活性焊接法在管子焊接中的运用探讨
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摘 要 活性焊接法作为一种焊接新工艺，需要将活性焊机剂涂敷在待焊区域处，促使焊缝的熔深增加。与传统的电弧焊、钨极氩弧焊相比，具有生产效率高、质量可靠、价格便宜、成分组成范围宽及来源丰富等特点，在焊接中应用具有良好的发展前景。本文将活性焊接法作为主要研究对象，探究其在低碳钢管及不锈钢管中的运用。
关键词 活性焊接法;管子焊接;低碳钢管;不锈钢管
前言
活性焊接法主要是指将活性剂薄涂在焊施焊板材的表面位置处，进行TIG焊，大大增加焊接的熔深。在该种方法下，相比于传统的TIG焊，熔深高达2～3倍，单面焊可双面成形。在焊接过程中，通常是采用I形坡口，并且无法添加焊丝。根据以往的经验来看，对于厚度为10mm的奥氏体不锈钢可采用一次焊透方式，单面焊可双面成形。活性焊接法还属于一种较厚工件精密焊接法，为了能够将其优势充分地发挥出来，应采用气体保护自动焊方法，被广泛应用于薄板焊接中。
1 在低碳钢管中的运用
低碳钢管中的硅、锰、碳含量较低，在通常情况下经过焊接不会产生淬火及硬化组织，焊接性能良好。使用的焊接设备为全中文数字焊机，主要是应用数字化控制系统，共16个分区，在焊接中采用缓降过程控制技术，焊接再现及成型效果好。在焊接前应做好相关的处理工作，由于低碳钢在使用过程中极容易出现腐蚀，为了不对焊机效果造成影响，通常在焊接前会使用砂纸对表面的铁锈进行打磨。对去除完铁锈的钢管进行对接，使用活性焊进行点焊。待点焊工作结束后，在小烧杯中倒入适量的低碳钢活性剂，并加入适量的丙酮，调整糊状，涂抹在焊接缝上[1]。
从焊接成品中可以看出，在低碳钢管焊接中，第一区间处，焊接表面平整，未出现突起状，并且内表面也未出现凹陷，从水平方向上能够快速达成力的平衡，焊缝成形均匀，未出现明显的凹陷和突起。第二区间处，作为仰焊机立焊的过度区间，在焊缝的表面处，可见明显的突起状，内表面有明显的凹陷状，对熔池所产生的支持力相对较小，重力对焊缝成型造成了较大的影响。熔池体积越大，对焊缝成形的影响便越大，在力的平衡影响下，促使熔池的液态金属呈现出向下坠落的情况，在焊缝的外表面处形成较小的焊缝余高，在内表面处可见出现了较小的凹陷。第三区间处，在焊缝的外表面处清晰可见余高较大，在内表面处会出现凹陷状，此区间受重力影响较大，促使电磁力、电弧力及表面的张力呈现出平衡状。金属的熔滴会呈现出向下低落表现，焊缝处的外表面突起，内表面凹陷。第四区间处，出现了焊缝被烧穿现象，引发该种情况的出现，是由于熔池中的金属及电流太大所致。在第五区间，焊缝的外表面呈驼峰形焊道，内表面呈凹陷焊道，是由于熔池会向刚刚焊完的焊道处流动，导致刚刚熔化的金属无法快速的凝固，进而形成驼峰。第六区间，在焊缝的内表面处可见有1-2mm的余高出现，表面呈咬边及缺陷，之所以出现该种情況，受焊缝熔池的重力影响较大[2]。
2 在不锈钢管中的运用
不锈钢管中有8%的镍和18%的铬，塑性高、强度中等、冲击韧性好、高温性能好、冷热加工性能好。在对不锈钢管进行焊接时，展现出了线膨胀系数大、导热率小、焊接变形等现象。并且一些残余的应力还会出现应力腐蚀及焊接热裂纹开裂情况，当焊接材料使用不合理及焊接工艺不正确时，极易引发热裂纹及晶间腐蚀情况的产生。为了能够保证不锈钢管的焊接质量，应采用活性焊接法，既能够节省材料，又能够扩大焊接的厚度[3]。
在8mm不锈钢管中的焊接中主要是采用直流正接焊接法，使用铈钨极，喷嘴的直径为11mm，气流量为10-15L/min，管内的保护气体为纯氩气，将流量控制在1-2L/min，电弧的长度为3-3.5mm。从焊接成品中可以看出，第一区间基本已经焊透，内外表面成形均良好。在第二至第六区间，焊透性较差，一些区域存在未焊透情况，并且表面的成形状态也一般。之所以出现该种情况，是由于焊接的电流过小所致。在58mm不锈钢管的平位置焊接，使用铈钨极，直径为2.4mm，喷嘴的直径为11mm，管内的保护气体为纯氩气，焊接方式为平位置焊接法，在焊接时需要将焊柜进行固定，在工作台上安装管子装夹，确保其能够完成水平转动。从焊接成品中可以看出，内表面出现余高，其主要原因是焊接时产生了过大的电流所致，在第一区间焊缝的内部位置处较为突出，并且还会出现严重的焊瘤，之所以出现该种情况，是由于预熔的电流过大所致，促使熔池的流动性大大增强。在第二区间，出现焊缝背面成型不连续，焊缝的余高大小不一[4]。
3 结束语
活性焊接法具有高质量、高效率、低成本等优势，避免焊丝及母材出现严重的浪费，焊接变形量明显减少，被广泛应用于管子焊接中。通过在低碳钢管及不锈钢管中应用活性焊接法，确保了钢管能够焊透，并且背面成型均匀，满足了焊缝力学性能的要求。在对活性焊接法与传统的焊接法性能进行测试，可知活性焊接法具有抗晶间腐蚀性、韧塑性、强度性等优势，说明活性焊接法在实际的应用过程中，能够促使焊缝的熔深大大增加，确保焊缝成型的实现，可在管子焊接中大力推广使用。
参考文献
[1] 黄均麟，李磊，杨俊.蒸汽发生器管子管板焊缝焊接见证件缺陷原因分析及处理[J].电焊机，2019，49（04）：291-294.
[2] 胡泽宇，成长城.中小型船企管子常用焊接方法研究[J].技术与市场，2017，24（11）：114，116.
[3] 孙国辉，邹迪婧，谢彦武.镍基690合金管子与管板焊接技术[J].动力工程学报，2016，36（05）：411-415.
[4] 王瑞卿，谈金祝，殷文海.苯酐冷凝器管子与管板焊接残余应力数值模拟及试验研究[J].热加工工艺，2016，45（01）：226-228，231.
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