师文军
中车兰州机车有限公司，甘肃省兰州市730050
摘要：不锈钢作为当下各领域中大面积使用的材料，有着极高的应用价值，不锈钢管便是其主要应用形式。因不锈钢管的生产、制造、应用等多方面因素影响，在使用前一般需通过焊接来进行连接，从而形成不锈钢管道网，以此来达到真正应用的目的。但是在实际焊接中，因大部分不锈钢管为奥氏体不锈钢管，可能会因焊接工艺而导致材料性能受到影响，不利于其实际应用。而通过相关研究发现，通过气体保护焊可以改善这一问题，并防范焊接处氧化现象的出现，同时也可符合使用标准。本文中，笔者便针对不锈钢气体保护焊接工艺的实际应用进行了深入分析。
关键词：焊接；奥氏体不锈钢；组合焊接工艺；焊接质量
引言：随着社会的发展，我国的科学技术突飞猛进，不少工艺在这个社会上出现，帮助社会向着更好的方向发展。在不锈钢管气体焊接保护工艺中，其无论是在国内还是国外使用时，标准和技术文件中都存在与其相关的指导意见和要求，那么在工作的过程中，设计师一定要重点考虑焊接保护气体在不锈钢焊接中的使用参数要求以及保护措施，提高工作的质量。不仅如此，奥氏体不锈钢本身就有较强的耐用性和高温性能，在工作过程中相关工作人员一般都会先解决一些比较特殊的问题，以此来保证焊接接头的质量，提高工作效率。
一、不锈钢管的焊接工艺的注意事项
（一）层间温度控制
不锈钢具有良好性能，应用范围广，这得益于其材料性能，在进行不锈钢管的焊接时，也需要提高重视度，首先注意层间温度的控制。焊接施工中，优异的层间温度控制可以有效达到保护的作用，如不锈钢复合钢材的焊接中，其自身导热系数较低，与碳钢相比大约要低三分之二，因此在焊接时便可能会因高温而导致质量问题。对此，需将焊接温度控制在＜140℃的范围，以此便可在保障材料质量的前提下进行有效焊接。焊接过程中也时常会出现温度过高的问题，这就需要进行控制，实际焊接中多采用冷却法，需重点对焊接处两端进行冷却，将温度冷却至＜140℃即可。
（二）磁偏吹的处理问题
磁偏吹问题在不锈钢管的焊接工艺中也较为常见，这与焊接过程中会产生一定的电流有关，进而容易导致磁偏吹问题，若不及时控制，便可能会影响钢管性能。若是已经出现了磁偏吹问题，应当使用线圈缠绕，以达到低效磁场的减轻磁偏吹的目的[1]。需注意的是，缠绕线圈时可能会出现绕反问题，对此则需要在缠绕线圈后立即观察磁偏吹现象是否消失，若已经消失则表示方向正确，反之若是更加强烈，则表示为反方向。
（三）焊接气泡的处理
不锈钢管焊接过程中除需注意以上两点外，也要重视焊接气泡的处理。不锈钢较为特殊，而焊接过程中，温度会骤然提升，空气在高温环境的影响下，使得气体无法被快速排出，同时因钢管内均为氩气而形成的惰性环境，也有一定可能会出现气泡问题，在其影响下也会拉低不锈钢管的整体质量。对于其处理，应重点从排出气体和控制温度两个方面出发，如前者的应用需在焊接前在开一个长度大约为8mm的口，如此能够促进气体的排出；而对于温度的控制，则应采取冷却法。
二、不锈钢管气体保护焊接的充气工艺要点
（一）充气方式选择
不锈钢管的焊接工艺具有一定的特殊性，因常用奥氏体不锈钢管在高温焊接时容易出现外表成型不良、熔池流动性差的问题，极易给不锈钢管的实际应用带来隐患，一般在其保护气体的应用中，多选择氩气作为保护气体，在实际应用前，需保持气体的密封性，首先需应用低氯水溶胶带、水溶纸进行密封，并在焊接后保障管道内无水溶纸残渣[2]。但须注意的是以上方法不可应用于不可冲洗的管道或输油管道。
（二）充气前封堵
氩气作为不锈钢管焊接工艺中的常用保护气体，可以有效降低焊接过程中金属因高温而产生的氧化反应，这对保障不锈钢管的材料性能有重要作用，在实际焊接过程中，要重视控制焊缝处管端应进行封堵，而且封堵处与焊接缝之间的距离应控制在≤150mm，随后要检查确认气体的出口、入口是否通畅。而且需注意的是，氩气的进入、排出位置应分别控制在较低、较高处，如此可以加强对氩气特性的应用，而且还能够高效排除管腔空气。另外，还要注意外部的丰富，可使用低氯胶带及水溶纸。
（三）预充气
正式进行焊接前必须要进行预充气，将不锈钢管内的空气排出，使得氩气能够充斥其中，保持管道内整体处于惰性环境，而且在预充气前，应确认管道的基本参数，并评估是否能够承受最大充气体积，以此来保障氩气保护性能的有效发挥。
据氩气在不锈钢气体保护中的实际应用情况来看，一般需将预充气的体积量设置为保护空间容积的500%，将流速控制在20L/min，不可过于注重气体的冲入。同时，也有一部分技术人员对于充气存在有一定的认知误解，其认为大量的冲入氩气可以显著提高保护性能，但实际上氩气的预冲入只是为了排除空气，形成惰性环境而已。预充气的应用也有相应的标准，气体的充入速度需逐步提高，一般需在5min内从35%上升至100%，管腔内空气的误差量应控制在＜0.1%的范围。（四）充气工艺
充气过程中，工作人员要密切关注其中的湿度、氧气情况，保障其内部的含氧量在1%以下；若焊接无非不锈钢，为钛合金等活泼金属，含氧量应控制在28.2mg/m3左右。湿度的上升不会给焊接造成较大影响，一般需在湿度达到80%时停止继续焊接，并需对焊接处进行测试。
焊接过程中，因温度的上升，惰性环境也会受到一定的影响，对此必须要进行实时监控，了解气体的流速、含氧量。在气体充入过程中，若已经达到室内标准容积，那么便可以降低流速，直至5L/min为最佳。流速的增加也会影响焊接工作的整体质量，若流速过高，甚至也会给施工人员造成溅射伤害，因此，必须要重视气体压力和流速的控制，而且要在相关文件中体现[3]。焊接接近尾声时，应从内部开始密封，适当降低气体流速以减缓压力，避免因压力过高而影响不锈钢管质量或出现喷溅伤害。
（五）充气完成与外观检查
不锈钢气体保护焊接过程中，一般需将焊接厚度控制在6.4mm，同时要在达到这一指标后观察焊接处颜色，一般达到亮褐色为最佳，蓝色则为不合格，对于不合格的焊接，应采用专用工具将氧化部分去除并再次焊接。
结语：不锈钢管的焊接工作中，气体的充入可以显著降低各种不良事件的发生，对提高材料的整体性能有重要意义。通过本文实际分析来看，不锈钢管的保护气体应用能够对焊接过程中的不良事件起到良好控制效果，对此应重视氩气充入量、严格根据相关规范化标准控制压力和气体流速，同时也要注意气泡处理、磁偏吹等情况，如此便能够保障不锈钢管的整体焊接质量。
参考文献：
[1]周海涛,徐连玉,赵振亮,马国良.核电站大径厚壁不锈钢管道焊接技术探究[J].电力设备管理,2020(06):148-150.
[2]刘新海,刘新儒,丁自力,王俊峰,曹遂军,裴先峰.不锈钢管道焊接防止背面氧化工艺措施[J].金属加工(热加工),2020(01):16-17.
[3]李玉山.火力发电百万机组中奥氏体不锈钢管道TIG摇摆焊接工艺探讨[J].中国新通信,2019,21(12):215.