不锈钢焊管的焊接工艺

焊接工艺是取得质量合格焊缝的关键，其中焊材、热输入（电流、电压）、焊接顺序等因素的选择和控制至关重要。

（1）焊材

焊条的影响主要表现在焊材类型、焊条直径、焊条的保存及处理。此外还应注意焊材和金属的强度匹配，过匹配不一定正确。

对于不锈钢焊管焊接，国内外基本都要求采用低氢焊条（或碱性焊条）的焊接工艺以降低氢裂纹发生的可能性。从图2.3可知，氢含量越低，发生裂纹的临界HAZ硬度越高，因此降低焊条氢含量及限制焊缝氢水平对于缓解氢裂纹有重要作用。目前国际上应用较为广泛的为AWS E××××系列低氢焊条，AWS A5.1标准对焊接用的各种焊条进行了全面的规定。国内不锈钢焊管企业在线焊接也多用AWS E××××系列焊条，例如对X70及以上材质等级的管道进行在役焊接时，应采用E8018-G等低氢焊条。

焊条直径影响在线焊接质量。使用较小直径的焊条（较低的电流水平）允许使用较高的热量输入水平，或者说对于给定的热量输入水平，使用较小直径的焊条更为安全。

焊条质量亦影响在线焊接质量，因此要保证焊接前焊条处于完好的状态。焊条保存时应避免受潮变质，焊条运输中应避免损伤，焊条使用前应进行烘干处理。低氢焊条应以适当温度储存在便携式烘箱，储存温度在93℃以上；低氢焊条可根据制造商的推荐做法进行烘干，烘箱不能过载，温度控制在260℃~454℃之间，烘干的时间应足够长。

（2）热输入

热输入的大小对烧穿及氢致裂纹有影响。不锈钢焊管管壁较厚，在合理的热输入量下烧穿发生的可能性较低。对于氢致裂纹，控制热输入水平的意义在于可以通过影响冷却速度来控制焊接接头硬度，以达到限制裂纹的产生。从图2.6中可以看出，随热输入的增加，冷却时间相应增加，降低了因快速冷却造成的硬度值。对于不锈钢焊管而言，当管道内压为5MPa，介质流速为3m/s时，X65钢的热输入范围为0.76kJ/mm~0.86kJ/mm，X70钢的热输入范围为0.94kJ/mm~1.03kJ/mm，X80钢的热输入范围为1.06kJ/mm~1.13kJ/mm。

（3）焊接顺序

焊接顺序对于焊接操作及质量均有较为重要的影响，API 1104附录B4.2、API 1107第4.7款对焊接附件的焊接顺序进行了规定，对于角焊缝，基本原则为焊接应朝远离不锈钢焊管的方向进行。

对于套袖环向焊缝和纵向焊缝的焊接顺序，基本原则是使得焊后残余应力最小，对于需要环形填角焊缝的全包围套管管件，应在开始环形焊缝之前完成纵向焊缝。不锈钢焊管两端的环向角焊缝不应同时焊接，焊接完一道环焊缝后，再焊接另一道环焊缝。

对于回火和退火焊缝的焊接顺序，需要指出的是针对回火焊道，PRCI报告要求在熔敷根部焊层之前直接在不锈钢焊管表面熔敷隔离焊层。然后，在隔离焊层上施加适当的磨削量，使层高度齐平并且在磨削表面和隔离层表面提供一个拐角，该拐角距焊趾约1mm~2mm（1/16 in）。