手工脉冲钨极氩弧焊施工工艺及应用

手工脉冲钨极氩弧焊施工工艺及应用

1前言

脉冲氩弧焊是一种新的焊接工艺，采用低频调制的直流或交流（有“阴极破碎”作用，适用于焊接铝、镁及其合金）脉冲电流加热工件。尤其是直流脉冲氩弧焊，应用范围相当广泛，其中手工脉冲直流氩弧焊在安装行业有巨大的应用前景。

2适用范围

适用于单面焊双面成形焊接工件，特别是在薄壁工件的焊接上更是有无与伦比的优势。

3主要特点

与普通氩弧焊相比，脉冲氩弧焊的特点表现在：

3.1可以精确地控制对工

提高焊缝抗烧穿和保持熔池的

能力，获得均匀的熔深。通过

调节基值电流I a（如图，也叫

维弧电流）大小，脉冲电流I b

大小，脉冲频率，即基值电流

持续时间t b和脉冲电流持续时间t a之和的倒数。可以对焊接热能输入量和分布进行控制，对熔池尺寸进行控制，便可能得到一个尽可能小的熔池，

这时的熔池金属在任何位置都不致因重力作用而下坠，这是一般电弧焊难

以实现的。

3.2 每个焊点加热和冷却迅速，由于脉冲电弧形成的焊缝是由焊点重叠而成，脉冲电弧瞬时冲击力强，对点状熔池有较强的搅拌作用，有利于杂质和气体逸出，且熔池金属冷凝快，高温停留时间短，所以焊缝金属组织致密，大大减小热裂纹产生倾向。尤其在不锈钢焊接方面，其焊接原则是小电流、窄焊缝，快速直线焊。如果焊接线能量过大，合金元素烧损严重（即碳化铬的形成，如果铬含量低于12%，材质会出现生锈），晶间腐蚀倾向加剧，而采用直流脉冲氩弧焊能实现最大限度的控制。

3.3 脉冲电弧可以以较低的热能输入获得较大的熔深，它不同于普通氩弧焊采用的恒定电流。而是采用脉冲电流，可以减小焊接电流的平均值，获得较低的线能量。故在相同条件下能减小热影响区和焊接变形。 4 操作要求

4.1 手工脉冲氩弧焊，对操作者的技术水平要求较高，要求操作者“手稳”、“手准”，要做到双手配合默契，即在脉冲电弧出现时，即时填丝，更重要的是对工艺参数的合理选择：

①一般I a 为I b 的10～20%，t b 为t a 的1～3倍，I a 为t b 的相互匹配应保证电弧不熄灭及熔池在t b 期内得到冷却。

②一般手工脉冲氩弧焊的频率选择为1～2Hz ，当脉幅比a

b

A I I R =，脉宽比b

a a

W t t t R +=

，数值过大时，脉冲特征显著，但咬边倾向增大③焊接速度和脉冲频率要相互匹配，应满足焊点间距的要求，要使焊点间必须有一定的重叠量，才能获得连续致密的焊缝。

4.2施焊前的准备工作

①设备：松下PANA-TIG-300型焊机，氩气2瓶，酸洗膏等。

②坡口：坡口面角度30°左右，钝边0.5～1mm，锉去内壁毛刺，并清除坡口周围20mm范围内的一切杂物。

③管内充氩：因管径较小，采用胶带封堵管的两端，并在尾端留2～3个小孔减压，氩气流量5L／min左右（视管线长度调节）。

④地线搭接：搭接材料使用铜或不锈钢。

⑤焊接参数选用：在焊机面板上，输出选定“直流”脉冲选定“有”，方法选定“TIG”，冷却选定“空冷”，按下接气开关，Ar流量调至8L／min，收弧选定“有”，起始电流选定20A。打开内置板盖，上升、下降时间选定2～3s。脉冲频率1Hz（不宜超过2Hz），脉冲电流调至900～100A，滞后时间8s左右。遥控器上焊接电流调至20A（即基值电流，也叫维弧电流），收弧电流调至稍低于基值电流。

4.3管口组对及正式焊接

坡口间隙1.5～2.5mm，因不锈钢收缩变形小，故间隙宜偏大，对准点焊位置，按下焊枪开关，在坡口面上起弧，出现基值电弧，松开开关，脉冲电弧出现，送丝一定要与脉冲同步，即在脉冲时填充，一个焊口固定2～3点。正式焊接由下往上分两个半区进行。每形成一个熔池，前方出现明显的熔孔时，再填丝形成下一个熔池。焊至点焊或接头位置时，出现3～4下脉冲，并填入少量铁水，能获得良好的背面成形。收弧时，按下开关、电流衰减，出现收弧电弧，松开开关熄弧，气停枪走。打底焊完，冷水降温，降至以不冒水汽，不附着水为准，再进行盖面。电弧稍作摆动，脉冲

电弧在两边均匀出现，摆动幅度以铁水流至坡口边线并能熔化坡口边线为准，焊缝高度控制在0～1mm。完毕，再浇水降温。

4.4酸洗钝化：擦洗时使用不锈钢钢丝刷，防止表面渗碳。

4.5由于安装行业的工作特点，手工脉冲氩弧焊值得大力推广，在中、高压管道焊接、仪表管道焊接、薄壁材料焊接，均能取得令人满意的质量，湘安三分公司在手工脉冲氩弧焊的应用上取得了一定的效果。

5应用实例

5.1钻石工业园不锈钢高压管道的焊接：

主材为SUS304，规格Φ38×4mm，工作压力16MPa。

主要工艺参数：焊丝304L；钨棒Φ2.0mm；坡口单边角度30～35°；钝边0～1mm；坡口间隙1.5～2.5mm，每个焊口2～3点固定。

焊接层次两层，层间温度控制在60℃左右，打底层完及盖面完均采用浇水急冷，焊缝高度控制在0～1mm。背面盛开平整、光洁、美观，所有焊口径100%RT探伤，合格率100%（II级片合格），Ⅰ级片率98%，经24MPa 强度试压，16MPa工作压力试压，均获一次成功。

5.2钻石工业园仪表配管焊接：

仪表管道一般直径小，管壁薄，即便是高压管道上的管道仪表也要比母体薄许多，焊接难度相当大。下面以Φ8×1.5mm为例：主材316L；焊丝316L；钨棒

Φ1.6mm，双侧坡口，不留间隙。

焊接层次一层，所有焊缝成形美观，背面成形良好，经整体试压效果理想。

5.3九龙纸业薄壁不锈钢风管焊接：

主材为SUS304，规格δ0.8mm，钨棒Φ1.0mm，要求焊缝组对严密，尽量不加填焊丝，主要工艺参数：

所有焊缝平整，美观，纹路重叠有致，颜色呈金黄色或银白色，保护效果良好。

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