上海威遙焊接分享：不銹鋼管道焊接如何防止背面氧化？

石油化工不銹鋼管道焊接過程中，焊縫表面和熱影響區(qū)容易氧化變色。為了保證不銹鋼的耐腐蝕性能，焊接后焊縫上會(huì)形成一層致密的氧化膜，但不銹鋼管內(nèi)壁往往不能通過酸洗鈍化，嚴(yán)重降低了不銹鋼管內(nèi)壁的耐腐蝕性能。但是一般的焊接工藝和施工措施很難保證背面焊縫和熱影響區(qū)的焊接質(zhì)量，因此需要改進(jìn)焊接工藝，采取措施防止背面氧化變色。

不銹鋼管焊接背面和表面易氧化的原因分析

1)當(dāng)背面被氬氣保護(hù)時(shí)，很難將管內(nèi)的空氣以旋渦狀完全排出。即使更換時(shí)間延長，當(dāng)內(nèi)口完全密封時(shí)，氧含量可達(dá)<0.01%(體積分?jǐn)?shù))，但開坡口開始焊接后，氧含量會(huì)上升到0.05%(體積分?jǐn)?shù))甚至更高。高濃度的氧氣最終會(huì)使焊道后表面氧化成藍(lán)色或紫色。

2)在現(xiàn)場施工中，焊工一般使用簡單的帶有劃痕和引弧的氬弧焊炬。這種焊槍使高溫焊道在斷弧后瞬間失去氬氣的保護(hù)，導(dǎo)致每次閉合的接頭容易氧化變色。

3)每次引弧時(shí)，由于空氣通過開焊槽進(jìn)入內(nèi)口，內(nèi)口含氧量高，高溫焊縫容易局部氧化。

4)焊接填充料和堆焊層時(shí)，焊接電流大，焊接熱輸入大，或者夾層溫度高，焊縫背面也會(huì)氧化變色。

5)氬氣純度低，氧含量高對焊接保護(hù)效果差。

6)不銹鋼導(dǎo)熱性差，為鋼的三分之一，焊接時(shí)不能發(fā)熱，焊道和熱影響區(qū)溫度高，容易氧化。

焊接工藝的改進(jìn)

1)里口保護(hù)氣中的氧氣是焊道和熱影響區(qū)氧化變色的主要原因，排除保護(hù)氣中的氧氣可以解決氧化問題。采用純度為99.999%的高純氬氣為焊接氣體，混合氣體(5%H2+95%Ar)為背面保護(hù)氣體，利用氫氣與氧氣在高溫下的化學(xué)反應(yīng)減少了管道中的氧含量。

2)氬氣的密度高于空氣。更換管內(nèi)空氣時(shí)，應(yīng)采用低充高放的原則，適當(dāng)延長充氣的更換時(shí)間。

3）使用有電流緩升、電流衰減、提前送氣、滯后停氣功能的焊機(jī)和高頻引弧焊槍。保護(hù)氣體中的氧氣在引弧開始時(shí)被燃燒的電弧燃燒，避免了引弧時(shí)焊道的氧化。高溫焊道斷弧后仍處于氬氣的有效保護(hù)下，防止接頭局部氧化變色。

4)增大噴嘴直徑，采用φ10~φ12mm的噴嘴，增加保護(hù)范圍。

5)封口采用密封性能好的錫箔膠帶，不得使用紙膠帶。

6)當(dāng)最終接頭閉合時(shí)，降低充氬流量，最好采用保持充氬流量不變，一側(cè)開啟排氣的方法，以獲得最佳焊接效果。

7)道之間和層之間的溫度控制在60℃以下，焊接中也可以用焊接兩側(cè)纏繞循環(huán)水的冷卻銅管和棉濕布纏繞在焊接兩側(cè)降溫，減少焊接高溫停留時(shí)間。

8)前三層應(yīng)采用小熱輸入的氬弧焊焊接，內(nèi)口應(yīng)連續(xù)充入氬氣保護(hù)。達(dá)到一定厚度后，用焊條進(jìn)行焊接。無論是氬弧焊還是焊條電弧焊，電流都應(yīng)盡可能小，在保證焊接質(zhì)量的前提下，焊接速度應(yīng)盡可能快，以減少焊接熱輸入，避免因焊縫溫度過高而氧化。

在化工廠建設(shè)中，不銹鋼管焊后不能酸洗鈍化，焊道內(nèi)表面在焊接過程中不允許氧化，因此焊道和熱影響區(qū)的表面顏色必須是銀白色。通過以上工藝措施的施工，達(dá)到了設(shè)計(jì)和業(yè)主的要求，保證了不銹鋼管道的耐腐蝕性能。