316L薄壁不锈钢管的焊接
甘肃科技
第22卷 第3期Vol.22 No.3
2006年3月Mar. 2006Gansu
ScienceandTechnology
316L薄壁不锈钢管的焊接
魏延宏
(兰州石化职业技术学院机械工程系,甘肃兰州730060)
摘 要:本文通过分析316L的焊接性及薄壁管的具体特点,提出了相应的焊接工艺和施工方案,防止了焊接过程中裂纹、变形和焊缝氧化等缺陷的发生,保证了316L薄壁不锈钢管的焊接质量。关键词:不锈钢;焊接性;薄壁管;焊接工艺中图分类号:TG456.7
316L类不锈钢由于具有耐腐蚀性和耐热性,在石油化工行业中应用的比较广泛。兰州石化公司的工艺管线施工中,使用了大量的Φ168mm31的316L薄壁不锈钢管,采用TIG焊填充的焊接方案,变形,,防止了缺陷的发生。
,,,易产生热裂纹、腐蚀开,TIG焊的热输入,且氩气流除了保护高温金属外,还具有一定的冷却作用,提高焊缝的抗裂能力,减少焊接变形。因此,316L薄壁管宜采用钨极氩弧焊(TIG焊)焊接,选用ER316L焊丝,氩气纯度不应低于99196%。2.2 坡口形式的选择
本着保证焊透,减少母材的稀释作用,同时有利于保护气体覆盖和减少热输入量的原则,宜采用带钝边的V形坡口,见图1
1 材料的性能及焊接性
1.1 材料的化学成分与力学性能
316L不锈钢是美国AISI(美国钢铁协会)标准
的不锈钢钢号,相当于我国的00Cr17Ni14Mo2,其主要的化学成分和力学性能见表1和表2
表1 316L钢的化学成分
≤0103≤1100≤2100≤01045≤010316-182-3为-15
表2 316L钢的力学性能
屈服强度012MPa抗拉强度σbMPa伸长率δ≥177≥480≥40
≤187
1.2 焊接性
316L是超低碳纯奥氏体不锈钢,焊接性较好,
图1 坡口示意图
不易产生晶间腐蚀,但由于不锈钢的导热系数小,线
膨胀系数大,接头在冷却过程中形成较大的拉应力。焊接热输入较大时易产生热裂纹,壁厚315mm管子刚性小,更容易产生较大的焊接变形,并且当管线中工作介质含有一定的硫化物时,易产生应力腐蚀开裂。
2.3 焊接参数
采用Φ215mm的Wce-20钨极,喷嘴直径20mm,喷嘴至工件距离4～6mm,焊缝厚度315mm,焊接位置为45°固定,其它工艺参数见表32.4 焊接技术
(1)管子组对前应打磨坡口及两侧,采用有机溶
剂如丙酮或乙醇清洗坡口内外各20mm范围内油
2 焊接施工方案
2.1 焊接方法的选择
污、铁锈等,对于表面质量要求高的工件应在坡口两侧涂上专用的防飞溅剂。
(2)薄壁不锈钢管焊接过程中,第一层及以后各
通过焊接性分析,发现材料在焊接过程中出现
第3期 魏延宏:316L薄壁不锈钢管的焊接
表3 焊接参数表
焊丝
ER316L
47
焊丝直径mm
210
焊接电流A
90～120
电弧电压V
10～12
焊接速度
mm・min-1
5～8
气流量
L・min-1正面:8～10背面:6～8
层间温度≤60℃
极性直流正接
层都需背面充氩保护。引弧前,管子应先充氩吹扫
至少2分钟,将管子内部空气完全置换。在背面充氩保护时,管口两端应妥善封堵,焊口处用医用胶布密封,敞口长度不得大于八分之一周长;当管线长度较长、整体充氩困难时,可在组对焊口前内部放置易溶纸,易溶纸与焊口距离在不被损坏的情况下尽可能近,然后在坡口处采用局部充氩的方法进行保护。
(3)定位焊长度应适宜,并在氩气的充分保护下完成,点焊方式采用过桥方式,焊点厚度为70%壁厚。为了避免打底焊道与定位焊道的联结处出现裂纹,焊工可在打底焊焊到定位焊点时,先将定位焊点打磨掉再继续焊。
(4)由过6点5mm,焊接,,小、,,立焊、平焊位置采用外填丝法进行施焊。
(5)在填丝过程中切勿扰乱氩气气流
,否则氩气保护层破坏,焊缝氧化。焊丝不能与钨极接触或直(上接第55页)置的推理机制在当前知识库中不能
接深入电弧的弧拄区,防止破坏电弧稳定和产生夹钨缺陷,焊丝端部不得抽离保护区,防止焊丝氧化。
(6)在焊接过程中,为了减少热输入,焊丝不许摆动,采用窄焊道焊接。每道焊缝焊完后应仔细检查焊缝表面,每层焊缝间的接头应错开50mm左右,层间温度不得超过60℃。
(7)焊缝收尾处打磨成斜坡状,焊至斜坡时暂停送丝,,最后收口,收弧。,应减少氩气流量,防4316L薄壁不锈钢管采用TIG焊方法,并且在
焊接过程中采用窄焊道焊接,减少材料的热输入,有效的防止了裂纹和变形。焊后X射线检测一次合格率达9718%,管线经过一年多的运行,焊缝经超声波抽样检测,未见缺陷超标,说明该方案能够保证材料的焊接质量。
产生匹配到相应的判定规则时,判定结构可以机械地转变成产生式规则,通过"IF…THEN"规则在相应结点生成新的判定规则。
为提高推理效率,本系统对知识库采用深度优先的搜索方法,以正向推理来缩小搜索空间,然后进行反向推理求证的推理机制
。本系统的推理结构如图2。
4 结束语
当前,专家系统已成为许多国家研究计划的主题,但多数还处于理论研究和实验阶段。在机器学习、运行效率等方面仍面临很多问题,有待于解决。
本系统针对内燃机车,利用VisualProlog开发而成,具有良好的实时性和可移植性。随着专家知识的逐步积累与完善,本系统对内燃机车的故障诊断及其处理将具有指导性作用。
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