在一些差距。因此,在我国不锈钢导管的焊接还需要进一步的做到低成本、高品质、高效率,来提高自身的竞争力。
(二)不锈钢导管焊接的方法
目前比较常用的不锈钢导管的焊接方法主要有三个:电弧焊接的方法、氩弧焊接的方法和高频感应扩散钎焊技术。
1.电弧焊接的方法
电弧焊接是以电弧为热源的一种熔焊方法,而电弧是焊接电源提供的电流持久放电的现象。它的工作原理是:使用直流的焊机,电机为正极,不锈钢导管为负极,采用小电流、快速焊接的方法。焊后采用风冷或水冷等冷却的手段,使得不锈钢导管焊接牢固。目前常用的电弧焊接的方法,主要有手工电弧焊接和焊条电弧焊接,而后者是最常用的电弧焊接方法。
2.氩弧焊接的方法
氩弧焊接就是常被人们称为的氩气体保护焊。这种焊接的方法的工作原理是:在电弧焊接的基础上的一种焊接方法,也是使用电流让焊接处的不锈钢导管和焊条熔化,形成金属蒸汽,慢慢的切断电源,经过冷却后焊接才算完成。与电弧焊的不同之处则是在焊接前几秒,要在焊接的周围不断的充入氩气来保护不锈钢导管,起到隔离空气,防止不锈钢导管的焊接处因氧化而产生气孔的作用。
3.高频感应扩散钎焊技术
采用高频感应扩散钎焊技术对不锈钢导管进行焊接,是一种低成本、高效率、高质量的焊接方法。这种焊接技术的工作原理是:首先要选择合适的钎料---要和不锈钢导管一样具有很强的耐腐蚀性以及必须含有很强扩散性的元素;其次不锈钢导管的接头要采用斜对接的方式,这样不仅提高了不锈钢导管接头的性能,还可以使得钎料在加热过程中能够得到更好的扩散;最后在焊接时要通入一定的保护气体,该保护气体不仅能起到隔离空气防止氧化的作用,还能在增加压力时起到保护不锈钢导管因热发生膨胀的系数、强化了钎料中元素的扩散和挤出多余钎料的作用。
二、不锈钢导管在焊接时容易出现的问题
(一)不锈钢导管在焊接处容易被腐蚀
不锈钢导管在焊接时容易被腐蚀主要有两个原因:一是由于一些不锈钢导管在焊接后,没有及时冷却,使得不锈钢导管焊接时在高温的环境中停留的时间过长,遭到了空气中有害气体的侵害,在焊接处形成了貧铬区;二是在焊接时没有隔离空气,因接触空气而使得不锈钢导管的焊接处发生氧化腐蚀的现象。
(二)不锈钢导管在焊接处容易出现气孔
不锈钢导管焊接后之所以会在焊接处产生气孔,主要有两个方面的因素:一是焊接条件控制得不好,人们在控制焊接条件时,往往认为焊接处的凝固速度越快,气孔产生的几率越小。
(三)不锈钢导管因没有焊透和没有溶合,产生裂纹,在使用时出现泄漏
由于不锈钢导管导热系数较小,膨胀系数较大,自身的强度和硬度又都很大,使得在焊接时由于没有很好的分析不锈钢导管的这些性能,在焊接的过程中若电流过大,会使得焊接处熔断产生裂纹;若电流过小,造成了没有焊透和没有完全溶合,使得不锈钢导管接头处存在一些缝隙或是出现断层的现象,从而使得不锈钢导管在焊接处产生了裂纹。
三、加强不锈钢导管焊接工艺的措施
(一)选择合适的焊接电流
不论不锈钢导管在焊接的时候使用的是电弧焊接的方法还是氩弧焊接的方法,焊接电流选择的是否合适,都会决定此次不锈钢导管焊接是否会产生缺陷。当电流偏大时,会使得不锈钢导管的另一面烧穿或是使得两个不锈钢导管之间出现了咬边的现象;当电流偏小时,会因为没有焊接透使得不锈钢导管焊接的不牢固,使用时会出现这样那样的问题。
(二)尽量选择直径合适的焊条
焊条在选择时,一般会尽量选择直径较小的焊条打底,这样才会使得不锈钢导管在进行高质、高效的焊接。在选择焊条时,还要依据不锈钢导管的管壁厚度来确定。如当不锈钢导管的管壁厚度低于5mm时,焊条一般会选用Ф2.7mm左右的,而其管壁的厚度高于5mm时,需要用高于Ф2.7mm的焊条来填充焊。
(三)控制焊接条件和焊接环境,减少焊缝中气孔的产生
由于没有控制好焊接的条件和焊接环境不干净,使得在焊接处产生了气孔。为了减少在焊缝中产生气孔,首先控制好焊接的条件,如,在满足不锈钢导管其它性能的前提下,选择相对能够更好逸出气体的熔池、选择更合适的凝固速度。其次要对焊接的材料进行防潮的处理,并在干燥、无风、没有有害气体等良好的环境中进行不锈钢导管的焊接。
(四)通过改善不锈钢焊接的冷却条件,来防止腐蚀
不锈钢导管在焊接处容易出现腐蚀主要是因为在很高的温度范围内停留时间过长,受到空气中有害物体的侵害和没有及时冷却。因此在进行焊接时,首先应该充入一些气体来隔离空气,防止在焊接处发生氧化。
总之,随着时代的不断发展,不锈钢导管的应用越来越普遍,焊接工艺的发展影响着我国经济的发展。本文对不锈钢导管焊接工艺进行了深入的探究,介绍了不锈钢导管焊接的三种工艺,还探究出不锈钢导管在焊接时易出现的问题,从而给出了一些解决该问题的办法,使得不锈钢导管焊接工艺更加的高品质和高效率。
参考文献
[1] 牛琳霞.我国不锈钢生产和技术发展方向[J].钢铁研究,2007(06).
[2] 郭必新.18-8型奥氏体不锈钢导管焊接防腐工艺研究[J].机电产品开发与创新,2008(03).
[3] 姜涛,李云菊,赵旭.不锈钢导管开裂原因分析[J].金属热处理,2007.
[4] 张伟,徐海鹰.不锈钢导管安装感应钎焊过程控制[J].航空制造,2009.
[关键词]不锈钢 导管 焊接 工艺 研究
中图分类号:TG174文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0000-01
一、不锈钢导管焊接的简介
(一)不锈钢导管焊接的发展现状
于不锈钢导管具有良好的耐腐蚀性,已经应用于我国一些重要的领域中,如建筑业、管线中等,使得不锈钢导管的焊接技术的发展成为了经济发展的必不可少的条件之一。随着先进焊接技术、新的焊接材料的不断引进,我国的不锈钢导管的焊接技术也得到了新的发展,在我国市场的占有率也越来越高。但是与国外相比,由于缺乏一些先进的设备,焊接材料和焊接技术还存在一些差距。因此,在我国不锈钢导管的焊接还需要进一步的做到低成本、高品质、高效率,来提高自身的竞争力。
(二)不锈钢导管焊接的方法
目前比较常用的不锈钢导管的焊接方法主要有三个:电弧焊接的方法、氩弧焊接的方法和高频感应扩散钎焊技术。
1.电弧焊接的方法
电弧焊接是以电弧为热源的一种熔焊方法,而电弧是焊接电源提供的电流持久放电的现象。它的工作原理是:使用直流的焊机,电机为正极,不锈钢导管为负极,采用小电流、快速焊接的方法。焊后采用风冷或水冷等冷却的手段,使得不锈钢导管焊接牢固。目前常用的电弧焊接的方法,主要有手工电弧焊接和焊条电弧焊接,而后者是最常用的电弧焊接方法。
2.氩弧焊接的方法
氩弧焊接就是常被人们称为的氩气体保护焊。这种焊接的方法的工作原理是:在电弧焊接的基础上的一种焊接方法,也是使用电流让焊接处的不锈钢导管和焊条熔化,形成金属蒸汽,慢慢的切断电源,经过冷却后焊接才算完成。与电弧焊的不同之处则是在焊接前几秒,要在焊接的周围不断的充入氩气来保护不锈钢导管,起到隔离空气,防止不锈钢导管的焊接处因氧化而产生气孔的作用。
3.高频感应扩散钎焊技术
采用高频感应扩散钎焊技术对不锈钢导管进行焊接,是一种低成本、高效率、高质量的焊接方法。这种焊接技术的工作原理是:首先要选择合适的钎料---要和不锈钢导管一样具有很强的耐腐蚀性以及必须含有很强扩散性的元素;其次不锈钢导管的接头要采用斜对接的方式,这样不仅提高了不锈钢导管接头的性能,还可以使得钎料在加热过程中能够得到更好的扩散;最后在焊接时要通入一定的保护气体,该保护气体不仅能起到隔离空气防止氧化的作用,还能在增加压力时起到保护不锈钢导管因热发生膨胀的系数、强化了钎料中元素的扩散和挤出多余钎料的作用。
二、不锈钢导管在焊接时容易出现的问题
(一)不锈钢导管在焊接处容易被腐蚀
不锈钢导管在焊接时容易被腐蚀主要有两个原因:一是由于一些不锈钢导管在焊接后,没有及时冷却,使得不锈钢导管焊接时在高温的环境中停留的时间过长,遭到了空气中有害气体的侵害,在焊接处形成了貧铬区;二是在焊接时没有隔离空气,因接触空气而使得不锈钢导管的焊接处发生氧化腐蚀的现象。
(二)不锈钢导管在焊接处容易出现气孔
不锈钢导管焊接后之所以会在焊接处产生气孔,主要有两个方面的因素:一是焊接条件控制得不好,人们在控制焊接条件时,往往认为焊接处的凝固速度越快,气孔产生的几率越小。
(三)不锈钢导管因没有焊透和没有溶合,产生裂纹,在使用时出现泄漏
由于不锈钢导管导热系数较小,膨胀系数较大,自身的强度和硬度又都很大,使得在焊接时由于没有很好的分析不锈钢导管的这些性能,在焊接的过程中若电流过大,会使得焊接处熔断产生裂纹;若电流过小,造成了没有焊透和没有完全溶合,使得不锈钢导管接头处存在一些缝隙或是出现断层的现象,从而使得不锈钢导管在焊接处产生了裂纹。
三、加强不锈钢导管焊接工艺的措施
(一)选择合适的焊接电流
不论不锈钢导管在焊接的时候使用的是电弧焊接的方法还是氩弧焊接的方法,焊接电流选择的是否合适,都会决定此次不锈钢导管焊接是否会产生缺陷。当电流偏大时,会使得不锈钢导管的另一面烧穿或是使得两个不锈钢导管之间出现了咬边的现象;当电流偏小时,会因为没有焊接透使得不锈钢导管焊接的不牢固,使用时会出现这样那样的问题。
(二)尽量选择直径合适的焊条
焊条在选择时,一般会尽量选择直径较小的焊条打底,这样才会使得不锈钢导管在进行高质、高效的焊接。在选择焊条时,还要依据不锈钢导管的管壁厚度来确定。如当不锈钢导管的管壁厚度低于5mm时,焊条一般会选用Ф2.7mm左右的,而其管壁的厚度高于5mm时,需要用高于Ф2.7mm的焊条来填充焊。
(三)控制焊接条件和焊接环境,减少焊缝中气孔的产生
由于没有控制好焊接的条件和焊接环境不干净,使得在焊接处产生了气孔。为了减少在焊缝中产生气孔,首先控制好焊接的条件,如,在满足不锈钢导管其它性能的前提下,选择相对能够更好逸出气体的熔池、选择更合适的凝固速度。其次要对焊接的材料进行防潮的处理,并在干燥、无风、没有有害气体等良好的环境中进行不锈钢导管的焊接。
(四)通过改善不锈钢焊接的冷却条件,来防止腐蚀
不锈钢导管在焊接处容易出现腐蚀主要是因为在很高的温度范围内停留时间过长,受到空气中有害物体的侵害和没有及时冷却。因此在进行焊接时,首先应该充入一些气体来隔离空气,防止在焊接处发生氧化。
总之,随着时代的不断发展,不锈钢导管的应用越来越普遍,焊接工艺的发展影响着我国经济的发展。本文对不锈钢导管焊接工艺进行了深入的探究,介绍了不锈钢导管焊接的三种工艺,还探究出不锈钢导管在焊接时易出现的问题,从而给出了一些解决该问题的办法,使得不锈钢导管焊接工艺更加的高品质和高效率。
参考文献
[1] 牛琳霞.我国不锈钢生产和技术发展方向[J].钢铁研究,2007(06).
[2] 郭必新.18-8型奥氏体不锈钢导管焊接防腐工艺研究[J].机电产品开发与创新,2008(03).
[3] 姜涛,李云菊,赵旭.不锈钢导管开裂原因分析[J].金属热处理,2007.
[4] 张伟,徐海鹰.不锈钢导管安装感应钎焊过程控制[J].航空制造,2009.