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1、 2015年 12 月 1 日 第 9 页共 9 页摘要：本文依据低温液体储罐的使用温度低（-196以下），工作压力大（1.6MPa 以上），A、B 类焊缝进行 100%射线探伤检测的特点。从具体工作出发，对施焊准备、焊接过程等内容进行了阐述，重点论述了A 类焊缝采用等离子加MIG 联合焊接技术。关键词：等离子焊接MIG 焊工艺要求 一、产品简介XXXX 低温设备有限公司生产的 2m3 低温液体储罐属于类压力容器，罐体总高 2720mm，有效容积为 2.028m3，设计压力为 3.5MPa，采用外胆、内胆加多层缠绕的方式绝热，设计使用温度为-196。可盛装介质为 Lin、LAr、LO2、LCO

2、2。罐体及管线采用 S30408 不锈钢制成。其中内筒体和内封头厚度为 14mm，纵焊缝长 1800mm，环焊缝长 3543mm。板材厚、熔宽熔深大、焊缝长，焊接时容易出现气孔、未焊透、咬边等缺陷且熔渣不易清理，必须准确调整焊接参数、控制焊接变形。二、施焊前的准备工作1. 坡口形式采用 Y 型坡口（单边坡口 45，预留 6mm 钝边），如下图 1：2. 坡口加工方法及修复清理采用半自动铣边机，严格按照设计坡口尺寸进行坡口加工。坡口面要求平整光滑，对加工好的坡口进行修复、打磨毛刺，为下一步的焊接质量提供前提保证。3. 焊接材料的准备本储罐板材材质为 14mm 厚的 06Cr19Ni10 不锈钢，

3、采用等离子打底焊接，气保焊填充盖面焊接的联合焊接方法。其等离子焊接选用牌号为 ER308，直径为 0.8mm 的焊丝，离子气和保护气体均为 Ar 气；气保焊丝为ER308，直径为 1.2mm，焊接气为 Ar 加 O2，混合比是 98：2，保护气为 Ar 气。焊前需检查焊丝的洁净度和气体的剩余量。4. 板材焊前预热当焊件温度为-200时，应采用履带式电瓷加热的方法将其预热到 15以上；预热区在焊道两侧，每侧宽度均大于焊件厚度的两倍。用红外线测温仪准确测温。三、焊接顺序和焊接过程1. 纵焊缝的组对定位焊接，如图 2：（1） 、间隙：纵缝组对间隙，板材背面 0.5mm ，正面为 1mm，间隙差值 0

4、.5mm ，错边量 0.3mm 。（2） 、定位焊：间隔 200mm 采用手工氩弧焊（ ER308 焊丝）进行点焊固定，焊点长 10mm，宽 5mm，起焊处间隔 15mm 连续焊接两点。2. 打底焊等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。焊缝的深 / 宽比大，热影响区窄， 工件变形小，具有较大的熔透力和焊接速度， 因此我们选用等离子焊接进行打底焊。等离子焊接对坡口的加工、 组对的一致性要求比较高，为保证焊缝全焊透、背面成形美观，等 离子打底焊接时需要填充一些焊丝，填充金属厚度控制在2mm 左右。定位焊焊点的厚度、焊缝表面的清洁度和焊接参数决定着焊道 表面的美观程度。焊前，首先要将定位焊的焊

5、点两端修磨成缓坡状，将其厚度和 外形打磨相近，用酒精擦拭焊缝，随后用压缩空气将焊缝内深藏的 铁屑吹干净，为了避免喷嘴触碰到V 型坡口面，喷嘴 （直径 4.0mm）至工件距离为 67mm；然后检查焊枪密封圈是否完好，钨极内缩量是否符合要求（钨极留约 0.5mm 的平头，装正并内缩约 2.8mm ），用美纹纸胶带将筒体和芯轴粘上，防止背保气扩散（若气体保护不良，焊道呈乌黑色）。制作焊接工艺时需注意以下几点：1、焊接电流过小，难于形成小孔效应：焊接电流增大，等离子弧穿透能力增大，但电流过大会造成熔池金属因小孔直径过大而坠 落，难以形成合格焊缝，甚至引起双弧，损伤喷嘴并破坏焊接过程的稳定性。因此，在喷

6、嘴结构确定后，为了获得稳定的小孔焊接过程，焊接电流只能在某一个合适的范围内选择，而且这个范围与离子气的流量有关。2、如果焊接速度增大，焊接热输入减小，小孔直径随之减小，直 至消失，失去小孔效应。如果焊接速度太低，母材过热，小孔扩大， 熔池金属容易坠落，甚至造成焊缝凹陷、熔池泄漏现象。因此，焊 接速度、离子气流量及焊接电流等这三个工艺参数应相互匹配。3、喷嘴离工件的距离过大，熔透能力降低：距离过小，易造成喷嘴被飞溅物堵塞，破坏喷嘴正常工作。与钨极氩弧焊相比，喷嘴距离变化对焊接质量的影响不太敏感。小电流等离子弧焊接通常采用纯氩气作等离子气。这是因为氩气的电离电压较低，可保证电弧引燃容易。4、离子气

7、流量决定了等离子流力和熔透能力。等离子气的流量越大，熔透能力越大。但等离子气流量过大会使小孔直径过大而不能保证焊缝成形。因此，应根据喷嘴直径、等离子气的种类、焊接电流及焊接速度选择适当的离子气流量。打底焊后焊道背面成形如下图 3：3. 气体保护焊为了提高焊接效率，采用了 MIG 焊接，MIG 焊的主要优点如下：（1） 在氩或富氩气体保护下的焊接电弧稳定。（2） 由于 MIG 焊熔滴过渡均匀和稳定，所以焊缝成形均匀、美观。（3） 电弧气氛的氧化性很弱，甚至无氧化性，MIG 焊不但可以焊接碳钢、高合金钢，而且还可以焊接许多活泼金属及其合金，如：铝及铝合金、镁及镁合金等。（4） 大大地提高了焊接工艺

8、性和焊接效率。为了保证质量、提高效率，我们采用直流反接法，使用直径 1.2mm 的ER308 实芯焊丝，98：2的 Ar+ O2 作为焊接气体，99.9%的氩气做保护气体。此时，还需要填充约 7mm 厚的金属才能完成焊接任务，其中， 填充焊接需 4mm 厚，盖面焊接时焊道变宽，会设置焊枪横摆，所以填充金属厚度是 3mm 左右。焊前要检查保护气是否充足、通畅，拖罩、焊垫成型槽等是否有漏气处，检查导电嘴的磨损情况。焊丝的行走路线、角度、与焊件距离必须设计好，其依据熔池形状来确定。采用右焊法短路熔滴过渡，小电流快速焊接，焊丝与工件夹角成85， 距离工件 6mm。如下图 3：熔化极气体保护焊，由于是明

9、弧焊接，电弧及熔池的加热熔化情况清晰可见，便于发现问题与及时调整。电弧电压不要太高，电流应控制在 240A 以内，电压在 26V 以内，焊接速度 250mm/min 左右， 以此参数焊接，焊丝呈熔滴状过渡，焊接质量的可控性更强。盖面焊前，要注意层间清理及温度。将焊道表面的缺陷和氧化硅清理干净，不烫手后再进行盖面焊接。坡口上表面宽度约为 14mm，需要设置焊枪的横摆功能，为了避免咬边，焊道余高呈外凸圆弧状， 横摆距离和停顿时间要设计好。电弧电压也需相应的增加，以保证与坡口完全融合。此次焊接中，得出以下焊接工艺参数，见表 12。填充金属牌号直径ER308焊接电流A0.8245-255电压V25-2

10、7焊接速度离子气电源cm/minL/min特性155-1655.6直流正接提前滞后送气送气SS26表 1PAW 打底焊参数焊接气横摆停留表 2MIG 焊工艺参数层 次电流速度距离时间填充层1.2220-23025-26cm/min260-270L/min18-20mms盖面层210-22030.5焊接过程中如果出现焊偏造成夹渣等缺陷.及时修补，注意焊缝前后的高低， 保证盖面时焊缝余高控制在（ 0.5-1 ） mm， 焊缝宽度要一致， 焊缝成型要美观（ 见下图 4）。四、焊缝质量检验待焊缝完全冷却后经 X 射线探伤，结果按焊缝长度计算， 合格率达到 98 以上。五、结束语本批次的 2m 3 低温液体储罐采用了开 Y 型坡口、等离子和 MIG 联合焊接的方法，焊接过程中根据实际情况及时对焊接工艺进行改进。同 V 型坡口 MIG 焊接相比， 大大提高了生产效率和质量，节省材料的同时也减小了焊接变形量。确保焊接任务按时完成， 实现了预期计划。参考文献1 固定式真空绝热深冷压力容器中国标准出版社出版发行。2 焊接工程师手册陈祝年编著3 职业技能鉴定指导电焊工（ 初级、中级、高级）中 国劳动出版社中国劳动社会保障出版社