锅炉压力容器压力管道焊工考试时,各种奥氏体不锈钢试件的钨极氩弧焊在进行第一层打底焊时,如果不对试件背面进行氩气保护或保护不好,极易因氧化而造成背面焊缝成形发黑、发渣,甚至整个试件报费。因此,如何做好打底焊时试件背面的保护,提高奥氏体不锈钢钨极氩弧焊试件焊接的一次成功率,是每一个考试单位着重解决的问题。我们厂经过十几年的摸索试验,总结出了一套试件背面保护的可靠方法,现介绍如下。

1板状试件背面的氩气保护

根据板状试件的特点,我们设计制作了专用试件背面保护工装,见图1。该工装是由长度等于试板长度(一般为300 mm)60#槽钢,两端焊上端板,并在一侧端板焊上<8 mm的进气管而成。在焊接之前,将试板置于工装之上,并保证试板间隙位于工装开口的中间部位,如果是平焊则只需将试板放在工装上,如果是立焊、横焊等其他位置,则要将一块试板的两侧与工装点固即可,这样是为了防止试板因多点点固而影响其自由角变形。另外,在工装与试板的接触部位用医用白胶布粘贴密封,防止泄漏气体。正面坡口要用宽于坡口宽度10mm的白胶布粘贴上,在试板的左端留有约70 mm的透气段。施焊前先通以氩气,流量为58 L/min,通气1012 s,氩气将工装内部的空气置换出来后,即可进行焊接。首先从左端开始起焊,向右端焊接,在焊接过程中可由另一人将白胶布逐渐揭开,但应始终保持焊点距白胶布端部有6070 mm的距离,以便使工装内的气体均匀流出,这样直至第一层打底焊结束。在熄弧的同时,切断背面保护的氩气。

2管对接试件背面的氩气保护

管状试件的背面保护工装见图2,是由环状密封橡胶板、端盖、压紧拉杆和进气管组成。其中各件的几何尺寸要根据所焊试件的大小而定。压紧拉杆是由M16双头螺柱和螺母组成,端盖由厚10 mm钢板车成。考试单位可以根据常用的几种考试管件规格制作几套工装。

管件点固后,按图示用工装将管状试件夹紧,坡口表面用白胶布粘贴,并在起焊处留有70 mm的透气间隙。同样在施焊前先通以氩气,但预先通气的时间要视所焊管件的大小而定,通常<100 mm以下的管件为10s,<200 mm以下的管件为1215 s。整个的施焊过程和揭开白胶布的过程与板状试件的施焊相同。

3管板试件背面的氩气保护

根据《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》,管板试件在形式上只有插入式一种,因此,试件背面保护工装要根据这种试件形式的特点进行制作,见图3。该工装是由压紧拉杆、密封环状橡胶板、上端盖、下端盖和进气管组成。其中,下端盖由厚16 mm的钢板车成,中间车出深10 mm的气腔,该气腔保证焊缝背面的氩气分布较均匀。另外,进气管一定要设在上端盖上,如果是在下端盖上,会使焊缝背面的氩气产生涡流,影响保护效果。坡口要用白胶布粘贴,并在起焊处留有70 mm的透气间隙。由于常见的管板试件的尺寸较小,在施焊前通氩气的时间一般在10 s左右即可,其余整个施焊过程与管状试件的焊接基本相同。使用该工装要注意的是,下部的密封橡胶板由于离焊缝较近,易烧损,要经常进行更换。

4效果

这三种形式的工装夹具能对目前《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》中的奥氏体不锈钢钨极氩弧焊试件背面进行可靠的保护,经过多年的使用效果来看,保护效果良好。另外,这种保护方式和焊接过程也可在产品焊接过程中得到应用。