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[焊接] 气保焊可以用于承压焊吗?

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阿斯米 发表于 昨天 09:15 | 查看全部 阅读模式

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气保焊(气体保护焊)是一种常用的自动或半自动焊接方法,它使用气体(通常是惰性气体如氩气或二氧化碳)来保护焊接区域,防止空气中的氧气进入焊缝,从而有助于减少氧化和杂质的形成,产生高质量的焊接。这种焊接方法广泛应用于各种工业领域,如船舶、汽车、桥梁、钢结构等。

关于气保焊是否可用于承压焊的问题,实际上并没有明确的“不可以”的说法。然而,是否使用气保焊进行承压焊可能取决于多种因素,如焊接材料的类型、焊接接头的设计要求、焊接工艺评定等。

特别是对于二氧化碳气体保护焊,由于其具有氧化性,目前主要用于碳钢和低合金钢的焊接,而不适合用于有色金属的焊接。但是,像Q235-B、Q345R(16MnR)等钢材仍然可以使用二氧化碳气体保护焊进行焊接。同时,进行这类焊接的前提是取得焊工项次,并通过焊接工艺评定。

至于承压焊,它通常对焊接接头的强度和气密性有很高的要求。在选择焊接方法时,需要综合考虑焊接材料、焊接接头的设计、焊接工艺以及焊接设备等因素。因此,在某些情况下,气保焊可能不是最佳选择,而在其他情况下,它可能完全适用。

气保焊(气体保护焊)在承压设备焊接中的应用需根据具体工艺类型、材料特性及规范要求综合判断,其适用性存在显著差异。以下是关键分析:

一、气保焊的类型与承压焊接的适用性

1. 二氧化碳气体保护焊(CO2焊/MAG焊)

限制性使用:  

     主要用于压力容器的非承压部件(如支架、外壳),因其焊接过程中易产生气孔、飞溅,且高温下可能引发金属蠕变,影响密封性和长期强度。  
      典型场景:低碳钢结构(如建筑钢梁、非承压管道支架)。  
      例外情况:  
     若通过严格工艺控制(如预热、后热、低氢焊丝)且符合特定标准(如ASME或GB/T),可焊接中低压承压件(≤570公斤压力),但需无损检测验证。

2. 惰性气体保护焊(MIG/TIG焊)  

     广泛应用:  
     采用氩气或氩混合气体的MIG/TIG焊,可焊接不锈钢、钛合金等承压设备的核心部件(如压力容器内胆、管道焊缝)。  
     原因:氩气隔绝氧气效果更佳,减少气孔,焊缝致密性高。  
     实例:不锈钢承压管件常用ER308L、ER307Si等氩气保护焊丝。
640.jpg

二、关键影响因素

1. 材料匹配性

碳钢/低合金钢:CO2焊适用性有限,需配合低氢焊丝(如ER70S-6)和严格工艺控制。  

不锈钢/有色金属:氩气保护焊(MIG/TIG)为首选,可满足承压设备的耐腐蚀与强度要求。

2. 工艺控制要求

防气孔措施:焊件表面清洁(无油污、铁锈)、保护气体流量稳定(如CO2焊≥15L/min)、室内无风环境操作。  

热输入控制:避免过热导致的晶间腐蚀(不锈钢)或变形,需优化电流、电压及焊接速度。

3. 规范与认证  

   焊工资质:承压设备焊接需持《特种设备焊工证》(市场监督管理局颁发),确保操作合规。  焊工要有责任心,确保实际生产中严格按照WPS施焊,特别熔滴过渡形式。
   标准符合性:需遵循NB/T 47014《承压设备焊接工艺评定》等标准,验证焊接工艺规程(WPS)。

三、限制与风险

CO2焊的禁用场景:  

      高温高压容器(如锅炉汽包、核设备)、交变载荷部件(如化工反应釜)禁用CO2焊,因微气孔在长期高压下可能扩展为裂纹。  

环境敏感性:  

气保焊抗风能力差,室外作业需增设挡风棚,否则保护气体散逸导致焊缝氧化。

四、替代方案建议

厚壁承压件:优先选用埋弧焊(SAW),熔深大、效率高且无气孔风险。 高精度要求:TIG焊用于薄壁管件或密封面焊接,成形更精确。

气保焊在承压焊接中的定位:

气保焊类型
适用承压等级
典型应用场景
关键限制
CO2焊
中低压(≤570公斤)
建筑钢结构、非承压附件
气孔敏感、禁用于高温高压
氩气保护焊(MIG)
中高压
不锈钢压力容器、化工管道
成本高、需无风环境
TIG焊
高压/精密部件
薄壁承压管、密封环
效率低、仅适合薄板

具体项目需根据设计压力、材料类型及行业标准选择焊接工艺,并严格执行工艺评定和焊后检测(如RT射线探伤)。

640.jpg

五、气保焊限制使用小结

总之,熔化极气体保护焊(GMAW)是在外来气体保护下,采用连续送进的填充金属极和焊接熔池之间的电弧的弧焊方法。

药芯焊丝电弧焊(FCAW)即采用连续送进的药芯焊丝和焊接熔池之间的电弧进行焊接的熔化极气体保护焊方法,自保护药芯焊丝电弧焊的气体来自管状焊丝内部的药粉,有利于野外操作;非自保护药芯焊丝焊接需外加保护气体。

药芯焊丝电弧焊的焊接工艺评定规则和焊工考试规则与熔化极气体保护焊相同。

熔化极气体保护焊和药芯焊丝电弧焊这两种焊接方法,都可以分别是手工焊、机械化焊和自动焊接。通常以机械方式送进焊丝,手工移动焊枪称为“半自动焊",其实质是手工焊,应按手工焊进行管理。

熔化极惰性气体保护焊的特点是气体保护熔滴和熔池不产生冶金反应,适于焊接各种有色金属;可用较大电流,生产效率高;明弧焊接,便于操作,有效控制缺陷;易进行全位置焊接;易实现机械化与自动化;惰性气体价格较贵,焊接成本偏高。

若采用CO₂进行熔化极气体保护焊,可大大降低焊接成本,但有较强烈的冶金反应,烧损熔滴和熔池中合金成分,因而电弧燃烧稳定性差,焊缝外观受影响。其特点是电流密度大、电弧热量集中,焊丝的熔化效率高,焊缝熔深大,焊接速度快,生产效率高;CO2气体有较强的冷却作用,焊接变形小,对油、锈的敏感性低,焊缝中含氢量少,有利于防止冷裂纹;可进行全位置焊接,明弧操作,可实现机械化、自动化焊接;节省电能,焊接成本低。

熔化极气体保护焊用于压力容器焊接时,要结合焊材稳定性,焊工技能以及焊后力学性能(特别是冲击性能)稳定性等慎重考虑后选用。厂家要有严格的焊接材料管理规程、焊接工艺规程、焊工考核规程、焊接检验规程等,为最终焊接质量负责。

总而言之,是否可以使用气保焊进行承压焊取决于具体的应用场景和要求。在实际应用中,应根据具体情况进行评估和选择。如有需要,建议咨询专业的焊接工程师或相关领域的专家。

另外,焊接工作具有一定的风险性,特别是涉及到高压、高温等条件下的承压焊。在进行这类焊接工作时,必须严格遵守相关的安全规范和操作规程,确保人员和设备的安全。

来源:钢铁裁缝之焊接和涂装
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