鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試時,各種奧氏體不銹鋼試件的鎢極氬弧焊在進行第一層打底焊時,如果不對試件背面進行氬氣保護或保護不好,極易因氧化而造成背面焊縫成形發黑、發渣,甚至整個試件報費。因此,如何做好打底焊時試件背面的保護,提高奧氏體不銹鋼鎢極氬弧焊試件焊接的一次成功率,是每一個考試單位著重解決的問題。我們廠經過十幾年的摸索試驗,總結出了一套試件背面保護的可靠方法,現介紹如下。

1板狀試件背面的氬氣保護

根據板狀試件的特點,我們設計制作了專用試件背面保護工裝,見圖1。該工裝是由長度等于試板長度(一般為300 mm)60#槽鋼,兩端焊上端板,并在一側端板焊上<8 mm的進氣管而成。在焊接之前,將試板置于工裝之上,并保證試板間隙位于工裝開口的中間部位,如果是平焊則只需將試板放在工裝上,如果是立焊、橫焊等其他位置,則要將一塊試板的兩側與工裝點固即可,這樣是為了防止試板因多點點固而影響其自由角變形。另外,在工裝與試板的接觸部位用醫用白膠布粘貼密封,防止泄漏氣體。正面坡口要用寬于坡口寬度10mm的白膠布粘貼上,在試板的左端留有約70 mm的透氣段。施焊前先通以氬氣,流量為58 L/min,通氣1012 s,氬氣將工裝內部的空氣置換出來后,即可進行焊接。首先從左端開始起焊,向右端焊接,在焊接過程中可由另一人將白膠布逐漸揭開,但應始終保持焊點距白膠布端部有6070 mm的距離,以便使工裝內的氣體均勻流出,這樣直至第一層打底焊結束。在熄弧的同時,切斷背面保護的氬氣。

2管對接試件背面的氬氣保護

管狀試件的背面保護工裝見圖2,是由環狀密封橡膠板、端蓋、壓緊拉桿和進氣管組成。其中各件的幾何尺寸要根據所焊試件的大小而定。壓緊拉桿是由M16雙頭螺柱和螺母組成,端蓋由厚10 mm鋼板車成??荚噯挝豢梢愿鶕S玫膸追N考試管件規格制作幾套工裝。

管件點固后,按圖示用工裝將管狀試件夾緊,坡口表面用白膠布粘貼,并在起焊處留有70 mm的透氣間隙。同樣在施焊前先通以氬氣,但預先通氣的時間要視所焊管件的大小而定,通常<100 mm以下的管件為10s,<200 mm以下的管件為1215 s。整個的施焊過程和揭開白膠布的過程與板狀試件的施焊相同。

3管板試件背面的氬氣保護

根據《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》,管板試件在形式上只有插入式一種,因此,試件背面保護工裝要根據這種試件形式的特點進行制作,見圖3。該工裝是由壓緊拉桿、密封環狀橡膠板、上端蓋、下端蓋和進氣管組成。其中,下端蓋由厚16 mm的鋼板車成,中間車出深10 mm的氣腔,該氣腔保證焊縫背面的氬氣分布較均勻。另外,進氣管一定要設在上端蓋上,如果是在下端蓋上,會使焊縫背面的氬氣產生渦流,影響保護效果。坡口要用白膠布粘貼,并在起焊處留有70 mm的透氣間隙。由于常見的管板試件的尺寸較小,在施焊前通氬氣的時間一般在10 s左右即可,其余整個施焊過程與管狀試件的焊接基本相同。使用該工裝要注意的是,下部的密封橡膠板由于離焊縫較近,易燒損,要經常進行更換。

4效果

這三種形式的工裝夾具能對目前《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》中的奧氏體不銹鋼鎢極氬弧焊試件背面進行可靠的保護,經過多年的使用效果來看,保護效果良好。另外,這種保護方式和焊接過程也可在產品焊接過程中得到應用。