氩弧焊通用焊接工艺.docx
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氩弧焊通用焊接工艺
手工钨极氩弧焊
通
用
焊
接
工
艺
1、一般要求
2、应用范围
3、焊接准备
4、操作技术
5、焊接
6、氩气焊丝与焊条
7、焊接工艺
8、质量记录
9、 焊接及注意事项
10、钨极氩弧焊安全规程
11、焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表
一、一般要求
1、焊接材料
1、1 焊丝:
用于GB的焊丝应符合GB/T8110的有关规定,对于入库时间长而有锈斑,影响使用的应予报废。
1、2 保护气体的种类与质量:
采用纯度大于99、99%纯氩。
1、3 钨极的种类:
采用钍钨极或铈钨电极,其端头的几何形状应根据电流的大小选择,采用小电流时,端头夹角为30度。
1、4 焊接设备:
氩弧焊机。
1、5 焊接辅助装备:
安全防护用品、手锤、角向砂轮等。
1、6 焊工资格:
焊工必须经过南昌市技术质量监督局培训,并且取得相应的合格项目,方可从事相关焊接工作。
1、7 焊接工作必须按照技要、技术标准进行。
1、8 焊接环境:
当风速大于2m/s、相对湿度大于90%、雨、雪环境、焊件温度低于0℃时,均应采取相应的措施来保证焊接质量。
当焊件温度在-18~0℃之间时,应将始焊点周围100mm的母材预热到约15℃再开始焊接。
否则禁止施焊。
1、9 焊接极性:
直流正接既焊枪接负极,工件接正极。
1、10 在操作过程中若有个人无法解决的问题,应立即与班组长、检验员或焊接工程师联系。
2、焊前准备
2、1根据焊接位置、持证项目、接头形式与作业情况等选择合适的焊接辅助装置。
2、2 去除坡口内、外20mm范围内的水、锈、油污等杂质。
2、3 根据图纸、工艺要求核对坡口形式及角度、材质、坡口尺寸及装配质量。
2、4 如需要标记移植,检查标记移植情况。
2、5 检查所用设备就是否完好情况。
2、6 不锈钢管焊接的接头,应内部充氩保护,保护时,管子两头与管子四周的孔应该用美纹纸或铁板封住,以增强保护效果。
2、7试焊,根据表1调节焊接参数。
表1 焊接参数
母材厚度
接头形式
电流（A）
电压（V）
焊丝规格
电极尺寸
气体流量
喷嘴尺寸
喷嘴到工件距离
3、0-6、0
V型坡口
70-120
12-16
2、0-3、2
2、5
8~10
8~12
≤12
二、应用范围
不同直径的钢管及耐热合金钢管子一般采用钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填充及盖面层焊接,小直径管子可用手工钨极氩弧焊打底及盖面层焊接。
采用手工钨极氩弧焊打底的焊接工艺,具有很多优越性,它不仅能充分保证母材根部的良好熔透,焊缝具有良好的成型,同时可提高根部焊缝的塑性与韧性,减少焊接应力,从而可以避免产生根部裂纹,施焊中也不易出现未焊透、夹渣、气孔等缺陷。
所以,已广泛用于一般重要设备,如承压管道、高压容器与高温高压锅炉中管子的焊接。
钨极氩弧焊焊接管子,主要有两种形式,一种就是水平钨极自动氩弧焊（管子转动）,主要用于可转动的直管子对接焊缝,另一种就是全位置自动钨极氩弧焊（焊枪或机头围绕管子转动）,主要用于焊接不可转动的弯管,这种焊接方法多采用程控脉冲电源。
三、焊前准备
1、管件坡口及装配要求:
管件加工30℃坡口角度,装配要求如图:
60℃±5℃
2、5+0、5
2、管件的清理:
TIG焊时,氩气只起气体保护作用,对焊件与填充金属表面的油、锈及其她污物非常敏感,如清理不当,焊缝中很容易产生气孔、夹渣等缺陷。
焊前必须认真清理,彻底除去焊件坡口面及其内外壁各15mm~20mm表面上的油脂、油漆、涂层,以及加工用的润滑剂、氧化膜及锈等,使之呈现金属光泽,对近件清理要求严格,宜清理后尽快施焊。
3、管件的点固焊:
点固焊时,应保证间隙合适与管子的同心度,直径φ142mm×5mm管子对称点焊两点,直径φ133mm×10mm管子点焊3~4,沿管周围均匀分布,点焊固定焊缝长度10mm~15mm,高2mm~3mm,点固焊使用焊丝牌号、直径及焊接工艺参数与管子第一次打底焊接时相同,由于点固焊缝可作为打底焊缝的一部分保留下来,因此必须熔透,不得产生气孔、裂纹、夹渣等缺陷,如存在缺陷时,可将其用砂轮机去后再重新进行点固,点固焊缝尺寸如图:
2~3
3~4
四、操作技术
1、定位焊; 装配定位焊接用采用与正式焊接相同的焊丝与工艺。
一般定位焊缝长10～15mm,余高2～3mm。
直径Φ60mm以下管子,可定位点固1处;直径Φ76～159mm管子,定位点固2～3处;Φ159mm以上,定位点固4处。
定位焊应保证焊透,并不得存在缺陷。
定位焊两端应加工成斜坡形,以利接头。
2、引弧; 可采用短路接触法引弧,既钨极在引弧板上轻轻接触一下并随即抬起2mm左右即可引燃电弧。
使用普通氩弧焊机,只要将钨极对准待焊部位（保持3～5mm）,刻发生高频电流引起放电火花引燃电弧。
3、填丝施焊; 电弧引燃后加热待焊部位,待熔池形成后随即适量多加焊丝加厚焊缝,然后转入正常焊接。
焊枪与工件间保持后倾角75～800,填充焊丝与工件倾角150～200,一般焊丝倾角越小越好,倾角大容易扰乱氩气保护。
填丝动作要轻、稳,以防扰乱氩气保护,不能象气焊那样在熔池中搅拌,应一滴一滴地缓慢送入熔池,或者将焊丝端头浸入熔池中不断填入并向前移动。
视装配间隙大小,焊丝与焊枪可同步缓慢地稍做横向摆动。
以增加焊缝宽度。
防止焊丝与钨极接触、碰撞,否则将加剧钨极烧损并引起夹钨。
焊丝端头不能脱离保护区,打底焊应一次连续完成,避免停弧以减少接头。
焊接时发现有缺陷,如加渣、气孔等应将缺陷清除,不允许应重复熔化的方法来消除缺陷。
第二层以后各层的焊接,如采用手工电弧焊应注意防止打底焊缝过烧。
焊条直径不应大于3、2mm,并控制线能量。
采用氩弧焊应将层间接头错开,并严格掌握、控制层间温度。
4、收弧; 焊缝结尾收弧时,应填满熔池,使电流逐渐减小后熄灭电弧。
收弧时可减慢焊接速度,增加焊丝填充量填满熔池,随后电弧移至坡口边缘快速熄灭。
电弧熄灭后,焊枪喷嘴仍要对准熔池,以延续氩气保护,防止氧化。
五、焊接
1、焊接电源:
手工钨极氩弧焊应采用直流电源,正极性接法。
正接:
焊件接电源正极,焊条接电源负极的接线方法。
反接:
焊件接电源负极,焊条接电源正极的接线方法。
极性选择原则:
碱性焊条常采用直流反接,否则,电弧燃烧不稳定,飞溅严重,噪声大,酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。
2、电源种类与极性见表2
表2电源种类与极性的选择
基本金属
电源种类与极性
直流正接
直流反接
碳钢
推荐
不用
合金钢
不用
推荐
不锈钢
推荐
不用
3、焊接电流的选择
选择焊接电流时,要考虑的因素很多,如:
焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等。
但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。
（1）焊条直径与焊接电流关系见表3
焊条直径越粗,焊接电流越大。
表3焊条直径与焊接电流关系
焊条直径（mm）
1、6
2、0
2、5
3、2
4、0
焊接电流（A）
25-45
40-65
50-80
100-130
160-210
（2）焊接位置;平焊位置时,可选择偏大一些焊接电流。
横、立、仰焊位置时,焊接电流应比平焊位置小10～20%。
角焊电流比平焊电流稍大一些。
（3）焊道层次
打底及单面焊双面成型,使用的电流要小一些。
碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。
不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流小。
总之,电流过大过小都易产生焊接缺陷。
电流过大时,焊条易发红,使药皮变质,而且易造成咬边、弧坑等到缺陷,同时还会使焊缝过热,促使晶粒粗大。
（4）电弧电压
电弧电压主要决定于弧长。
电弧长,则电弧电压高;反之,则低。
在焊接过程中,一般希望弧长始终保持一致,而且尽可能用短弧焊接。
所谓短弧就是指弧长焊条直径的0、5～1、0倍,超过这个限度即为长弧。
（5）焊接速度
在保证焊缝所要求尺寸与质量的前提下,由操作者灵活掌握。
速度过慢,热影响区加宽,晶粒粗大,变形也大;速度过快,易造成未焊透,未熔合,焊缝成型不良好等缺陷。
（6）速度以及电压与焊工的运条习惯有关不用强制要求,但就是根据经验公式,可知当电流小于600A时,电压取20＋0、04I。
当电流大于600A时电压取44V。
焊接电流主要根据工件的厚度与空间位置来选择,过大或过小的焊接电流都会使焊缝成型不良或产生焊接缺陷。
所以,必须在不同钨极直径充许的焊接电流范围内,正确地选择焊接电流,见下表4。
表4钨极尖端形状与电流范围
钨极直径
（mm）
尖端直径
（mm）
尖端角度
（°）
直流正接
恒定直流/A
脉冲电流/A
2、5
0、8
35
70－90
80－180
2、5
1、1
45
90－150
120－250
4、电弧电压
电弧电压由弧长决定,电压增大时,熔宽稍增大,熔深减小。
通过焊接电流与电弧电压的配合,可以控制焊缝形状。
当电弧电压过高时,易产生未焊透并使氩气保护效果变差。
因此,应在电弧不短路的情况下,尽量减小电弧长度。
钨极氩弧焊的电弧电压选用范围一般就是10－24伏。
5、氩气流量
为了可靠地保护焊接区不受空气的影响。
必须有足够流量的保护气体。
氩气流量越大,保护层抵抗流动空气影响的能力越强。
但流量过大时,不仅浪费氩气,还可能使保护气流形成紊流,将空气卷入保护区,反而降低保护效果。
所以氩气流量要选择恰当,一般气体流量可按下列经验公式确定:
Q=（0、8―1、2）D
式中:
Q――氩气流量,L/ｍｍ
D――喷嘴直径,ｍｍ。
（氩气纯度;焊接不同的金属,对氩气的纯度要求不同。
例如焊接耐热钢、不锈钢氩气纯度应大于99、70%;焊接钛及其合金,要求氩气纯度大于99、98%。
工业用氩气的纯度可99、99%。
）
6、焊接速度
焊接速度加快时,氩气流量要相应加大。
焊接速度过快,由于空气阻力对保护气流的影响,会使保护层可能偏离钨极与熔池,从而使保护效果变差。
同时,焊接速度还显著地影响焊缝成型。
因此,应选择合适的焊接速度。
7、喷嘴直径
增大喷嘴直径的同时,应增大气体流量,此时保护区大,保护效果好。
但喷嘴过大时,不仅使氩气的消耗量增加,而且可能使焊炬伸不进去,或妨碍焊工视线,不便于观察操作。
故一般钨极氩弧焊喷嘴以5－14mm为佳。
另外,喷嘴直径也可按经验公式选择:
D＝（2、5―3、5）ｄ
式中:
D――喷嘴直径（一般指内径）mm;
ｄ――钨极直径mm。
8、喷嘴至焊件的距离
这里指的就是喷嘴端面与焊件间的距离,这个距离越小,保护效果越好。
所以,喷嘴距焊件间的距离应尽量小些,但过小使操作、观察不便。
因此,通常取喷嘴至焊件间的距离为5－15ｍｍ。
9、钨极伸出长度
钨极伸出长度 系钨极端头伸出喷嘴端面的距离。
伸出长度小,喷嘴与工件距离近则保护效果好。
但过近影响视线,妨碍操作。
总之,手工钨极氩弧焊的喷嘴直径一般为5~20mm;氩气流量3~25L/min;焊接对接焊缝时,钨极伸出长度为3~6mm;焊角焊缝时,钨极伸出长度为7－8mm较好。
喷嘴与工件距离5~12mm。
10、附加设备:
1）供气系统,包括氩弧气瓶、减压器、流量计、输送氩气胶管等。
2）供电系统,包括焊接电缆、钨极、焊枪等。
陶瓷喷咀一般采用φ8mm~φ12mm为宜,钨极选用铈钨极并磨成如图:
φ0、5
φ2、5
8
钨极端部应磨成φ0、5mm,锥度8mm,这样电弧比较稳定、集中、不易产生漂移。
使用中钨极伸出喷咀长度为6mm~8mm。
3）主要工具,角向
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