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摘 要：本文以5000HP三用工作船316L不锈钢薄壁管路焊接为依托，通过焊接试验确定了不锈钢薄壁管不同的接头形式、不同壁厚、不同的焊接位置时适用的焊接方法、焊接材料和焊接工艺参数。保证316L薄壁管的焊接质量要求，该项工艺用于生产，完全满足了焊接质量要求。对5000HP三用工作船乃至工厂以后承接的军品、民品316L薄壁管路的焊接具有一定的指导意义。
关键词：316L薄壁管;钨极氩弧焊焊;焊条电弧焊;焊接质量
前言
在5000HP三用工作船应用了316L不锈钢管，管材管壁薄，厚度≤2mm，焊接时发现易产生焊穿，管内部形成焊瘤，使管通径变小，影响系统的正常使用;焊缝表面成形不美观，增加了打磨及返修工作。通过分析不锈钢的焊接特点，针对不同的接头形式、不同壁厚、不同的焊接位置，进行了钨极氩弧焊及焊条电弧焊的试验，总结出最佳的焊接工艺参数，保证了焊接质量。
一、试验目的
通过对于316L不锈钢管薄壁管≤2mm采用钨极氩弧焊氩弧焊、焊接条电弧焊的单面焊双面成型工艺试验，制定出合理的焊接工艺参数;采取合适的焊接工艺措施。避免焊接击穿、焊瘤、焊缝成型不好的现象发生，确保获得能满足焊接设计质量要求的优质焊缝。
二、焊接方法及焊接材料确定
根据5000HP船的实际情况，工厂实行造船托盘区域管理，管子焊接分为内场制作和现场焊接，管路绝大部分都内场放样制作，只有一少部分管路需要船上原地焊接并且焊接位置极其靠近其它构件，为保证焊接质量，内场制作的管子是可以水平滚动或翻转的，采用钨极氩弧焊;现场焊接的管子由于焊接位置受限等问题，采用焊条电弧焊。
为满足接头具有相同的性能，焊接材料选择时应遵循“等成分”的原则，同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力，使接头中出现少量铁素体，钨极氩弧焊选择HooCr19Ni12Mo2氩弧焊用焊丝，焊条电弧焊选用AO22 焊条。
三、焊接工艺试验
1 焊接设备选用：
（1）钨极氩弧焊，选用350LX 型氩弧焊机、TIG-250逆变氩弧焊机。
（2）焊条电弧焊，选用ZX5-500可控硅直流弧焊机。
2 焊前准备
使用專用的等离子切割机下料，制备管试件若干块。保证切口平直、无毛刺、卷边等缺陷。首先用手工钨极氩弧焊方法将两块试件点焊成焊接试件，然后用木榔头将点焊处矫平，并用丙酮溶液将待焊处油污彻底清理干净，调整好焊接参数后，方可进行焊接。
3 焊接材料
HooCr19Ni12Mo2焊丝;AO22焊条。
4 焊接参数
通过查找资料，了解到316L奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，前期焊接主要出现了击穿焊件，形成焊瘤，焊缝成型不规则的情况，经过分析是由于焊接电流偏大，焊接速度偏慢及焊接过程中没有观察焊件的温度。通过调整焊接参数，控制焊接区域的温度等方法，反复试焊，最后总结出：应采用较小的焊接电流（焊速容易控制）快速焊（获得较小焊缝熔深）且焊件温度控制在不超过60℃。5坡口形式及装配定位焊
（1）坡口型式：依据5000HP三用工作船中316L不锈钢管路的特点，管壁较薄≤2mm，因此不需坡口。
（2）定位焊：因不锈钢热膨胀系数较大，焊接时产生较大的焊接应力，要求采用严格的定位焊。对于d≤Φ50 mm 的管采用两点定位，d≥Φ50采用三点定位。
6 焊接技术要求
（1）极氩弧焊焊接技术要求：
（a）钨极氩弧焊焊机采用直流正接;
（b）焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净。
（c）定位焊缝应选择与正式焊缝相同的焊材进行定位焊接，并且定位点高度不得大于焊缝高度的三分之二。
（d）定位焊缝有裂纹时，应将裂纹焊缝去除，并重新选择定位焊点。
（e）焊接时，喷嘴直径Φ2 mm，钨极为铈钨极，钨极与焊件表面夹角约为70°～80°，焊丝与钨极间夹角约为90°，管内必须充氩气保护，才能保证焊缝内部成形。
（f）对于壁厚≤2mm管材，焊接应一遍完成，要与根部熔合良好，收弧时要成缓坡形，如有收弧缩孔，应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧，熄弧时应填满弧坑，防止弧坑裂纹。
（g）管对接焊缝，应单面焊双面成型。
（2）焊条电弧焊焊接技术要求：
（a）焊条电弧焊焊机采用直流反接;
（b）焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净。
（c）焊条应在200-250 ℃ 烘干1h，随取随用;
（d）壁厚≤2mm管材，焊接应一遍完成，引弧应在焊缝中进行，不允许移出焊道。起弧后应将焊条做一个回焊的过程。
（e）焊接过程中，需要更换焊条时，应同样将起弧的焊条做一个回焊的过程，然后将电弧移到熔池。填满熔池再将电弧平稳前移进行焊接。
（f）由于管路位置的限制，无法完成整条焊缝的焊接，需要将焊条折成一个弧度，同时需要固定一面小镜子，焊工通过观察镜子，完成另一侧焊缝的焊接。
由于该不锈钢为奥氏体不锈钢，为防止碳化物析出敏化及晶间腐蚀形成击穿或焊瘤，不论是钨极氩弧焊还是焊条电弧焊，都应严格控制焊件温度，要求控制在60℃ 以下，如温度过高停止焊接，缓冷，待焊件完全冷却后继续施焊，或者采用分段焊接。具体分段方法见图1。各种接头形式都可采用此分段焊接方法，这种对称分段的焊接顺序，即有利于焊缝的冷却，又可减小焊接应力。
四、结果
1、外观检查无气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷，成型良好。
2、对试件进行拉伸、弯曲试验，各项力学性能指标均满足要求，未发现未熔合和裂纹等缺陷。
通过试验，表明所选用的焊接方法和采取的温控措施是正确、可行的，焊接工艺参数是合理的。
五、生产应用
根据316L薄壁管焊接试验得出的结果，编制了现场作业指导书并用于我厂5000HP三用工作船管路焊接过程中，较好地解决了不锈钢管薄壁击穿的焊接问题。焊缝表面无咬边、无凹陷、平整光洁，从而保证了我厂5000HP不锈钢管路的建造质量。
六、结 论
经过我们的努力，现已基本上较全面掌握316L不锈钢管薄壁管的焊接技能和方法，在保证焊接质量上，取得了一些可贵的焊接经验。目前车间已有6名焊工考取了船检颁发的不锈钢氩弧焊证书7名焊工考取了船检颁发的不锈钢焊条电弧焊证书，基本满足工厂生产需求，该项工艺用于生产，完全满足了焊接质量要求。对5000HP三用工作船乃至工厂以后承接的军品、民品316L薄壁管路的焊接具有一定的指导意义。
关键词：316L薄壁管;钨极氩弧焊焊;焊条电弧焊;焊接质量
前言
在5000HP三用工作船应用了316L不锈钢管，管材管壁薄，厚度≤2mm，焊接时发现易产生焊穿，管内部形成焊瘤，使管通径变小，影响系统的正常使用;焊缝表面成形不美观，增加了打磨及返修工作。通过分析不锈钢的焊接特点，针对不同的接头形式、不同壁厚、不同的焊接位置，进行了钨极氩弧焊及焊条电弧焊的试验，总结出最佳的焊接工艺参数，保证了焊接质量。
一、试验目的
通过对于316L不锈钢管薄壁管≤2mm采用钨极氩弧焊氩弧焊、焊接条电弧焊的单面焊双面成型工艺试验，制定出合理的焊接工艺参数;采取合适的焊接工艺措施。避免焊接击穿、焊瘤、焊缝成型不好的现象发生，确保获得能满足焊接设计质量要求的优质焊缝。
二、焊接方法及焊接材料确定
根据5000HP船的实际情况，工厂实行造船托盘区域管理，管子焊接分为内场制作和现场焊接，管路绝大部分都内场放样制作，只有一少部分管路需要船上原地焊接并且焊接位置极其靠近其它构件，为保证焊接质量，内场制作的管子是可以水平滚动或翻转的，采用钨极氩弧焊;现场焊接的管子由于焊接位置受限等问题，采用焊条电弧焊。
为满足接头具有相同的性能，焊接材料选择时应遵循“等成分”的原则，同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力，使接头中出现少量铁素体，钨极氩弧焊选择HooCr19Ni12Mo2氩弧焊用焊丝，焊条电弧焊选用AO22 焊条。
三、焊接工艺试验
1 焊接设备选用：
（1）钨极氩弧焊，选用350LX 型氩弧焊机、TIG-250逆变氩弧焊机。
（2）焊条电弧焊，选用ZX5-500可控硅直流弧焊机。
2 焊前准备
使用專用的等离子切割机下料，制备管试件若干块。保证切口平直、无毛刺、卷边等缺陷。首先用手工钨极氩弧焊方法将两块试件点焊成焊接试件，然后用木榔头将点焊处矫平，并用丙酮溶液将待焊处油污彻底清理干净，调整好焊接参数后，方可进行焊接。
3 焊接材料
HooCr19Ni12Mo2焊丝;AO22焊条。
4 焊接参数
通过查找资料，了解到316L奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，前期焊接主要出现了击穿焊件，形成焊瘤，焊缝成型不规则的情况，经过分析是由于焊接电流偏大，焊接速度偏慢及焊接过程中没有观察焊件的温度。通过调整焊接参数，控制焊接区域的温度等方法，反复试焊，最后总结出：应采用较小的焊接电流（焊速容易控制）快速焊（获得较小焊缝熔深）且焊件温度控制在不超过60℃。5坡口形式及装配定位焊
（1）坡口型式：依据5000HP三用工作船中316L不锈钢管路的特点，管壁较薄≤2mm，因此不需坡口。
（2）定位焊：因不锈钢热膨胀系数较大，焊接时产生较大的焊接应力，要求采用严格的定位焊。对于d≤Φ50 mm 的管采用两点定位，d≥Φ50采用三点定位。
6 焊接技术要求
（1）极氩弧焊焊接技术要求：
（a）钨极氩弧焊焊机采用直流正接;
（b）焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净。
（c）定位焊缝应选择与正式焊缝相同的焊材进行定位焊接，并且定位点高度不得大于焊缝高度的三分之二。
（d）定位焊缝有裂纹时，应将裂纹焊缝去除，并重新选择定位焊点。
（e）焊接时，喷嘴直径Φ2 mm，钨极为铈钨极，钨极与焊件表面夹角约为70°～80°，焊丝与钨极间夹角约为90°，管内必须充氩气保护，才能保证焊缝内部成形。
（f）对于壁厚≤2mm管材，焊接应一遍完成，要与根部熔合良好，收弧时要成缓坡形，如有收弧缩孔，应用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧，熄弧时应填满弧坑，防止弧坑裂纹。
（g）管对接焊缝，应单面焊双面成型。
（2）焊条电弧焊焊接技术要求：
（a）焊条电弧焊焊机采用直流反接;
（b）焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮将工件坡口两侧25 mm 范围内的油污等清理干净。
（c）焊条应在200-250 ℃ 烘干1h，随取随用;
（d）壁厚≤2mm管材，焊接应一遍完成，引弧应在焊缝中进行，不允许移出焊道。起弧后应将焊条做一个回焊的过程。
（e）焊接过程中，需要更换焊条时，应同样将起弧的焊条做一个回焊的过程，然后将电弧移到熔池。填满熔池再将电弧平稳前移进行焊接。
（f）由于管路位置的限制，无法完成整条焊缝的焊接，需要将焊条折成一个弧度，同时需要固定一面小镜子，焊工通过观察镜子，完成另一侧焊缝的焊接。
由于该不锈钢为奥氏体不锈钢，为防止碳化物析出敏化及晶间腐蚀形成击穿或焊瘤，不论是钨极氩弧焊还是焊条电弧焊，都应严格控制焊件温度，要求控制在60℃ 以下，如温度过高停止焊接，缓冷，待焊件完全冷却后继续施焊，或者采用分段焊接。具体分段方法见图1。各种接头形式都可采用此分段焊接方法，这种对称分段的焊接顺序，即有利于焊缝的冷却，又可减小焊接应力。
四、结果
1、外观检查无气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷，成型良好。
2、对试件进行拉伸、弯曲试验，各项力学性能指标均满足要求，未发现未熔合和裂纹等缺陷。
通过试验，表明所选用的焊接方法和采取的温控措施是正确、可行的，焊接工艺参数是合理的。
五、生产应用
根据316L薄壁管焊接试验得出的结果，编制了现场作业指导书并用于我厂5000HP三用工作船管路焊接过程中，较好地解决了不锈钢管薄壁击穿的焊接问题。焊缝表面无咬边、无凹陷、平整光洁，从而保证了我厂5000HP不锈钢管路的建造质量。
六、结 论
经过我们的努力，现已基本上较全面掌握316L不锈钢管薄壁管的焊接技能和方法，在保证焊接质量上，取得了一些可贵的焊接经验。目前车间已有6名焊工考取了船检颁发的不锈钢氩弧焊证书7名焊工考取了船检颁发的不锈钢焊条电弧焊证书，基本满足工厂生产需求，该项工艺用于生产，完全满足了焊接质量要求。对5000HP三用工作船乃至工厂以后承接的军品、民品316L薄壁管路的焊接具有一定的指导意义。