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关于激光焊接不锈钢你了解多少?

 317L超级不锈钢是一种新兴的管材,具有耐腐蚀、耐高温、高延伸性、高强度等特点,被广泛应用于新建和扩建石化装置的工艺管线中。这种管材最大的使用问题是:基层和复合层的完全熔焊问题。因此,为达到良好的焊接效果,不锈钢焊管生产厂家在此为你支招正确的焊接方法,具体如下所示:
1、焊前准备
焊接前将接触层的油漆、污垢及氧化层等清理干净,以免焊接过程中杂质受热会分解成H2O和CO2。
焊前还要对基层和复合层进行预热。预热采用电加热方法,以对口中心线为基准,两侧不小于壁厚3倍,且不小于50mm,并防止过热。wxafd002
2、焊接过程
先焊复合层,后焊基层,流程:封焊层——打底焊——过渡层——填充层——盖面层。
1)管子对焊组对时,其内壁应齐平,内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%,且应≤2mm。
2)焊接时,应尽量采用多层焊,各焊层焊道的接头应尽量错开,焊道不宜太宽太厚。
3)点固焊时管内必须充氩,以保证点固焊焊缝质量。打底焊时,仰焊位置采用内填丝,立焊、平焊位置采用外填丝法进行焊接。
4)应在坡口内引弧,禁止在非焊接部位引弧,接弧处应保证焊透与熔合,熄弧时应填满弧坑,焊接即将结束时,应减小氩气流量,防止气压过大使焊缝产生凹陷。
5)焊丝不能与钨级接触或直接深入电弧的弧柱区,防止破坏电弧的稳定和产生夹钨缺陷,焊丝端部不得退出保护区,防止焊丝氧化。
6)道间温度应控制在150℃以下,施工中采用焊缝两侧水冷的冷却方法,即将湿毛巾裹在距焊缝80mm以外的两侧钢管上,使焊缝尽快降到150℃以下。
3、焊后
    焊后应仔细清理焊件表面的焊渣、焊瘤飞溅物及其他污物,必要时应对焊缝进行局部修整。焊接后,应进行后热处理消除残余应力,焊后处理需按照设计要求进行,局部热处理时,宜采用电加热法。

不锈钢管时,先成形扁平的钢带,随后使得其外形成为圆管状。一旦成形后,不锈钢管的接缝必须被焊接到一起。这个焊缝很大程度上影响了零件的可成形性。因此,若要得到能够满足制造业内严格的测试要求的焊接外形,选择合适的焊接技术就极为重要。无庸置疑,钨极气体保护电弧焊(GTAW)、高频(HF)焊,以及激光焊接已经在不锈钢管的制造中各自得到了应用。

激光焊接
    在所有的不锈钢管焊接应用中,钢带的边缘被熔化,当使用夹紧支架把不锈钢焊管边缘挤压到一起时,边缘发生凝固。然而,对激光焊接来说,特有的性质是它具有高能量的光束密度。激光光束不仅熔化了材料的表层,还产生了一个匙孔,以至焊缝外形很窄。

功率密度低于1 MW/cm2的话,如GTAW技术,就产生不了足够的能量密度以产生匙孔。这样,无匙孔的工艺得到的焊接外形宽且浅。激光焊接的高精度带来了更高效率的穿透,这又减少了晶粒生长,带来更好的金相质量;另一方面,GTAW更高的热能输入与较慢的冷却过程导致了粗糙的焊接结构。

通常来说,人们认为激光焊接过程比GTAW快,它们有同样的废品率,而前者带来更好的金相特性,这就带来了更高的爆破强度和更高的可成形性。当与高频焊接相比时,激光加工材料过程不发生氧化,这就使得废品率更低,可成形性更高。

光斑尺寸的影响
    在不锈钢管厂的焊接中,焊接深度是由不锈钢管的厚度决定的。这样,生产目标就是通过减小焊接宽度来提高可成形性,同时实现更高的速度。在选择最合适的激光时,人们不能只考虑光束质量,还必须考虑轧管机的准确性。此外,轧管机在尺寸上的误差起作用以前还必须先考虑减小光斑时受到的限制。
    在不锈钢管焊接中特有的尺寸上的问题很多,然而,影响焊接的主要因素是,在焊接盒(更具体的说,是焊接卷)上的接缝。一旦钢带经过成形加工准备进行焊接时,焊缝的特徵包括了:钢带间隙、严重/轻微的焊接错位、焊缝中线的变化。间隙决定了要用多少材料来形成焊池。压力太大将导致不锈钢管顶部或者内径材料过剩。另一方面,严重或者轻微的焊接错位会导致焊接外形不佳。
    此外,经过焊接盒之后,不锈钢管将被进一步修整。这包括了尺寸调整和形状(外形)上的调整。另一方面,额外的工作能够去除一些严重/轻微的焊接缺陷,但是可能无法全部清除。当然,我们希望实现零缺陷。一般来说,经验法则是焊接缺陷不要超过材料厚度的百分之五。超过这个数值,将影响焊接产品的强度。
    最后,焊接中线的存在对于高质量不锈钢管的生产来说是很重要的。随着汽车巿场对可成形性的日益重视,与之直接相关的就是需要更小的热影响区   (HAZ),并且减小焊接外形。反过来,这就促进激光技术的发展,即提高光束质量以减小光斑尺寸。随着光斑尺寸不断变小,我们需要更多的关注于扫描接缝中线时的精确度。一般来说, 317L超级不锈钢制造商会尽可能的减小这个偏差,但是实际上,要达到0.2mm(0.008英寸)的偏差是很困难的。
    这带来了使用焊缝跟踪系统的需要。最普遍的两种跟踪技术是机械扫描和激光扫描。一方面,机械系统使用了探针来接触焊接池的接缝上游,它们会沾灰,磨损和振动。这些系统的精确度是0.25mm(0.01英寸),这对于高光束质量的激光焊接来说是不够精确的。
    另一方面,激光焊缝跟踪可以实现所需要的精确度。一般来讲,激光光线或者激光光点被投射在焊缝表面,得到的图像被反馈到CMOS摄像机,该摄像机通过算法来确定焊缝、错误接合和间隙的位置。
    虽然成像速度是很重要的,但是在提供必要的闭环控制以直接在接缝上移动激光聚焦头时,激光焊缝跟踪器必须有足够快的控制器来精确编译焊缝的位置。因此,焊缝跟踪的准确性很重要,而响应时间也同样重要。
    总的来说,焊缝跟踪技术已经得到充分发展,也能够允许不锈钢管制造厂利用更高质量的激光束,来生产可成形性更好的不锈钢管。
    因此,激光焊接找到了用武之地,它被用于降低焊接的多孔性,减小焊接外形,同时保持或者提高焊接速度。激光系统,如扩散冷却板条激光器,已经提高了光束质量,通过降低焊接宽度进一步提高可成形性。这项发展导致了不锈钢管厂中更严格的尺寸控制和激光焊缝跟踪的必要性。 更多请关注
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