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不銹鋼管熱處理

不銹鋼管熱處理國(guó)外普遍采用帶保護(hù)氣體的無(wú)氧化連續(xù)熱處理爐，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的中間熱處理和最終的成品熱處理，由于可以獲得無(wú)氧化的光亮表面，從而取消了傳統(tǒng)的酸洗工序。這一熱處理工藝的采用，既改善了鋼管的質(zhì)量，又克服了酸洗對(duì)環(huán)境的污染。

根據(jù)目前世界發(fā)展的趨勢(shì)，光亮連續(xù)爐基本分為三種類型：

（1）輥底式光亮熱處理爐。這種爐型適用于大規(guī)格、大批量鋼管熱處理，小時(shí)產(chǎn)量為1.0噸以上?？墒褂玫谋Ｗo(hù)氣體為高純度氫氣、分解氨及其它保護(hù)氣體?？梢耘鋫溆袑?duì)流冷卻系統(tǒng)，以便較快地冷卻鋼管。

（2）網(wǎng)帶式光亮熱處理爐。這種爐型適合于小直徑薄壁精密鋼管，小時(shí)產(chǎn)量約為0.3-1.0噸，處理鋼管長(zhǎng)度可達(dá)40米，也可以處理成卷的毛細(xì)管。

（3）馬弗式光亮熱處理爐。鋼管裝在連續(xù)的把架上，在馬弗管內(nèi)運(yùn)行加熱，能以較低的成本處理優(yōu)質(zhì)小直徑薄壁鋼管，小時(shí)產(chǎn)量約在0.3噸以上。

不銹鋼焊管的焊接

氬弧焊

不銹鋼焊管要求熔深焊透，不含氧化物夾雜，熱影響區(qū)盡可能小，鎢極惰性氣體保護(hù)的氬弧焊具有較好的適應(yīng)性，焊接質(zhì)量高、焊透性能好，其產(chǎn)品在化工、核工業(yè)和食品等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

焊接速度不高是氬弧焊的不足之處，為提高焊接速度，國(guó)外研究開(kāi)發(fā)了多種方法。其中由單電極單焊炬發(fā)展采用多電極多焊炬的焊接方法在生產(chǎn)中應(yīng)用。70年代德國(guó)首先采用多焊炬沿焊縫方向直線排列，形成長(zhǎng)形熱流分布，明顯提高焊速。一般采用三電極焊炬的氬弧焊，焊接鋼管壁厚S≥2mm，焊接速度比單焊炬提高3-4倍，焊接質(zhì)量也得以改善。氬弧焊與等離子焊組合可以焊接更大壁厚的鋼管，此外，在氬氣中5-10%的氫氣，再采用高頻脈沖焊接電源，也可提高焊接速度。

多焊炬氬弧焊適用于奧氏體和鐵素體不銹鋼管的焊接。

高頻焊

高頻焊用于碳鋼焊管生產(chǎn)已經(jīng)有40多年的歷史，但用于焊接不銹鋼管卻是較新的技術(shù)。其生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，使其產(chǎn)品更為廣泛地用于建筑裝飾、家用器具和機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

高頻焊接具有較電源功率，對(duì)不同的材質(zhì)、外徑壁厚的鋼管都能達(dá)到較高的焊接速度。與氬弧焊相比，是其最高焊接速度的10倍以上。因此，生產(chǎn)一般用途的不銹鋼管具有較高的生產(chǎn)率。

因?yàn)楦哳l焊接速度高，給焊管內(nèi)毛刺的去除帶來(lái)困難。目前，高頻焊不銹鋼管尚不能為化工、核工業(yè)所接受，這也是其原因之一。

從焊接材質(zhì)看，高頻焊可以焊接各種類型的奧氏體不銹鋼管。同時(shí)，新鋼種的開(kāi)發(fā)和成型焊接方法的進(jìn)步，也成功地焊接了鐵素體不銹鋼AISI409等鋼種。

組合焊接技術(shù)

不銹鋼焊管的各種焊接方法均有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足。如何揚(yáng)長(zhǎng)避短，將幾種焊接方法加以組合形成新的焊接工藝，滿足人們對(duì)不銹鋼焊管質(zhì)量和生產(chǎn)效率的要求，是當(dāng)前不銹鋼焊管技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。

經(jīng)過(guò)近幾年的探索研究，組合焊接工藝已取得了進(jìn)展，日本、法國(guó)等國(guó)家的不銹鋼焊管生產(chǎn)已掌握了一定的組合焊接技術(shù)。

組合焊接方法有：氬弧焊加等離子焊、高頻焊加等離子焊、高頻預(yù)熱加三焊炬氬弧焊、高頻預(yù)熱加等離子加氬弧焊。組合焊接提高焊速十分顯著。對(duì)于采用高頻預(yù)熱的組合焊接鋼管焊縫質(zhì)量與常規(guī)的氬弧焊、等離子焊相當(dāng)，焊接操作簡(jiǎn)單，整個(gè)焊接系統(tǒng)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這種組合易于與現(xiàn)有的高頻焊接設(shè)備銜接，投資成本低，效益好。

TIG焊活性劑對(duì)焊縫成形的影響

01

TIG焊在生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，它可以獲得優(yōu)質(zhì)焊縫，常用來(lái)焊接有色金屬、不銹鋼、超高強(qiáng)度鋼等材料。但是TIG焊存在熔深淺(≤3mm)、焊接效率低等缺點(diǎn)，對(duì)于厚板需要開(kāi)坡口進(jìn)行多道焊。增大焊接電流雖然能使熔深增加，但熔寬和熔池體積增加的幅度要遠(yuǎn)大于熔深的增加幅度。

02

活性化TIG焊方法近年來(lái)引起了世界范圍內(nèi)的重視。這種技術(shù)是在焊前將焊縫表面涂敷上一層活性焊劑(簡(jiǎn)稱活性劑)，在相同的焊接規(guī)范下，同常規(guī)的TIG焊相比，可以大幅度地提高熔深(最大可達(dá)300%)。對(duì)于8mm的厚板焊接可以不開(kāi)坡口一次獲得較大的熔深或一次焊透，對(duì)于薄板可以在不改變焊接速度的情況下減小焊接熱輸入。目前A-TIG焊可以用于焊接不銹鋼、碳鋼、鎳基合金和鈦合金等材料。同傳統(tǒng)的TIG焊相比，A-TIG焊，可以大大地提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還可以減小焊接變形，具有非常重要的應(yīng)用前景。  A-TIG焊關(guān)鍵的因素在于活性劑成分的選配。目前常用的活性劑成分主要有氧化物、氯化物和氟化物，不同的材料，其適用的活性劑成分不同。但是由于這種技術(shù)的重要性，活性劑的成分和配方在PWI和EWI都有專利限制，公開(kāi)出版物上很少報(bào)道。目前對(duì)A-TIG焊的研究主要集中在活性劑作用機(jī)理的研究和活性化焊接應(yīng)用技術(shù)的研究?jī)蓚€(gè)方面。

03

目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)并使用的活性劑主要有三種類型：氧化物、氟化物和氯化物。早期由PWI研制的用于鈦合金焊接的活性劑以氧化物和氯化物為主，但是氯化物的毒性大，不利于推廣和應(yīng)用。目前國(guó)外焊接不銹鋼、碳鋼等所使用的活性劑以氧化物為主，而對(duì)于鈦合金材料的焊接其活性劑中含有一定的氟化物成分。

04

單一成分的活性劑對(duì)不銹鋼焊縫成形的影響:

(1) 對(duì)于涂敷了SiO2活性劑的焊縫，隨著SiO2涂敷量的增加，焊道寬度逐漸變窄，弧坑變長(zhǎng)變窄變深。焊道后部余高變高,在涂敷活性劑和未涂敷活性劑的交接處，焊道金屬堆積多，在所有活性劑中，SiO2對(duì)焊縫成形作用效果最大。

(2) 活性劑NaF、Cr2O3對(duì)焊道成形的影響不明顯。隨著涂敷量的增加，焊縫寬度變化并不大，弧坑也沒(méi)有明顯變化。與無(wú)活性劑的焊縫相比，焊道寬度也沒(méi)有明顯的變化，但弧坑比無(wú)活性劑的要大。

(3) 隨著TiO2涂敷量的增加，焊道外觀變化不大，弧坑沒(méi)有明顯變化，與無(wú)活性劑時(shí)相似。但所形成的焊縫表面比較平整規(guī)則，沒(méi)有出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象，比無(wú)活性劑的焊道成形要好。

(4) 活性劑CaF2對(duì)焊道成形影響較大。隨著CaF2涂敷量的增加，焊縫成形變差，弧坑變化不大，焊縫寬度變化不大。但隨著CaF2量的增加出現(xiàn)咬邊等缺陷。

(5) 對(duì)熔深的影響上，與無(wú)活性劑相比，上述五種活性劑都能夠增加焊縫的熔深，而且隨著涂敷量的增加，熔深也相應(yīng)的增加。但是當(dāng)涂敷量達(dá)到一定值時(shí)，熔深增加達(dá)到飽和，再增加涂敷量，熔深反而下降。