三级检验员焊接检验基础知识--复习材料5.doc

一、 焊接概述 1. 定义 2. 分类 3. 应用二、钨极氩弧焊 1. 定义 2. 分类 3. 保护气体 4. 钨极 5. 焊矩三、全位置自动钨极氩弧焊 1. 定义 2. 特点 3. 管板焊接接头形式 4. 管子规格、板件规格 5. 装配要求 6. 管管焊接接头形式 7. 装配要求8. 管焊系统组成 四、 电源1. 参数功能说明2. 操作五、 TP060 1. 设备介绍2. 操作事项3. 焊接准备4. 参考工艺参数5. 焊接速度计算6. 维护与保养7. 随机配件8. 零部件爆炸图六、TP0401 TP040管板全自动TIG焊接机头主要技术参数2 设备简介3 主要结构4 设备的操作5 焊接速度计算6 维护与保养7 随机配件七、 其它规格的机头（PT80S/PT80N）1. 结构 2. 操作 3. 边界参数及影响 4. 工艺参数 5.爆炸图 八、TO系列管管机头 1. 结构 2. 操作 3. 边界参数及影响 4. 工艺参数 5. 爆炸图九、TC 系列管焊机头1. 结构 2. 操作 3. 边界参数及影响 4. 工艺参数 5. 爆炸图 十、外围设备 1. 气瓶 2. 送丝机 3. 水箱十一、调试工作 1. 准备 2. 过程 3. 记录 4. 反馈十二、试验工作 1. 目的 2. 方法人员 3. 过程 4. 总结十三、演示工作 1. 日常准备 2. 工作规范 第1章 焊接方法概述一、焊接的定义焊接是通过加热或加压或两者兼用，可以用或不用填充材料，使两个分离的物体达到原子间结合的一种连接方法。与铆接和螺丝连接相比较，焊接的本质是使两个分离的物体产生原子间结合，焊接构件不可分离，不可拆分；铆接和螺丝连接可拆分。二、焊接的分类 金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔化焊、压力焊和钎焊3大类，见下图 ： 焊条电弧焊 熔化极 埋弧焊熔化极气体保护焊（MIG/MAG/CO2） 电弧焊 钨极氩弧焊（TIG） 非熔化极 等离子弧焊 氧氢熔化焊 气焊 氧乙炔 空气乙炔电子束焊 激光焊 电渣焊 电阻焊：点焊、缝焊、对焊焊接 爆炸焊 摩擦焊 压焊 超声波焊 高频焊 扩散焊 火焰钎焊 钎焊 烙铁钎焊 炉中钎焊 感应钎焊三、应用的行业 机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、机车车辆、石油化工、航空航天、原子能、电力、电子技术、建筑及家电等行业。 第二章 钨极氩弧焊管焊公司主要从事钨极氩弧焊，也就是TIG焊，这一章主要介绍钨极氩弧焊。一、 定义电弧：电弧是在两电极之间的气体介质产生强烈而持久的放电现象。气体放电主要依靠两电极之间的气体电离和阴极电子发射这两个物理过程来实现。钨极氩弧焊：以钨棒作电弧一极的气体保护电弧焊方法，也叫不熔化极氩弧焊，或非熔化极惰性气体保护焊。非熔化极惰性气体保护焊用英文表示就是Tungsten Inert Gas Welding ,简称TIG焊。 二、 原理及特点原理：焊接时惰性气体经焊枪喷嘴连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止对钨极、熔池、热影响区的有害作用，从而获得优质焊缝。工艺特点：（1） 应用面广。惰性气体有较好的保护作用，它本身既不与金属发生任何化学反应，也不溶解于高温金属中，使得焊接过程熔池的冶金反应简单和容易控制，对于一般易氧化、氮化的活泼金属、高熔点黑色金属都能进行焊接。（2） 电弧在氩气中燃烧非常稳定，在小的焊接电流情况下(10A)仍能稳定燃烧，热输入容易控制，有利于薄板及全位置焊接，也是实现单面焊双面成形的理想焊接方法。（3） 由于填充焊丝不通过焊接电流，不存在溶滴过渡问题，焊接过程没有飞溅，焊缝成形美观。（4） 氩气在焊接过程中仅仅只是单纯的保护隔离作用，因此对工件表面状态要求较高。焊件在焊前要进行表面清洗，除油、去锈、去灰尘等杂质。（5） 钨极承载电流的能力有限，过大的电流会引起钨棒的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而出现夹钨，所以TIG焊的焊接电流会受到钨棒的限制，故焊接速度较小，生产率较低。（6） TIG焊采用的氩气纯度较高，通常要求达到99.8%以上，且氩弧焊机较复杂，因此TIG焊成本较高。（7） 氩弧焊受周围气流的影响较大，不适宜在室外和有风处进行操作。 TIG焊可用于几乎所有金属的和合金的焊接，但由于其成本较高，通常多用于铝、镁、钛、铜、不锈钢、耐热钢的焊接。三、TIG焊的分类 直流TIG 正弦波TIG(1) 按照电流波形分类 交流TIG 方波TIG 脉冲TIG 手工TIG焊(2) 按照操作机械化程度分类 自动TIG焊 冷丝TIG焊(3) 按照焊丝是否预热分类 热丝TIG焊 单丝TIG焊 (4) 按照填充丝根数分类 双丝TIG焊 氩弧TIG焊(5) 按照填充保护介质分类 氦弧TIG焊 混合气体TIG焊四、 保护气体的种类和特点 TIG焊除了选用氩气作为保护气体外，还可以选择氦气、氩氦混合、氩氢混合气体。其特点分别如下： 1 氦气（He）(1) 电离电压高，氩的电离电压为15.7V，氦的为24.5，氢的为13.5，故焊接时引弧困难，引弧特性差。(2) 它的热导率大，差不多为氩气的8.8倍，所以所以弧柱向外散失的热量多，在相同的焊接电流和弧长条件下，氦弧的电压要比氩弧高的多，使得电弧有较大的功率，传递给工件的热量也多，同时由于氦气的冷却效果好，电弧的能量密度大，弧柱细而集中，工件有较大的熔透深度。(3) 氦气的密度轻，只是空气的0.14倍，氩气的0.1倍，故要有效的保护焊接区域，其流量要比氩气大得多。(4) 氦气在我国地壳中的含量极为稀少，因此价格要远远的高于氩气，所以用得极为稀少，只在某些特殊场合下才会使用，如焊接核反应堆得冷却棒，大厚度得铝合金。2 氩氦这两种惰性气体得比例为氩+(50%70%)氦，它得特点是电弧燃烧非常稳定，具有较高的电弧温度，焊件获得较多的热量，熔透深，几乎为氩弧焊的两倍。3 氩氢利用氢气具有较大的热导率及还原性，可以提高电弧温度，增强工件的热输入量，同时焊接镍及其合金时，可以消除和抑制焊缝中的CO气孔。一般加入氢的体积分数为5左右。 焊缝表面颜色和保护效果的关系保护效果最好良好较好不良最坏焊缝表面颜色不锈钢银白金黄蓝、红灰灰色黑钛及合金银白淡黄深黄金紫深蓝浅蓝灰红、灰黑五、钨极1 钨极的种类及特点钨极是TIG的易耗材料，钨的熔点为3400C，是熔点最高的金属。在钨中加入微量逸出功小的稀土元素，能够显著提高电子发射能力，既利于引弧和稳弧，又能提高其电弧的载流能力。目前常采用钍（12）钨和铈（12%）钨，由于钍钨中的钍具有放射性，所以工厂很少使用，常用铈钨极。钨极标记为钍钨端头涂有红色，铈钨涂有灰色。铈钨较钍钨而言还有耐用、许用电流大、引弧及稳弧性能好等优点。2 不同直径钨极的使用电流 钨极的端部形状对电弧的稳定性有影响。如端面凹凸不平时，产生的电弧即不集中也不稳定。因此钨极端部必须磨光。在焊薄板和焊接电流较小时，可用小直径钨极并将其末端磨成尖锥角，这样电弧容易引燃和稳定。但在焊接电流较大而使末端过热熔化并增加烧损，电弧斑点也会扩展到钨极末端的锥面上，使弧柱明显的扩散飘荡不稳定而影响焊缝成型。大电流焊接时要求钨极末端磨成钝锥角或带有平顶的锥形，这样可使电弧斑点稳定，弧柱的扩散小，对焊件加热集中，焊缝成型均匀。 不同直径的钨极使用电流范围（直流正接法） 钨极直径顶锥角（a）平顶直径(d)恒定电流许用范围（A）脉冲电流许用范围（A）1.0120.12215225200.255305601.6250.55508100300.751070101402.4350.75129012180451.115150152503.2601.102020020300901.52525025350 薄板小电流焊接时，应尽量选用小直径、小锥角和小的平顶直径，以利于电弧引燃和稳定工作。电流增大时，锥角应随着钨极直径的增大而增加，平顶直径也要有所增加，以控制端部电流避免异常烧损，同时平顶直径的磨削有利于防止斑点上爬而造成的弧柱扩散。这种因平顶直径太小及斑点上爬所造成的弧柱扩散，会导致电弧中电流密度和熔池中温度分布的不均匀，从而加剧熔池中电磁力造成的对流。使焊缝熔深减小和熔宽扩大。 另外，钨极的磨削纹路一定要沿着钨极轴线方向，以避免由于磨削纹路所造成的气体的紊流，影响保护效果。五、焊枪 焊枪的作用是夹持钨极，传导焊接电流和输送保护气体，它能够满足以下要求： （1） 保护气流具有良好的流动状态和一定的挺度，以获得可靠的保护。 （2） 有良好的导电性能。 （3）充分的冷却，以保证持久工作。 （4）喷嘴和钨极之间绝缘良好，以避免喷嘴和焊件接触时产生短路、打弧。（5） 重量轻，结构紧凑，可达性好，装拆维修方便。焊枪的典型结构图如下： 冷却水主要是对枪体的充分冷却；钨极夹和顶紧旋钮主要是焊枪具有良好的导电性能；分流器主要是为了缓冲气流，有利于形成层流；喷嘴主要是绝缘及形成层流气体的作用，喷嘴的材料主要有陶瓷、纯铜和石英三种，陶瓷喷嘴既绝缘又耐热，应用广泛，但通常焊接电流不能超过350A，纯铜喷嘴使用电流可达500A，需要绝缘套将喷嘴和导电部分隔离。石英喷嘴较贵，但焊接是可见度较好。 气体流量和喷嘴直径的关系如下：焊接电流（A）喷嘴孔径/mm保护气流量/(L/min)1010049.54510115149.54715120061368201300813893015001316912第三章 全位置自动钨极氩弧焊 一、 全位置定义 熔焊时，被焊工件接缝所处的空间位置，称为焊接位置，根据焊接位置的不同，分为平焊、立焊、横焊、和仰焊。如下图： a平焊 b 立焊 C 仰焊 d 横焊 全位置焊接：在焊接管子时，工件平放不动，焊枪围绕着管子旋转一周，整个过程经历了平焊、上坡焊、下坡焊和仰焊等位置的焊接，称为全位置焊。全位置焊的特点 ： 焊接过程中熔池受力如下图所示。熔池在整个焊接过程中受到3种力：重力、表面张力和电弧吹力，但在不同的焊接位置只有重力方向相同，其它2种力的方向始终在变化，所以全位置焊接过程中受力很复杂，在不同的位置要不同的焊接参数。二、三、 管板焊接接头形式 在锅炉和换热器行业，存在着大量的管子和板材焊接的接头，其具体的焊接接头形式如下图： a管伸出 b 管平头 c管内缩管子规格、板件规格二.管板自动焊系统焊接标准工件要求:材料换热管标准管子直径高精度较高精度普通精度外径厚度外径偏差mm壁厚偏差mm外径偏差mm壁厚偏差mm碳钢低合金钢GB/T8163GB994814-302-2.50.200.30+12%-10%0.40+15%-10%30-502.5-3.00.45573.50.8%10%1.0%+12%-10%不锈钢GB13296GB9948GB/T1497614-301.0-2.00.20+12%-10%/30-502.0-3.00.30570.8%换热管中心距:(mm)换热管外 径10121416192022253032353845505557换热管中心 距13-14161922252628323840444857647072钢换热管的管板管孔直径及允许偏差:1、级管束(适用于碳素钢、低合金钢和不锈钢换热管)管板管孔直径允许偏差应符合下表规定：（mm）换热管外径1416192532384557管孔直径14.2516.2519.2525.2532.2538.4045.4057.55允许偏差+0.150+0.200 2. 级管束(适用于碳素钢,低合金钢换热管)管板管孔直径及允许偏差符合下图规定:（mm）换热管外径1416182532384557管孔直径14.4016.4019.4025.4032.5038.5045.5057.70允许偏差+0.150+0.200+0.300+0.400装配要求:1. 管平头装配要求如图一 (MM) 2. 管伸出装配要求如图二 (MM)管伸出长度如表管外径()伸出长度(L)383.5-4.5384-7三.焊前准备工作1 焊前清理及要求1.焊接管伸出时,用专用工具把管端外面抛光20mm,露出金属原色.2.焊接管平头时用专用工具把管端内外抛光20mm,露出金属本色.3.用丙酮或酒精清洁油污.4.工件点焊用手工氩弧焊不加丝,焊点要焊在坡口里面.勿将管口焊破.2 .焊丝的选用选用焊丝一般考虑以下规则：同牌号，等强度。既对普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍高于母材的焊丝；对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要成分与母材金属相同或相近。对于在特殊场合或有特殊要求的，要视情况和要求而定。 工件材质焊丝，牌号直径产地奥氏体不锈钢304/304LER308/ER308-L0.8天泰TGS-308/308L；锦泰316/316LER316/ER316-L0.8天泰TGS-316/316L；锦泰321ER308/ER308-L0.8天泰TGS-308/308L；锦泰低碳钢或低合金钢15 、20ER50-60.8天泰TM-56；锦泰25、 3020g 22g20 R耐热钢12CrMoVE5515-B2-V0.8天泰TR-317；锦泰钛合金Ti-10.8天泰TGS-Ti2四、 管管焊接接头1、接头形式 管管对接接头形式根据工件的不同可以分为管管、管弯头、关法兰、关三通四种，如下图： a管管 b管弯头 c管/法兰 d管/三通 2、坡口形式及装配要求 I型坡口a0.3b0.3c2.5 U型坡口 管管对接时间隙量小 于0.5mm,错边量小于0.5mm 五、管焊系统组成 EWA306 焊接电源 EWA406 EASY200 TP060 TP040 管板机头 PT80E PT80N TO50焊接机头 PT80S 有弧长横摆 TOA77 TO系列 TOA130焊接系统 TOA180管管机头 TOA230 无弧长横摆 TOK43 水箱 TC65 TOK77 送丝机 TC系列TC40 辅助部分 气瓶 TC12 气表第四章 管焊接电源（EWA406）一、 EWA 406 自动焊接电源 1、 正反面面板 图2.1 正面外观 图2.2 背面外观代 号图 案名 称功 能A1提 手B1顶 盖C1ON/OFF电源开关D1侧 盖E1旋转电机接口控制焊枪旋转F1排气窗排出内部气体，冷却电源G1TIG焊枪接口接手工TIG焊枪H1负 极接焊枪枪头I1采样接口采集电弧电压J1人机界面（控制面板）K1程序锁锁定程序，避免被他人修改L1线控器接口连接电源与线控器M1弧长、横摆接口控制焊枪横摆，自动调节弧长N1送丝电机接口控制送丝O1保护气接口为焊枪输送保护气P1正 极接工件Q1水箱检测线检测焊枪水路是否正常R1铭 牌记录出厂参数S1保护气进气接口连接电源与气瓶T1总电源进线接口为系统提供电源U1水箱电源供给接口为水箱提供电源2、功能和参数说明SG1BT7BT6BT5SW1BT1BT2BT3BT4图3 306面板标 号注 释参数范围作 用T01预送气时间0.0130s起弧前在钨极周围形成保护气氛T02滞后气时间0.0130s电弧熄灭后在熔池周围仍旧保持保护气直至熔池凝固；防止钨极氧化K1直流/脉冲电流选择DC、PDC采用脉冲焊接可以比较好的控制热输入量。即能保证熔深又能减少熔池，很适合全位置焊接。I电流增量0.110A焊接过程中一次可以改变的电流大小T11预熔时间0.0110s起弧到焊枪开始旋转的时间I11预熔电流5300A预熔时间内电流的大小，结合预熔时间可以形成大小等同于正常焊接时的熔池T12峰值时间0.011s在一个脉冲过程中大电流作用的时间I12峰值电流5300A采用脉冲焊接时较大的电流，也叫焊接电流，它直接影响熔深。T13基值时间0.011s在一个脉冲过程中小电流作用的时间I13基值电流5300A采用脉冲焊接时较小的电流，它主要起到凝固熔池和维弧的作用。N11焊接电流开始衰减位置19999D需要在多少度（一周360D）上停止T14电流衰减时间160s需要停止时，电流并不是立刻为零，而是慢慢减小，从开始减少到为零的时间，主要起到减少弧坑作用K2正向/反向旋转选择CW、CCWR机头代号199焊矩实际旋转一度换算为电源的一度时的一个系数。V21旋转速度50999焊接速度，直接影响热输入量的大小。DV21旋转速度增量1500焊接过程中旋转速度的改变量B归位/不归位选择ON、OFF焊接结束后焊枪是否回到起焊位置K3送丝开关ON、OFFWi_P脉动送丝开关ON、OFFT31送丝滞后角度1-6000D焊枪开始旋转多少度后才开始送丝。V32基值送丝速度50999 脉动送丝时慢送丝的速度V31峰值送丝速度50999脉动送丝时慢送丝的速度DV31送丝速度增量1500焊接过程中送丝速度的改变量N31送丝结束位置19999D旋转到多少度结束送丝T32送丝回抽时间0.015s焊接结束时需要提前抽回焊丝，以防粘丝，回抽速度固定，用时间来控制回抽量Synch锁定峰值（或基值）I-P、I-B、OFFI-P为锁定峰值I-B为锁定基值K4横摆开关ON、OFF当焊缝需要很宽时，焊枪需要摆动T41横摆滞后角度1-9999D从旋转开始到摆动开始的度数。T42_R摆动时右边缘停留时间0.18sT42_L摆动时左边缘停留时间0.18sV41横摆速度201200mm/minA41横摆宽度0.1100mm左、右摆宽度和L横摆偏移量0.15mm焊接过程中摆动中心的偏移改变量K5弧长跟踪控制开/关ON、OFFH51碰工件提升高度0.19.9mmPGJ碰工件选择ON、OFFT51弧长跟踪滞后角度1-9999D开始弧长跟踪时已经旋转的度数。U51弧长电压0.135V设定的电弧电压，弧长总是和电压相匹配的，弧长愈长电压愈高，热输入越大，弧长高时不利于熔池的稳定。DU51弧长电压增量0.19.9V焊接过程中一次可改变的电弧电压量SENS跟踪灵敏度116数值越高越灵敏N51弧长跟踪停止位置19999DH52焊完后焊枪提升高度050mmSG1LCD显示屏/SW1程序锁/BT1删除区间/BT2光标下移/BT3参数值“-” /BT4回车确认键/BT5参数值“+”/BT6光标上移/BT7分区间/二、 COOL 70 U40 冷却水箱 A2 E2 F2 B2 I2 J2 C2 D2 G2 H2 代 号图 案名 称功 能A2搭 扣连接电源与水箱B2 进、出水接口连接进水、出水管C2边 盖D2排气窗排出内部气体，冷却电源E2顶 盖F2提 手G2排水管排出箱内冷却液H2支 脚I2电源接入口为水箱提供电源J2水箱进水口给水箱加水搭扣使用说明：（卸下时） 掀起搭扣 逆时针方向旋转90 将抓手取出 顺时针方向旋转90（复原）2.3 RTC01线控器图 3.1 线控器 RTC 01 图案及功能说明： 图 案功 能 描 述模拟焊接选择此方式时，不产生电流，其它与实际焊接相同实际焊接程序号选择送丝开关选择是否送丝焊接开始焊接衰减急停按钮按下则焊接立即停止电流增加（此按钮每按一次，则电流增加电源上设置的I）电流减小（此按钮每按一次，则电流减小电源上设置的I）图 案功 能 描 述焊 接 前焊 接 过 程正向旋转增加焊接速度反向旋转减小焊接速度送丝，调整送丝位置增加送丝速度，此按钮每按一次，则送丝速度增加电源上设置的V31抽丝，调整送丝位置减小送丝速度，此按钮每按一次，则送丝速度减小电源上设置的V31滑架上、下、左、右行，调整钨极位置滑架上、下行，控制弧长电压，每按一次，则弧长电压变化电源上设置的U51；滑架左、右行，控制横摆，每按一次，则横摆变化电源上设置的L三、操 作1. 开机安装/连接好系统，将电源开关打到ON的位置，片刻后机器自检成功，此时前面板LCD显示屏被点亮，线控器电源指示灯点亮，机器处于待命状态。 注意：线控器必须连接到电源，否则设备不能正常工作。 编程通过线控器选择所需的程序号，打开电源前面板编程锁。此时即可修改或建立程序，参数输入或修改后，按确认键确认后，数据会自动储存。完成修改或建立程序后请讲编程锁关闭，防止数据被改动，结束编程。2.调整焊枪位置在此之前应对所用焊枪有所熟悉，采用线控器,在开始焊接之前给钨极精确定位. 焊枪旋转 正向和反向 焊枪横摆 左和右 焊枪移动 上和下采用线控器上的上图所示的按钮来完成钨极定位3. 送丝的设定线控器上有两只按钮用于焊丝的设定。两只按钮 用于推拉焊丝。 控制焊丝向前伸, 控制焊丝的回抽.这一功能可实现焊丝的快速和精确定位,松开这两只按钮可使焊丝停止运动.3. 开始焊接 程序的选择 在启焊之前,从焊接电源前面板的显示屏上检查左边显示的程序号是否是所需要使用的程序号. 程序号 PROGRAM:00T01=1.00_ S要改变使用程序号,采用线控器上拨码开关的“”或“”选择程序号 模拟焊接为了检验某一程序是否适用于被焊工件，首先应进行模拟焊接，这时，程序设定的所有功能重现，只是除去有关电流或弧长自控功能。模拟焊接过程中可进行气量调整。模拟功能的选择可通过线控器上的“模拟/焊接”开关来实现。 模拟 模拟/焊接 焊接开始焊接按一下线控器上“开始焊接”开关()，即可启动焊接过程。起弧只有当线控器上的“模拟/焊接”选择开关处在“焊接”位置时才有可能进行引弧。焊接过程中参数的修改在焊接过程中可以通过线控器修改参数值，下列参数值可修改： 焊接电流 旋转速度 送丝速度 横向偏差 弧控电压增量大小可以在编程时设定，焊接时每按一次“I+”“I-”按钮,电流按设定增量变化一次,采用这一模式可以改进焊接质量。众所周知,管子的金属成份不尽相同,操作者可针对不同的管子选取较适合的焊接参数值，这提供了修改原设定程序的自由度。EWA 3