碳钢和不锈钢管子焊接工艺规范
1 范围
人员、工艺要求、本规范规定了CO2气体保护焊和钨极氩弧焊用于管子焊接的焊接前准备、工艺过程和检验。
本规范适用于管子与管子、管子与附件之间的对接和角接接头，焊接时，可采用纯CO2
气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接，也可采用钨极氩弧焊。 2 焊接前准备
2.1 CO2半自动或自动焊焊丝选用，见表1。
表1 CO2半自动或自动焊焊丝选用
母材材质 碳钢管
焊丝牌号 H08Mn2SiA、DW-100
TWE-711、YJ502 KFX-712C
规格（mm） φ1.0 φ1.2 φ1.4
1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 304L 304L 不锈钢管
316L 317L
2.2 钨极氩弧焊焊丝的选用，见表2。
表2 钨极氩弧焊焊丝的选用
母材材质
焊丝牌号
规格（mm）
316L(实芯) 316L(药芯) 317L(实芯) 317L(药芯)
φ1.0 φ1.2
碳钢管 J50 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti（棒状）
304L 304L 316L 316L（棒状） 317L 317L（棒状）
φ1.6 φ2.4
不锈钢管
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2.3 保护气体
无论是CO2半自动或自动焊所用的CO2气体、CO2+Ar混合气体，还是钨极氩弧焊所用的纯Ar气体，均应符合气体质量使用标准，其纯度达99.9 %。 2.4 焊接设备
使用的焊机应严格进行定期检测维修，确保良好的操作性能。 2.5 焊接坡口
2.5.1 壁厚t≤2mm时，管子对接拼缝均不开坡口焊接，见图1。
t
图1
2.5.2 壁厚t＞2mm的管子对接拼缝，均应开坡口。见图2。
60°t
图2
2.6 焊前清洁
2.6.1 焊工必须对焊缝坡口面和坡口两侧各宽20mm范围内（角接焊缝在焊接面两侧各宽20mm范围内）作清理，并去除油、锈等污物。
2.6.2 对于碳钢管的锈蚀，应用砂轮或钢丝刷清理，直至露出金属光泽。不锈钢管应用丙酮进行清理。
2.6.3 坡口加工残留毛刺应除去，并应重新清理。 3 人员
凡从事该工艺焊接的焊工，必须经过船级社资格认可考试，考试合格并经船级社认可后，方能参与相应等级项目的焊接。
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4 工艺要求 4.1 装配要求
4.1.1 装配工在安装管子对接时，首先要检查管子接口同心度，防止安装错边。 4.1.2 管子对接定位可选用定位“马”固定，或在焊缝内作定位焊固定。 4.1.3 装配间隙，见表3。
表3 装配间隙
管子规格
（管子直径φ，壁厚t） t≤2（φ无限制）
坡口型式
间隙（mm）
I型 1.6～2
2～2.4
φ≤90或2＜t≤4 V型
φ≥90或t＞4 V型 2.4～3
4.2 对于要求单面焊双面成型的不锈钢管子拼缝，焊前，管子内应充氩气保护，并采用钨极氩弧焊（TIG焊）打底。
4.3 船上安装要求单面焊双面成型的不锈钢管子拼缝，因无法进行充气保护，焊接中应仔细观察熔池，以确保背面焊缝质量。对于有特殊耐腐蚀要求的管子，焊后，管内是否做钝化处理，应以各船技术说明书的要求为准。 4.4 焊接参数
为确保管子的焊接质量，焊接时应参照表4的焊接参数进行。
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表4 焊接参数
焊接方法 CO2半 自 动 或 自 动 焊
管子规格（mm） （直径φ 壁厚t) t≤2 （φ不限制） φ≤90或 2＜t＜4 φ＞90或 t≥4 t≤2 （φ不限制） φ≤90或 2＜t＜4
层数
焊丝 直径 （mm）
钨棒 直径 （mm）
焊接 电流 （A）
电弧 电压 （V）
气体流量 （L/MIN） 焊接气流量
保护气流量
1
1.0 1.2
90～130 18～21
——
1 —— 15～20 2 90～150 18～22 1 70～130 16～21 1.0
1.2 2 90～150 18～22 1.4 3 100～18018～24
1 50～55 13～14
2.4
2 45～50 12～13 3 2.4 55～60
13～14
1 50～60
1.6 φ＞90或
2
t≥4 60～70 14～15
3 2.4 注：采用氩弧焊和CO2气体保护焊混合焊焊接，焊接参数参照上表。 5 工艺过程
5.1 不锈钢管氩弧焊打底层焊接 5.1.1 焊前充气
钨 极 氩 弧 焊
1 45 11 12 4 1.6
15 5 16 6 焊前先用铝铂胶带对所焊管子接缝两端面及坡口面封住（对于较长管子可采用海绵、泡沫、可溶纸等工具做成堵板，设置于距焊缝150mm～200mm的两侧，造成一个气室），管子一端充氩气，管子另一端开一个约5mm的小孔排气，等管子内空气排尽并被氩气充满后，方可开始焊接。 5.1.2 焊接过程
焊接时，先撕开坡口面上的铝铂胶带，长约（30～40）mm，焊一段后，再撕开一段。不
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得将坡口面上的铝铂胶带全部撕完后再焊。焊接过程中，必须始终对管内充氩保护。 5.1.3 滞后充气
焊接结束停留数分钟后，再停止充气保护。对于多层焊的中间层和盖面层，无论采用何种方法焊接，必须全过程处于管内充气保护，持续至整个接头焊接结束。
5.2 对于要求为深熔焊不作射线探伤要求的管子拼缝，如：二级管的拼缝焊接打底层可直接选用CO2气体保护焊。而要求射线探伤的管子拼缝，打底层必须采用钨极氩弧焊，中间层及盖面层可采用CO2气体保护焊或钨极氩弧焊焊接。 5.3 操作要领
5.3.1 CO2气体保护焊操作要领
5.3.1.1 焊接中，焊枪角度后仰15°～20°，焊丝伸出长度为（10～15）mm，见图3。
°
焊接方向15
图3
5.3.1.2 当采用横向摆动运条方法时，摆动幅度稍大于根部间隙或前一层焊缝两趾端，并略作停顿，以保证根部及两趾间熔透。
5.3.1.3 中途熄弧时，必须用砂轮将弧坑打磨成圆滑过渡，再引弧继续焊接。当焊缝与定位焊相接时，必须将定位焊去除，然后再引弧焊接。 5.3.2 钨极氩弧焊操作要领
5.3.2.1 对于水平转动管子对接的焊接，引弧可选在垂直位置与焊接方向相反10°～20°区域内引弧（即1～2点钟位置），见图4。
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10°～20°
焊接方向
图4
5.3.2.2 对于水平固定管子对接的焊接，引弧应选在仰脸部偏左或偏右10mm处引弧（顺时针焊接，引弧点在约5点钟位置。逆时针焊接，引弧点在约7点钟位置），见图5。
逆时针焊接引弧点顺时针焊接引弧点
图5
5.3.2.3 引弧必须引在坡口内，不得在坡口处管壁表面随意引弧。
5.3.2.4 对于每个点的位置，在施焊过程中,始终沿圆周方向进行变化着。焊接采用半击穿法。加以焊丝，以滴状形式使焊丝溶化的熔滴熔于熔孔中形成熔池，填充焊丝端点始终在熔池内，焊炬要匀速移动。
5.3.2.5 当焊接熄弧后重新引弧时，引弧点应在弧坑后面重叠焊缝（5～10）mm处引弧，电弧引然后，焊炬在引弧处停留（5～10）秒，以获得与焊缝同宽明亮、湿润的焊缝，随后向焊接方向运弧，直至移动至弧坑根部出现熔孔时，方可填充焊丝
5.3.2.6 焊接结束后，应借助焊机上的电流衰减装置，逐渐减小焊接电流，从而使熔池逐渐变小，熄弧后，氩气在收弧处延时保护，直至熔池冷凝，焊炬方可移开。
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6 检验
6.1 焊接结束后，焊工必须对自己所焊部位的焊缝表面清除飞溅，并仔细检查所焊的焊缝表面是否存在焊接缺陷，如有缺陷存在，需采用砂轮剔除缺陷，修补完整后方可提交验收。 6.2 管子表面焊缝的外观检查，应按焊缝表面质量验收要求执行。
6.3 管子焊缝的内在质量，应按一定比例进行无损探伤检查，检查标准按该船对管子焊接无损探伤检查标准执行。
6.4 当焊缝内部经无损探伤后有超标准的缺陷存在时，必须进行修复。
6.5 焊接缺陷修复，应选用砂轮或机械的方法将缺陷部位剔除，重新进行焊接，并再进行无损探伤检查。当焊接缺陷有延伸可能时，检查员在原检查部位两端有权延伸检查。 6.6 当管子焊接结束后须进行密性试验检查的焊缝如有渗漏，则必须停止密性试验，找出渗漏部位，用砂轮或机械的方法，剔除渗漏处的焊缝，重新焊接，并再次进行密性试验检查，直至渗漏消失。
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