手工钨极氩弧焊工艺规程-新.xls

编 制 审 核 批 准 日 期 第 2 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 一一编编制制说说明明 1 1 本工艺规程是本企业指导性技术文件 帮助焊接技术人员处理技术问题 并对从事手 工钨极氩弧焊的工人作工艺技术指导 本工艺规程仅对碳素钢 低合金钢及奥氏体不 锈钢而言 2 2 本焊接工艺规程不能直接用于生产 焊接技术人员应根据本工艺规程编制可指导生产 的焊接作业指导书或焊接工艺卡 但焊接作业指导书或焊接工艺卡中规定的各项焊接 因素应符合相关焊接工艺评定的规定 3 3 本焊接工艺规程编制时参照了焊接专业有关的各项标准 若有不符合有关标准的内容 时 应以有关标准为准 二二 手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊设设备备的的组组成成及及其其功功能能 手工钨极氩弧焊 TIG 设备 焊机 通常由焊接电源 焊接控制系统 焊枪 水冷系 统及供气系统等部分组成 交流TIG焊机的引弧和稳弧装置及隔直装置等经常和控制 系统设置在一个控制箱内 1 1焊接电源 手工钨极氩弧焊的焊接电源有直流电源和交流电源 脉冲电源之分 无论直流或交流 电源都具有陡降外特性或垂降外特性 其目的是为了能得到稳定的焊接电流 减少或 排除因弧长的变化而引起焊接电流的波动 目前常用的直流电源有可控硅弧焊整流器电源 晶体管电源 逆变电源等几种 交流 电源有正弦波交流电源及方波交流电源 目前使用最广的是晶闸管式弧焊电源和逆变 电源 直流弧焊电源的空载电压为65 80伏 交流弧焊电源的空载电压为70 90伏 2 2控控制制箱箱及及引引弧弧装装置置 1 控制箱中主要安装焊接时间程序控制电路 主要任务是控制提前送气 滞后停气 引 弧 电流通断 电流衰减 冷却水通断等 2 引弧装置是控制电弧的引燃 其中可分为接触引弧和非接触引弧 常用的为非接触引 弧 在非接触引弧中 可分为高频振荡器引弧和高压脉冲引弧 高频振动器引弧时在 钨极与工件之间产生出频率为150 260KHz 电压为3000V左右的高频电压 击穿两极 间的气隙 引燃电弧 高压脉冲引弧时 在钨极与工件之间产生出2000 3000V的高压 脉冲 击穿气隙引燃电弧 高压脉冲引弧也可以作稳弧装置使用在交流电源的焊接设 备上 而直流电源不必使用稳弧装置 3 3焊焊枪枪 焊枪的功能是用来夹持钨极 传导焊接电流和输送并喷出保护气体 为此焊枪应满足 以下要求 1 喷出的保护气具有良好的流动状态和一定挺度 以获得可靠的保护效果 2 有良好的导电性 气密性和水密性 用水冷时 3 充分冷却 以保证能持久工作 4 喷嘴与钨极之间绝缘良好 以免喷嘴和工件接触发生短路 引弧 5 质量轻 结构紧凑 可达性好 装拆维修方便 选用手工钨极氩弧焊焊枪时 应考虑因素有 被焊工件材质 工件厚度 焊道层数 焊接电流的种类及极性 钨极直径 坡口形式 焊接速度 焊接接头的空间位置 经 济性等 第 3 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 4 4焊焊接接程程序序控控制制装装置置 程序控制装置应满足如下要求 1 焊接前提前1 3秒输送保护气 以排除管路内及焊接区域的空气 2 焊后延迟5 10秒停止送气 以保护尚未冷却的钨极和熔池 3 自动接通和切断引弧和稳弧电路 4 控制电源的通断 5 焊接结束前电流自动衰减 以消除弧坑 防止出现引坑裂纹 5 5手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊电电源源的的极极性性选选择择 1 交流电源焊接时 焊接电弧的极性发生周期性变化 即钨极和工件交替地处于正半波 及负半波之间 这种焊接电源极性常用于铝及其合金 镁及其合金或某些特殊金属焊 接 除此之外 均采用直流电源焊接 2 直流正极性焊接 此时钨极接负极 工件接正极 采用这种接法工件上能获得较多热 量使焊接得到较大的熔深 同时钨极的损耗较小 所以直流正极性焊接 DCSP 是最 为常用的焊接方式 3 直流反极性焊接 DCRP 这种焊接方法电弧不稳定 焊缝熔深较小 钨极载流能力小 所以只能用来焊接铝 镁及其合金的薄板工件 6 6钨钨极极材材料料的的特特点点及及其其选选用用 1 钨极是属易耗材料 但其性能对焊接质量有密切关系 钨具有高熔点的特性 熔点为 3400 以上 在高温时具有强烈的电子发射能力 是目前最适合的一种非熔化电极材 料 目前 用于氩弧焊的钨极有纯钨 钍钨及铈钨 它们各自特点 纯钨 引弧性较差 电弧电压较高 电弧稳定性差 许用电流小 使用寿命短 成本 低 钍钨 引弧性能好 电弧电压较低 电弧稳定性好 许用电流较大 寿命长 成本高 并有小量放射性 铈钨 引弧性能好 电弧电压低 电弧稳定 许用电流大 寿命长 无放射性 成本 较高 从以上三者比较来看 选用铈钨比较合适 2 钨极端头形状与使用的电流范围按下表规定 钨极直 径 尖端直 径 锥角 直 流 正 接 恒定电流范围 A脉冲电流范围 A 1 6 0 5258 508 100 0 83010 7010 140 2 4 0 83512 9012 160 1 14515 15015 200 3 2 1 16020 20020 240 1 59025 25025 260 钨极应采用专用的硬磨料精磨砂轮磨削 磨削后的钨极端部 其几何形状应均一性 7 7手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊时时 对对氩氩气气的的要要求求 选用手工钨极氩弧焊焊枪时 应考虑因素有 被焊工件材质 工件厚度 焊道层数 焊接电流的种类及极性 钨极直径 坡口形式 焊接速度 焊接接头的空间位置 经 济性等 第 4 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 氩气 Ar 是一种无色无味的单原子惰性气体 密度为空气的1 4倍 能很好的覆盖 在熔池及电弧的上方 形成良好的保护 氩气几乎不与任何金属产生化学反应 也不 溶于金属中 焊接过程中通常使用瓶装氩气 氩气瓶的容积为40升 满瓶时的压力为 15 2MPa 对氩气的纯度要求与被焊工件的材料有关 如焊接钛及其合金时 应达到 99 99 焊接铝 镁及其合金时 应达到99 9 焊接不锈钢 耐热钢时 应达到 99 7 焊接低碳钢 低合金钢应达到99 7 氩气中的有害杂质气体有氮 氧 氢 水气等 三三手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊的的焊焊接接工工艺艺 1手工钨极氩弧焊的一般步骤 1 电弧引起前必须用焊枪向始焊点提前1 5 4秒输送氩气 其目的是排除管道内及待焊 处的空气 2 焊接结束时熄弧后应滞后一定时间 3 10秒 停止输送氩气 其目的是保护尚未冷 却的钨极及熔池 焊枪需待停气后才离开终焊处 从而保证焊缝末端的质量 3 接通焊接电源的同时 即启动引弧装置 电弧引燃后即进入焊接 焊枪的移动和焊丝 的送进也应同时协调进行 4 自动接通及切断引弧和稳弧电路 控制电源的通断 5 焊接结束时 焊接电流应能自动的衰减直至电弧熄灭 以消除和防止弧坑裂纹 这对 于环缝焊接及热裂纹敏感材料尤其重要 6 用水冷式焊枪时 送水与送气应同步进行 2 2焊焊接接接接头头的的形形式式和和焊焊接接坡坡口口尺尺寸寸 1 常用的接头形式有对接 搭接 角接 T形接 2 焊接坡口的尺寸见下表所示 简 图 母材厚度 mm 间 隙 b mm 钝 边 p mm 坡 口 角 度 对 接 接 头 I形 坡口 1 50 5 2 V形 坡口 3 51 5 2 51 5 2 560 70 5 122 32 360 70 X形 坡口 101 5 32 460 70 简 图 母材厚度 mm 间 隙 b mm 钝 边 p mm 坡 口 角 度 第 5 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 搭接 接头 1 50 0 5L 2 1 5 30 5 1L 2 角接 接头 I形 坡口 12 1 V形 坡口 3 50 8 1 51 1 560 70 51 21 260 70 T形 接头 I形 坡口 3 5 1 6 10 1 5 K形 坡口 10 16 1 51 260 3 3焊焊前前清清理理 对于手工钨极氩弧焊而言 氩气是惰性气体 焊接过程中不与金属发生任何化学冶 金反应 因此 为了保证焊接质量 焊前必须清理坡口及坡口两侧表面至少20mm范围 内的氧化膜 油脂 水分 否则在焊接过程中将影响电弧稳定性 恶化焊缝成形 并 可能导致气孔 夹渣 未熔合等缺陷 清理的方法通常有机械清理 化学清理 4 4装装配配 焊前装配质量对焊缝质量至关重要 对装配工作的基本要求是严格控制装配间隙和 错边量 对于承压设备而言 包含压力管道 其所有对接焊缝及重要的角焊缝均应 保证全熔透 单面焊时 也应保证焊缝背面熔透 如果装配时不保证装配间隙的一致 性及超过规定的错边量 将使焊接十分困难 并导致焊缝不合格 5 5手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊的的工工艺艺参参数数及及选选择择 1 焊接电流及极性 a 交流电流 焊接铝 镁及其合金 焊接带氧化膜的铜 铜合金 第 6 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 b 直流电流 正极性时可以焊接几乎所有的钢铁材料 反极性则很少采用 c 程序电流 脉冲电流技术 可以控制和改善焊缝成形 改善熔深 改善焊缝金属组 织性能 也可用以特殊位置的焊接 焊接电流的大小是决定焊缝熔深的主要参数 在选定了电流的种类及极性后 应根据 被焊材料的牌号及其厚度 接头的形式及焊接位置等因素选择电流大小 2 焊接电压 焊接电压是指钨极尖端到工件之间的电压降 其大小主要受焊接电流种类及所用保护 气体有关 电极尖端的几何形状也影响电弧电压的大小 较尖的锥形电极的焊接电压 较高 在手工钨极氩弧焊时 电弧的长度由焊工自行掌握 电弧长度的变化将使电弧 电压引起波动 在操作时应尽量使焊接电压保持相对稳定 3 焊接速度 焊接速度与电弧的穿透深度成反比 金属的导热性 工件的厚度和尺寸是选择焊接速 度的主要因素 选择焊接速度应遵守以下原则 焊接高热导率金属时 铝 镁 铜及其合金 为减少变形 应采用较高的焊接速度 焊接有裂纹倾向的金属时 不宜采用高速焊接 焊接熔池的尺寸大小与焊接速度有关 较小的熔池尺寸应选用较高的焊接速度 焊接速度影响熔深及熔宽 为了保证获得良好的焊缝成形 焊接速度应与焊接电流 预热温度及保护气体流量适当配合 焊接速度太快时 易出现未焊透 未熔合 咬边 等缺陷 而焊接速度太慢时会出现焊缝太宽 烧穿等缺陷 4 钨极直径及端部形状 钨极直径选择的原则是 在保证钨极许用电流大于所用焊接电流的前提下 尽量选用 直径较小的钨极 钨极的尖端形状对焊接过程的稳定性及焊缝形状有重要影响 5 喷嘴孔径及氩气流量 喷嘴孔径越大 保护区域越大 但太大时 对熔池及电弧的可观察性变差 对于一定的喷嘴孔径 保护气的流量有一个合适的范围 流量太小时 气体挺度差 保护效果不好 流量太大时 气流层中出现紊流 空气容易卷入 保护效果也不好 喷嘴孔径及氩气流量的选择可参见下表 焊接电流 A 直流正接 DCSP 直流反接 DCRP 喷嘴孔径 mm 氩气流量 L min 1 喷嘴孔径 mm 氩气流量 L min 1 10 1004 9 54 58 9 56 8 101 1504 9 54 79 5 117 10 151 2006 136 811 137 10 201 3008 138 913 168 15 6 钨极伸出长度 通常将露在喷嘴外面的钨极长度叫做钨极伸出长度 伸出长度过大时 钨极容易过热 而且氩气保护效果差 伸出长度太小时 喷嘴容易过热 因此钨极伸出长度必须保 持一适当值 对接焊时 钨极伸出长度一般保持在5 6mm 焊接T形焊缝时 钨极伸 出长度最好为7 8mm 第 7 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 7 喷嘴离工件的距离 喷嘴离工件的距离要与钨极伸出长度相匹配 一般应控制在8 14mm之间 距离过小 时 影响操作者视线 很可能导致钨极与熔池接触而引起短路 使焊缝夹钨 影响钨 极寿命 也会造成焊接无法继续进行 距离过大 气体保护效果差 电弧不稳定 8 手工钨极氩弧焊时 工艺参数的选择见下表 碳钢钨极氩弧焊工艺参数 材料厚度 mm1 5 3 03 0 6 06 0 12 坡口形式直边对接V形坡口X形坡口 焊接电流 A50 10070 12090 150 极性直流正接直流正接直流正接 焊接电压 V121212 钨极直径 mm2 42 43 2 填充金属类型及填充丝直径 mm 碳钢焊丝 1 6 2 5 碳钢焊丝 2 5 3 2 碳钢焊丝 2 5 3 2 保护气体流量 L min 1Ar 8 10Ar 8 10Ar 10 14 背面保护气体流量 L min 1Ar 2 4Ar 2 4Ar 2 4 喷嘴孔径 mm8 108 1010 12 喷嘴到工件距离 mm 12 12 12 最低预热温度 151515 最高层间温度 250250250 不锈钢钨极氩弧焊工艺参数 材料厚度 mm1 5 3 03 0 6 06 0 12 坡口形式直边对接V形坡口X形坡口 焊接电流 A50 9070 12090 150 极性直流正接直流正接直流正接 焊接电压 V121212 钨极直径 mm2 42 42 4 填充金属类型及填充丝直径 mm 18 8型 1 6 2 5 18 8型 2 5 3 2 18 8型 2 5 3 2 保护气体流量 L min 1Ar 8 10Ar 8 10Ar 10 14 背面保护气体流量 L min 1Ar 2 4Ar 2 4Ar 2 4 喷嘴孔径 mm8 1010 1210 12 喷嘴到工件距离 mm 12 12 12 最低预热温度 151515 通常将露在喷嘴外面的钨极长度叫做钨极伸出长度 伸出长度过大时 钨极容易过热 而且氩气保护效果差 伸出长度太小时 喷嘴容易过热 因此钨极伸出长度必须保 持一适当值 对接焊时 钨极伸出长度一般保持在5 6mm 焊接T形焊缝时 钨极伸 出长度最好为7 8mm 第 8 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 最高层间温度 150150150 6 6手工钨极氩弧焊的操作技术 1 焊接时 焊枪 焊丝与焊件之间应保持正确的相对位置 焊直线焊缝时 通常采用左 向焊法 自右向左焊 2 要防止焊丝与高温的钨极接触 以免钨极被污染 烧损及破坏电弧的稳定 3 焊丝不要直接放在电弧下面 把焊丝抬得过高也是不合适的 不能让熔滴向熔池滴渡 更不能将焊丝端部在焊缝横向来回摆动 因为这样会影响母材的熔化和增加焊丝及 母材被氧化的可能 正确的焊接角度及向熔池输送焊丝的方法如图所示 4 应避免钨极直接接触焊件引弧 以防止焊缝夹钨及钨极被污染 5 填充焊丝应在焊件上形成熔池后再缓慢送至熔池前沿 不应直接送至熔池中心 焊丝 的前端不能离开氩气保护区 否则高温焊丝端头被空气氧化 6 单面焊而要求焊缝全熔透时 操作者应观察熔池的表面的宽度及高度的变化 逐步掌 握操作要领 7 氩弧焊时 焊后观察焊缝和热影响区的颜色 大致可评定保护效果的好坏 第 9 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 焊接低碳钢 低合金钢时 保护效果好坏的依次是 灰白光亮 灰色 灰黑 焊接不锈钢时 保护效果好坏的依次是 银白 金黄 蓝 红灰 灰 黑 8 焊接结束时 主要是防止出现弧坑和过早失去保护 因此终焊时应多添加些填充金属 填满弧坑以后方可停止送焊丝 焊枪熄弧后不能立即移开 应使焊枪喷嘴在终焊处停 留5 15秒 待钨极和熔池金属冷却后再停止送气并移开焊枪 7 7手工钨极氩弧焊的焊接缺陷及防止措施 缺缺陷陷产产生生原原因因防防止止措措施施 咬边 焊接电流太大 选择适当的焊接电流和加焊丝的方法 电弧太长 掌握运用短弧的操作方法 焊接速度不均匀 调整焊枪角度 并保持匀速的焊接 速度 焊枪角度不对 烧穿 焊接电流太大 选择合适的焊接电流 焊速太慢 控制焊接速度 间隙太大 保证装配质量 弧坑熄弧过快或熄弧前加入的焊丝数量不够 在熄弧前应继续向熔池中熔化一定 量的焊丝 使用焊接设备上的 电流衰减 功能 未焊透 焊接电流太小 选择合适的焊接电流 焊接速度太快 控制好焊接速度 坡口间隙太小 保证装配质量 操作技术不熟练 提高操作技能 表面成 形不良 坡口角度或间隙不合适 坡口尺寸应保持一致 焊接规范不正确 按工艺要求选用焊接规范参数 操作不熟练 提高操作技能 夹钨 接触引弧 采用高频引弧或高压脉冲引弧 减小焊接电流或加大钨极直径 旋 紧钨极夹头和减小钨极伸出长度 调换受损的钨极 钨极溶化 气体保 护效果 差 氢 氮 空气 水气等有害气体对焊接区污 染 保证氩气的纯度符合技术要求 有足够的提前送气和滞后停气时间 检查管道是否泄漏 做好焊件的焊前清理 正确选择气体流量 喷嘴尺寸 钨 极伸出长度等 7 第 10 页 共 11 页 苏苏州州班班顺顺工工业业气气体体设设备备有有限限公公司司手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊工工艺艺规规程程 电弧不 稳 焊件上有油污 做好焊前清理 坡口尺寸不对 加大坡口尺寸 控制电压长度 钨极污染或形状不对 清理钨极 电弧过长 压低电弧长度 钨极损 耗过多 气体保护不好 钨极氧化 清理焊枪喷嘴 适当增加氩气流量 反极性连接 改用正极接法 电极夹头过热 调换电极夹头 修磨钨极形状 钨极直径太小 加大钨极直径 停焊时钨极氧化 增加滞后停气时