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、氩气焊丝和焊条
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 保护气体的种类和质量：
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、接头形式和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，管子两头和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和韧性，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、高压容器和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、锈及其他污物非常敏感,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，应保证间隙合适和管子的同心度,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和工艺。
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、电源种类和极性见表2
表2电源种类和极性的选择
基本金属
电源种类和极性
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和质量的前提下，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和空间位置来选择，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钨极尖端形状和电流范围
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。
通过焊接电流和电弧电压的配合，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和熔池,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
这里指的是喷嘴端面和焊件间的距离，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,角向砂轮及砂轮片等.
六、氩气焊丝和焊条
1、氩气的纯度将直接影响到焊缝质量,焊接用氩气的纯度应大于或等于99.9％，并有合格证标签。
2、试件装配点固焊及打底焊，可选用直径2。
5mm的焊丝,焊丝的质量应符合国家标准的规定,应有制造厂的质量保证书。
3、焊丝使用前，需严格清除表面的油污、锈蚀等，并用丙酮清洗擦干.
4、常用钢号、焊接材料选用5
表5焊丝牌号的选择
钢号
氩弧焊打底焊丝
填充盖面层焊条
12Cr1MoVG
TIG—R31
R317
15CrMoG
TIG-R30
R307
20G
TIG-J50
E5015
20G/15CrMoG
TIG-J50
E5015
20G/12Cr1MoVG
TIG—R30
R307
七、焊接工艺
1、焊接规范参数：
电源种类、焊接电流、钨极直径、填充焊丝直径、喷咀直径、氩气流量
2、钨极伸出长度、电弧长度、焊接速度、各规格参数见表6
焊丝直径（mm）
焊接电流（A）
电源种类
钨极直径（mm）
喷咀直径（mm）
钨极伸出度
（mm）
氩气流量
（h/mm）
电弧长度（mm）
φ2。
5
80~110
直流反接
2。
5～3
8~12
6～8
8~10
2。
5~5
3、V形坡口水平焊位置手工钨极氩弧焊工艺参数见表7
焊接层次
焊接电流（A）
电弧电压（V）
氩气流量（升/分）
钨极直径（ｍｍ）
打底焊
80－100
10－14
8－10
2。
5
填充焊
90－100
10－14
8－10
8－10
盖面焊
100－110
10－14
8－10
8－10
焊丝直（ｍｍ）
钨极伸出长度
（ｍｍ）
喷嘴直径
（ｍｍ）
喷嘴至工件距离
（ｍｍ）
/
2.5
4－6
8－10
≤12
/
4、小径管垂直固定对接焊焊接工艺参数见表8
焊接层次
焊接电流（A）
电弧电压（V）
氩气流量（升/分）
钨极直径（ｍｍ）
氩弧焊打底
80－100
10－14
8－10
2。
5
填充焊
90－100
10－14
8－10
2.5
盖面焊
100－110
10－14
8－10
2。
5
焊丝直径
（ｍｍ）
钨极伸出长度
（ｍｍ）
喷嘴直径
（ｍｍ）
喷嘴至工件距离
（ｍｍ）
2。
5
4－6
8－10
≤12
5、碳钢、不锈钢的手工钨极氩弧焊焊接工艺参数的选择见表9、10
表9推荐的碳钢焊接工艺参数
材料厚度（mm）
>3.0－6.0
接头设计
V形坡口
电流（A）
70－120
极性
直流正接
电弧电压（V ）
12
电极种类
铈（钍）钨极
电极尺寸（mm）
2。
5
填充金属种类
按技术要求
填充金属尺寸（mm）
2.5－3。
2
保护气体（Ar）
氩
气体流量（dm3/min）
10－14
背面气体流量（dm3/min）
2－4
喷嘴尺寸（mm）
10－12
喷嘴至工件距离（mm ）
<12
预热温度（最低）（℃ ）
15
层间温度（℃ ）
250
表10推荐的不锈钢焊接工艺参数
材料厚度（mm）
〉3。
0－6.0
接头设计
V形坡口
电流（A ）
70－120
极性
直流正接
电弧电压（V）
12
电极种类
铈（钍）钨极
电极尺寸（mm ）
2.5
填充金属种类
按技术要求
填充金属尺寸（mm）
2。
5－3.2
保护气体（Ar）
氩
气体流量（dm3/min）
10－14
背面气体流量（dm3/min）
2－4
喷嘴尺寸（ｍｍ）
10－12
喷嘴至工件距离（mm）
<12
预热温度（最低）（℃ ）
15
层间温度（℃）
250
注；具体施焊时，焊接流、电弧电压等见焊接工艺卡。
外填丝法适用于各种位置和各类管件的焊接，内焊丝法适用于焊接大管的仰焊部位，因为内壁填丝工艺简单,易于焊透。
八、质量记录
1、焊接材料质量证明书.
2、焊工合格证及编号。
3、焊接工艺
4、焊接质量检验报告。
5 、焊接试样报告。
6、探伤报告。
7、其它技术文件。
九、焊接及注意事项
1、在施焊前，按表1要求调试好焊接规范。
2、在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧.
3、防止地线、电缆线、焊钳与焊件接头接触良好，防止打弧。
4、防止焊接过程中焊缝夹钨。
5、多层多道焊时,控制层间温度不大于250℃。
6、受压元件角焊缝的根部要保证焊透。
7、接弧处应保证焊透与熔合。
8、焊后清理及检验
9、清除焊道内外表面。
10、焊后自检。
焊缝表面不得出现的裂纹、气孔、夹渣、未熔合及咬边等缺陷
11、返修,表面的轻度咬边、飞溅、成形不良，等应予修磨，修磨深度不得小于母材的负偏差。
12、焊接完毕，关闭电源，清理现场的电缆，清除现场的焊丝头、焊渣等杂物。
十、钨极氩弧焊安全规程
1、焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等.易燃物品距离焊接场所不得小于5ｍ。
若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖,防止火星落入易燃物品。
易爆物品距离焊接所不得小于10ｍ。
氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。
2、手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。
使用前应对焊机进行全面检查。
确定没有隐患，再接通电源。
空载运行正常后方可施焊。
保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。
焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损.
3、应经常检查氩弧焊枪的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影响焊接质量。
4、焊人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。
若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。
焊机应至少每年除尘清洁一次。
5、钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。
因此焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间,引燃电弧后立即切断高频电源.焊枪和焊接电缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外面不包绝缘）.
6、氩弧焊时，紫外线强度很大,易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。
因此，焊工操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手套、脚盖等。
为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝缘胶鞋。
十一、焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表
焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表
序号
危险点危
险源描述
可能导致
的事故
危险
级别
拟采取的
控制措施
控制
实施单位
部门
实施人
签字
监督单
位部门
监督人
签字
方
法
时
机
1
焊机、焊钳
带电部分裸
露
触电
2
使用前检
查带电部
分是否裸
露
S
P
施工班组
分厂
2
电弧光幅射
脱皮、
眼炎
2
注意正确
使用防护
用品
S
D
施工班组
分厂
3
高温铁水
烫伤
2
注意正确
使用防护
用品
S
D
施工班组
分厂
4
敲击焊接药
皮、焊渣
飞溅伤眼
2
正确使用
防护眼镜
A
D
施工班组
分厂
5
角向砂轮机修磨焊缝、磨钨棒
砂轮片破裂伤人
2
检查砂轮
片是否有
裂纹
A
T
施工班组
分厂
6
高处焊接
落物伤人
2
小心拿取
物件
A
P
施工班组
分厂
7
潮湿环境焊
接
触电
2
确保绝缘
措施
S
P
施工班组
分厂
8
狭窄地方焊
接
碰伤头部
2
正确佩戴
安全帽
A
P
施工班组
分厂
9
易燃易爆物
品周边焊接
火灾
3
检查焊接
场所周边
是否有易
燃易爆物
品
A
P
施工班组
分厂
10
物件吊运
落物伤人
4
听从起吊人员指挥
A
P
施工班组
分厂
注：
危险级别:
1-稍有危险；2—一般危险；3—显著危险；4—高度危险；
控制方法：
A—提醒；S-连续监视监护；
控制时机：
P-作业开始前；D—每天至少一次;
T-活动连续过程停顿或中断后重新开始作业前；
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