201焊接不锈钢管的焊接工艺、切割及焊接时注意事项

一、201焊接不锈钢管简介

    201焊接不锈钢管是一种新型材料，它由复层（不锈钢）和基层（碳钢、低合金钢）组成的。通常复层只有1.5～3.5毫米厚，比单体不锈钢可节省60～70%的不锈钢，对人类社会的进步具有很大的经济价值。

    201焊接不锈钢管导热系数比单体不锈钢高1.5～2倍，因此特别适合用在对耐腐蚀有要求传热效率高的设备。可以用来制造化工、石油等工业部门的容器和管道。

二、201焊接不锈钢管焊接工艺

1．201焊接不锈钢管焊接的特殊性

    201焊接不锈钢管是两层不同性质的钢板复合而成，在焊接的时候有它的特殊性；要满足基层的焊接结构强度，并使较薄的复层满足耐腐蚀性能；要避免基层铬、镍等合金含量增高，因铬、镍含量增高，基层焊缝中会形成硬脆组织容易产生裂缝，影响焊缝强度。要避免复层增碳，因复层焊缝增碳就大大降低其耐腐蚀性。因此焊接工作比单层钢板复杂，要采用复合钢板特殊的焊接工艺。

    2．201焊接不锈钢管切割

    201焊接不锈钢管可用以下几种方法切割。

    (1)剪板机剪切在剪板机剪切厚度范围内的直线状切口应尽量用剪切法，这种方法工作效率高。剪切时复层朝上，应注意不使复层表面损伤。

    (2)氧乙炔火焰切割用以切割厚度较大的201焊接不锈钢管与切割同厚度的碳钢相比，割咀头要大，氧气压力也要大、切割速度要慢。先从基层面割，割后复层切口上的氧化物和复层表面上的飞溅粘附物要用手提砂轮打磨干净，这种切割法经济效果好。

    (3)等离子切割切口质量良好。从基层或复层面进行切割均可，比较起来以从基层面进行切割为好，这样可避免基层合金含量的增高。切割后复层切口上的氧化物必须打磨干净。从复层方面切割时，不但复层上的氧化物必须去掉，而且在基层切口上增加了的合金成份也要去掉，这就需要用机械加工方法去掉至少2毫米的深度。等离子切割耗用功率较大。

(4)碳弧气刨切割切割效果好。适宜于从设备内部向外开孔，切割后复层切口和基层切口都要打磨干净。

(5)机械一氧乙炔火焰切割此法是先将复层铲掉，再采用氧乙炔火焰切割基层。适宜于从设备内部向外开孔。这样可以避免焊管由外向里开孔造成的飞溅影响。这种切割法耗用工时较大。

    3．焊条选用

    由于复合钢板焊接的特殊性，要采用三种不同的焊条来焊接同一条焊缝，以保证焊缝质量。

    基层与基层焊接采用与基层材质相应的碳钢焊条；复层与复层的焊接采用与复层材质相应的焊条；基层与复层交界处——过渡层的焊接可采用铬、镍含量高的Cr25Ni13或Cr23Ni12M02型焊条，如奥302、奥307，以减少碳钢对不锈钢合金组分的稀释作用和补充焊接过程中合金组分的烧损。

    焊接各种201焊接不锈钢管的焊条选用可参照表。

    4．201焊接不锈钢管焊缝坡口

    选用201焊接不锈钢管的坡口型式，应考虑过渡层的焊接特点：先焊基层，后焊过渡层，应尽量减少复层一侧的焊接量，以避免复层焊缝的多次重复加热，从而提高焊缝质量和节约较贵重的不锈钢焊条。同时要尽量减少设备内部铲焊根的工作量。

    201焊接不锈钢管平板对接和筒体纵、环焊缝的坡口型试见表。

    5．焊接工艺

    201焊接不锈钢管的焊接有它的特殊性。针对这些特殊性，为保证焊缝质量，在采用201焊接不锈钢管特定的焊接工艺时有两条原则要遵循：

    1)不能用碳钢或低合金钢焊条往高合金材料上焊，因此要先焊碳钢或低合金钢，后焊不锈钢。

    2)焊不锈钢焊缝时，为减少热影响，降低合金稀释率，宜采用小电流，反极性，直道多道焊，焊时焊条不宜作横向摆动。

    组对工件时要求以复层为基准对齐，尤其是在不等厚复合钢板组对时更应该注意这一点，如果复层面错边大就会影响复层面的焊缝质量，所以错边最好不要超过1毫米。

    焊前复层坡口须进行严格的去除油污工作，常用汽油，四氯化碳、丙酮去油污。

    下面分别叙述1Cr18Ni9Ti+A3201焊接不锈钢管的四种不同焊缝结构的焊接工艺过程。

    第一种焊缝结构用碳钢焊条结427点焊。按表5-3顺序焊接。第一、二层焊好后，反面用电弧气刨刨焊根，焊第三层。要求作x射线检查的于此时进行，合格后焊第四层过渡层和第五层复层。

    第二种焊缝结构，为平板拼接焊缝（不适宜作为容器设备纵环焊缝，因为201焊接不锈钢管制的容器设备内不宜进行碳弧气刨刨焊根操作）这种焊缝结构与图5-4所示焊缝结构比较可以减少不锈钢焊接工作量，节约不锈钢焊条。

    用碳钢焊条结427点焊。按表5-4顺序焊接。

    第一、二、三层焊好后，要求作x射线检查的于此时进行，合格后电弧气刨刨焊根，焊第四层过渡层和第五层复层。

第三种焊缝结构。适用于较小直径容器设备或管道单面焊焊缝。这种焊缝结构，是单面焊，先焊的是复层，复层要凸出一些，这样焊复层时不致将碳钢熔入复层焊缝中。点焊也要用奥137焊条。因为碳钢或低合金焊条不能往高合金上焊，所以三、四、五层焊缝也要用奥307焊条而不能用碳钢或低合金焊条。

第四种焊缝结构用碳钢焊条结427点焊。

    在第二层焊好后，反面电弧气刨刨焊根，再焊第三、四层。要作x射线检查的于此时进行，合格后焊第五层过渡层和第六层复层。

    201焊接不锈钢管焊接电流大小可参照表5-7。

    201焊接不锈钢管焊接时，碳钢层表面要低于复合层交界面0.5～2毫米，过渡层表面高出交界面0.5～1.5毫米。

    焊过渡层用的焊条奥307是铬25镍13型焊条，含铬、镍量比铬18镍8型焊条高很多，这样可以弥补在焊过渡层时，由于碳钢层上产生的稀释作用使过渡层和复层焊缝的铬、镍含量减少，从而保证了复层焊缝的耐腐蚀性。

    6．焊接中应注意的几点

    在201焊接不锈钢管的焊接操作过程中，还应注意以下几点：

    1)在基层点焊时，必须用碳钢焊条，不可使用不锈钢焊条。当点焊点靠近复层时，须适当控制电流，小些为好，以防止复层产生增碳现象，影响复层的耐腐蚀性。

    2)严格防止用碳钢焊条焊到复层和用过渡层焊条焊在复层表面上。

    3)碳钢焊条的飞溅落在复层的坡口面上时，要仔细清除干净。

    4)焊接电流应严格按照焊条规范中的规定，不能随意变更。

    焊接筒节环缝时，为避免因基层碳钢焊缝混入合金元素，在焊接筒节纵缝时，就应在焊缝两端各50毫米范围内，过渡层和复层暂先不焊，待筒节的环焊缝基层碳钢部分焊好后再焊。

    焊碳钢层时的飞溅物，粘附在201焊接不锈钢管表面上会破坏其表面氧化膜，遇腐蚀性介质就是腐蚀点。所以焊前应分别在坡口两侧150毫米范围内涂上石灰浆（挂白）以防止飞溅物的粘附。