浅议不锈钢管对接垂直固定TIG焊

浅议不锈钢管对接垂直固定TIG焊
发布时间：2021-04-27T10:39:49.353Z 来源：《中国电业》2021年第3期作者：惠亚虎
[导读] 钨极氩弧焊由于其成本较高，主要用于不锈钢、高合金钢、高强钢以及铝、镁、铜、钛等有色金属及其合金的焊接。

惠亚虎
甘肃省西峰职业中等专业学校，甘肃庆阳 745000
摘要：钨极氩弧焊由于其成本较高，主要用于不锈钢、高合金钢、高强钢以及铝、镁、铜、钛等有色金属及其合金的焊接。

由于其电弧密度高，热量集中，内应力小，焊缝的塑性韧性好，不易产生过热组织、未焊透、气孔、夹渣、裂纹等缺陷，广泛应用于航空航天、电力、化工、锅炉压力容器、医疗器械及炊具等工业部门。

关键词：焊接原理；任务分析；任务实施；任务评价
一、钨极氩弧焊原理
钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法。

焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的氧化，从而获得优质的焊缝。

焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。

二、任务分析
（一）、焊接电流
通常根据工件材料的性质、板厚和结构特点来选取焊接电流种类和大小。

焊接电流的选择应保证单位时间内给焊缝适宜的热量。

（二）、电弧电压
电弧电压随着电弧长度的增长而增大，焊缝宽度会加宽，而背面焊透高度减小。

电弧长度是指钨极末端到熔池表面的距离。

当电弧长度太长时，容易产生焊不透，氩气保护不好而发生氧化现象。

所以，在保证电极不短路，不影响送丝操作的情况下，应尽量采用短弧焊接。

（三）、焊接速度
焊接速度增大时，焊缝的余高以及焊缝宽度都相应减小，同时还会影响氩气对熔池的保护。

当焊接速度太快时，气体保护受到破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔。

如果焊接速度太慢，会产生凹陷、烧穿等现象。

（四）、喷嘴直径及氩气流量
喷嘴直径与氩气流量在一定条件下有一个最佳配合范围，在这个配合范围下，有效保护区最大，气体保护效果最佳。

若保护气体流量过小，排除周围空气的能力差，保护效果不好；流量过大，易卷入空气，保护效果也差。

同样，保护气体流量一定时，喷嘴直径过小或过大，保护效果均不好。

（五）、钨极直径及端部形状
TIG焊用电极，其直径的选择与焊接电流的种类及电流大小有关。

在焊接不同材料时，钨极端部的形状要求是不同的。

如端部球形适用焊接铝、镁及合金；端部圆台形适用焊接低碳钢、低合金钢；端部圆锥形适用焊接不锈钢。

三、任务实施
（一）、焊前准备
穿好绝缘防护用具。

在坡口两侧正反面25㎜内除锈，修磨钝边。

选用WSE-315交直流或WSM-300直流钨极氩弧焊机，直流正接电源。

检查设备状态是否良好，安全接地线是否断开。

钨极选用直径ф2.5㎜铈钨极，修磨钨极端部成30°圆锥角，尽量使磨削纹路与母线平行，延长钨极使用时间。

（二）、组装与焊接定位
1.组装与定位焊
根据试件板厚和焊丝直径大小，确定钝边p=0～0.5㎜，间隙b=2～2.5㎜（始端２终端2.5），错边量≤0.5㎜。

点固焊时，用对口钳或小槽钢对口，在试件两端坡口内侧点固，焊点长度10㎜左右，高度2～3㎜。

点焊前，在焊机面板选择收弧有（４步），调整焊接电流，收弧电流，上坡时间，下坡时间。

再将两节管子无坡口一侧堵住，并在一节管子堵头插入送气管，启气体阀门，将管内空气排出，然后再点焊，戴好头盔面罩，左手握焊丝，右手握焊枪，喷嘴接触试件端部坡口处，按动引弧按钮引燃电弧，不松手，利用电弧光亮找到点焊位置，松开引弧按钮，电流开始上升，调整喷嘴高度，电弧长度约2 ~3㎜，加热坡口一侧，待形成熔池，填加一滴焊丝，移动电弧到坡口另一侧，待形成熔池，再填加一滴焊丝，两侧搭桥后锯齿形摆动电弧，将坡口钝边熔化，焊丝一滴一滴填加到熔池，达到固定点长度后，右手按动引弧按钮，电流逐渐衰减，并将电弧向坡口后左侧缓慢移动，使收弧弧坑变小，落在坡口面上，等熔池完全冷却后再移开焊枪。

2.打底焊
焊工操作位置正对试件，考虑尽量少接头，身体尽量向右倾斜，随着焊缝转动而转动身体。

在间隙较小的位置处上坡口引弧，焊枪与焊接方向夹角70～80°，与试件下侧夹角成70～80°，电弧稳定后斜锯齿摆动电弧，对坡口上下两侧预热，当根部熔化形成熔孔后，推送焊丝给上下坡口根部各一滴熔滴，摆动电弧使两熔滴形成搭接，得到第一个完整熔池，以后电弧每摆动一次，焊丝交替送入根部一滴熔滴。

焊接过程要注意控制电弧长度。

送丝频率与电弧摆动频率协调一致，电弧前移步伐大小相等，一半电弧加热熔池，一半电弧熔化根部形成熔孔，送丝要均匀利落，送入根部。

正常情况下，上坡口熔化1毫米，下坡口熔化0.5毫米。

3、盖面层
不锈钢焊接采用上下两道盖面。

用不锈钢钢丝刷策底清理底层焊道，注意控制层间温度在60°左右，采用直线运枪。

先焊下坡口侧，再焊上侧。

焊下侧时，电弧与坡口棱边对齐，，焊枪与垂直方向成85～95°角，与焊接方向成75～85°角，焊接过程注意观察下棱边熔化情况，熔化棱边0.5毫米，控制电弧前进速度，使焊缝饱满没有焊瘤，并随时调整焊枪角度大小，以获得良好的焊缝成形。

如下图
焊接上侧时，起焊位置与第一道接头处错开，电弧中心对准第一道焊趾，电弧指向上坡口，焊条与垂直方向成70～80°角，与焊接方向成75～85°角，焊接过程注意观察上棱边熔化情况，控制电弧前进速度，调整焊条角度大小，熔化上棱边0.5毫米，加快填充焊丝速度，否则产生咬边缺陷，熔池覆盖下道最高点即可。

四、任务评价
A级：焊缝系高0-1.5mm，高度差≤1.5mm，里口穿透均匀，同一条焊缝宽度差≤1mm，焊缝成型优良，波纹均匀平整，过渡光滑收弧处无弧坑，焊道直线度够。

B级：焊缝系高0-2mm，高度差≤1.5mm，里口穿透处理均匀，同一条焊缝宽度差≤1.5mm，焊缝成型良好，波纹均匀平整，过渡光滑起夹收弧处无明显起伏，收弧处弧坑不明显。

C级：焊缝系高正面0-2mm，高度差≤2mm，里口穿透缺陷处理基本均匀，同一条焊缝宽度差≤2mm，焊缝成型较好，波纹基本均匀平整，过渡圆滑收弧处弧坑不明显。

每延1米咬边不超20mm，且深度≤0.3mm，焊道稍有弯曲。

参考文献：
[1] 郝建军,马璐萍，刘洪杰.焊条电弧焊工艺与实训. 北京：北京理工大学出版社，2011 .
[2] 焊工（初级、中级、高级）. 中国劳动社会保障出版社，2014.。