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不銹鋼管熱處理

不銹鋼管熱處理國外普遍采用帶保護氣體的無氧化連續(xù)熱處理爐，進行生產(chǎn)過程中的中間熱處理和最終的成品熱處理，由于可以獲得無氧化的光亮表面，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，又克服了酸洗對環(huán)境的污染。

根據(jù)目前世界發(fā)展的趨勢，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，小時產(chǎn)量為1.0噸以上?？墒褂玫谋Ｗo氣體為高純度氫氣、分解氨及其它保護氣體?？梢耘鋫溆袑α骼鋮s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，小時產(chǎn)量約為0.3-1.0噸，處理鋼管長度可達40米，也可以處理成卷的毛細管。

（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，國外研究開發(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年代德國首先采用多焊炬沿焊縫方向直線排列，形成長形熱流分布，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)濟性，使其產(chǎn)品更為廣泛地用于建筑裝飾、家用器具和機械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

高頻焊接具有較電源功率，對不同的材質(zhì)、外徑壁厚的鋼管都能達到較高的焊接速度。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。

因為高頻焊接速度高，給焊管內(nèi)毛刺的去除帶來困難。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，新鋼種的開發(fā)和成型焊接方法的進步，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)點和不足。如何揚長避短，將幾種焊接方法加以組合形成新的焊接工藝，滿足人們對不銹鋼焊管質(zhì)量和生產(chǎn)效率的要求，是當前不銹鋼焊管技術(shù)發(fā)展的新趨勢。

經(jīng)過近幾年的探索研究，組合焊接工藝已取得了進展，日本、法國等國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、高頻預熱加三焊炬氬弧焊、高頻預熱加等離子加氬弧焊。組合焊接提高焊速十分顯著。對于采用高頻預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，焊接操作簡單，整個焊接系統(tǒng)易實現(xiàn)自動化，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，常用來焊接有色金屬、不銹鋼、超高強度鋼等材料。但是TIG焊存在熔深淺(≤3mm)、焊接效率低等缺點，對于厚板需要開坡口進行多道焊。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大于熔深的增加幅度。

02

活性化TIG焊方法近年來引起了世界范圍內(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300%)。對于8mm的厚板焊接可以不開坡口一次獲得較大的熔深或一次焊透，對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，公開出版物上很少報道。目前對A-TIG焊的研究主要集中在活性劑作用機理的研究和活性化焊接應(yīng)用技術(shù)的研究兩個方面。

03

目前國內(nèi)外開發(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。目前國外焊接不銹鋼、碳鋼等所使用的活性劑以氧化物為主，而對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不銹鋼焊縫成形的影響:

(1) 對于涂敷了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對焊縫成形作用效果最大。

(2) 活性劑NaF、Cr2O3對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，弧坑也沒有明顯變化。與無活性劑的焊縫相比，焊道寬度也沒有明顯的變化，但弧坑比無活性劑的要大。

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

(4) 活性劑CaF2對焊道成形影響較大。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) 對熔深的影響上，與無活性劑相比，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。但是當涂敷量達到一定值時，熔深增加達到飽和，再增加涂敷量，熔深反而下降。