316L不锈钢管道焊接工艺标准
316L不锈钢管道焊接工艺
青岛石化检修安装工程有限责任公司
目 录
1 焊接方法.........................................................2 焊接材料.........................................................3 焊接参数.........................................................4 坡口形式及装配定位焊.............................................5 焊接技术要求.....................................................6 焊接注意事项.....................................................4 4 4 5 5 6 7 结果检验.........................................................8 焊后热处理.......................................................
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前 言
本标准根据 《承压设备焊接工 艺评定》NB/T17014-2011、现行《压力容器焊 接规程 》NB/T47015-2011和《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T12771-2008编制。参考潘子祥主编的《316L不锈钢管道焊接工艺》。
编制人：曾范文
1 焊接方法
现有不锈钢管道，大小不一，根据不锈钢的焊接特点，尽可能减小热输入量，故采用手工电弧焊、氩弧焊两种方法，d＞Φ89mm的采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。d≦Φ89mm的全用氩弧焊。焊机采用手工电弧焊/氩弧焊两用的WS7-400 逆变式弧焊机。
2 焊接材料
奥氏体不锈钢是特殊性能用钢，等同于国内00Cr17Ni14Mo2（旧牌号）022Cr17Ni12Mo2（新牌号）不锈钢，为满足接头具有相同的性能，化学成分见表1，应遵循“等成分”原则选择焊接材料，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，选择H03Cr19Ni12Mo2氩弧焊用焊丝，手弧焊用焊条AO22 作为填充材料，其成分见表2。
表1 316L奥氏体不锈钢化学成分（%）
C Si Mn P S Ni Cr Mo ≤≤≤≤≤表2 焊丝H03Cr19Ni12Mo2化学成分（%）
C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu ≤≤≤≤3 焊接参数
奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，故采用小电流、快速焊，多层焊时要严格控制层间温度，使层间温度小于60 ℃ 。具体参数见表3 。 表3 焊接参数
头形式缝层次焊接方法
流I
号 直径手工钨极氩弧焊03Cr19Ni12Mo2
弧电压U 速度v
cm/min） 对接 层
手工钨极氩弧焊03Cr19Ni12Mo2 手工电弧焊
4 坡口形式及装配定位焊
坡口形式采用V 形坡口，由于采用了较小的焊接电流，熔深小，因而坡口的钝边比碳钢小，约为0-0.5 mm，坡口角度比碳钢大，约为65-70°，其形式见图l。
图1 坡口形式
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≦Φ89 mm的管采用两点定位，d=Φ89-Φ219 mm采用三点定位，d≧219 mm 的采用四点定位；定位焊缝长度6-8mm。
5 焊接技术要求
① 手工电弧焊时焊机采用直流反接，氩弧焊时采用直流正接；
② 焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮，并用丙酮清洗；焊条应在300-350℃烘干1h，随取随用；
③ 焊前将工件坡口两侧25mm范围内的油污等清理干净，并用丙酮清洗坡口两侧25mm范围；
④ 氩弧焊时，钨极为铈钨极，规格Φ2.5mm；
⑤ 氩弧焊焊接不锈钢时，背面必须充氩气保护，才能保证背面成形。采用在管道内局部充氩的方法，流量为5-14L/min，正面氩气流量为12-13L/min。 ⑥ 打底焊时焊缝厚度应尽量薄，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。
⑦ 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，应严格控制层间温度和焊后冷却速度，要求焊接时层间温度控制在60℃以下，焊后必须立即冷却（可用氩气吹冷），同时采用分段焊接。具体分段方法见图2。这种对称分散的焊接顺序，即可增大接头的冷却速度，又可减小焊接应力。
图2 不同管径分段焊接示意图
6 焊接注意事项
① 矫正时不可用铁锤敲击。
② 坡口范围100mm范围内清理油污。 ③ 焊条焊前烘干：350℃，保温1小时。 ④ 不准随意打弧，避免飞溅。 ⑤ 保证焊缝表面成型良好。
7 结果检验
① 外观检查无气孔、焊瘤、凹陷及咬边等缺陷，成形良好。
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。
③ 宏观金相检验，发现焊道熔合良好，熔深为1-1.5mm。微观金相检验，其母材及热影响区都是全奥氏体组织，焊缝金属为奥氏体+铁素体（4%）组织，完全满足抗晶间腐蚀和抗脆化的要求。
8 焊后热处理
①固溶处理：
加热到1000-1180℃后快冷必要时可水淬。
②稳定化处理：
加热到850-950℃后快冷，对于稳定化奥氏体钢加热到850-900℃空冷。 ③一般情况下，不进行热处理，特殊情况下，可根据使用/设计要求做选择。