钨极氩弧焊管管对接操作要点

1、西安技师学院10届焊接预备技师班毕业论文题目：钨极氩弧焊管-管对接操作要点姓 名： 蒋国祥 专 业： 焊接技术及自动化 学 号： 10JHG117 指导教师： 贾靖 马江涛 时 间： 2010/4/30 目录摘 要1关键词1一、引言1二、焊接材料分析11. 母材成分分析12. 母材力学性能13.母材焊接性分析1三、焊前准备21.使用材料及工具22. 焊前加工及清理23. 焊丝选用原则24. 焊接规范3四、 焊接过程31. 定位焊32. 焊接操作工艺要点33. 填丝注意事项44. 收弧与接头55. 收尾方法5五、焊后要求6六、易出现缺陷的防止方法61. 裂纹的防止62. 气孔的防止63. 未焊透

2、74. 非金属夹杂和夹钨的防止75. 焊缝尺寸超标的预防7六、结束语7参考文献8致谢9钨极氩弧焊管-管对接工艺要点摘 要本文主要描述了在进行钨极氩弧焊时，需要根据焊口的一些实际因素，如母材的焊接性及焊缝实际使用条件，选择合适的焊接设备和焊接材料，通过对材料本身成分分析，选择合适的焊接方法和焊接工艺进行焊接，最后对焊接过程中易出现的问题及缺陷进行分析，提出相应的解决方法和预防措施。关键词：焊接材料、焊接性、引弧、定位焊、选用原则、工艺要点、注意事项、收弧、熄弧一、引言近年来，随着大容量、高参数机组的投人及运行，高温高压受热面管道焊接采用钨极氩弧焊方法日益增多。目前，在火力发电厂，焊接受热面小径管

3、比较成熟的方法是采用全氩弧焊接或氩弧打底、焊条电弧焊盖面的方法进行焊接,因此,针对钨极氩弧焊容易出现的问题做以下讨论。12Cr1MoV属于Gr-Mo型珠光体耐热钢，属于低合金钢范畴，低合金钢焊接的有利一面是能提高抗氧化性和热强化性，不利的一面是增强了脆硬倾向和形成裂纹的机会增大，因此给焊接工作带来了很多困难。二、焊接材料分析1. 母材成分分析:12Cr1MoV钢的化学成分（质量分数/%）CSiMnP maxS maxCrMoVCu maxFe0.080.150.170.370.40.70.030.030.91.20.250.350.150.30.2其余2. 母材力学性能: 12Cr1MoV钢的

4、常温力学性能抗拉强度 Rm/Mpa屈服强度 Rel/Mpa断后收缩率 A/（%）47025520 3.母材焊接性分析： 钢材焊接性的好坏取决于它的化学成分，影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定它的可焊性，钢中含碳量增加，淬硬倾向增大，塑性降低，容易产生焊接裂纹。母材属于低合金珠光体型耐热钢，具有较高的热强性能，但由于其具有一定淬硬倾向所以在焊接循环决定的冷却速度条件下，焊缝金属和热影响区易形成冷裂敏感的显微组织，另外，母材中含有Cr、Mo、V等元素，在提高了钢的蠕变强度和组织稳定性的同时，这些强烈碳化物形成元素又增加了接头过热区产生再生热裂纹的倾向。12Cr1MoV具有更大的淬硬倾

5、向，而使热影响区更易产生冷裂纹。三、焊前准备 1.使用材料及工具： 1.1 工件： 12Cr1MoV 100×4mm1.2 焊机： 时代逆变 WS3501.3 焊枪： PQ85/150型空冷焊枪1.4 氩气流量计：AT15/301.5 钨棒： 铈钨极 2.5mm1.6 焊丝： H08Mn2SiA1.7 氩气： 纯度99.99%2. 焊前加工及清理：2.1 坡口形式为：70°V形坡口，对口间隙225mm，钝边115 mm；2.2 焊前清理用角向磨光机将坡口面及坡口两侧10mm15mm范围内打磨至露出金属光泽，用圆锉，砂布清理管内侧锈蚀及毛刺，如有必要可用丙酮清洗坡口表面及焊丝

6、。 3. 焊丝选用原则:手工钨极氩弧焊打底所选用的焊丝，除应满足机械性能要求外，还应具有良好的可操作性并且不产生缺陷。从焊接工艺试验的机械性能可以看出，H08Mn2SiA焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝HO8A较高；从无损探伤和现场手工焊接操作性上看，H08A焊丝打底容易产生气孔，且焊缝成型差；关键在于其Mn、Si元素的含量。焊缝中Mn、Si是主要合金化元素，同时也是一种较好的脱氧剂，Si脱氧能力比Mn要强，Mn和Si都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，而Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。因此，必须使焊缝材料保持适当

7、的Mn/Si比值，该比值愈高，焊缝金属的韧性愈好，一般认为Mn/Si2对焊缝韧性不利。4. 焊接规范焊接电流/A电压/V钨极直径/mm喷嘴直径/mm氩气流L/min钨极伸出度/mm焊接速度mm/min8010015172581057约5 74O60四、 焊接过程1. 定位焊：1.1 点焊固定采取三点周向对称点焊固定方法，焊点宜小，先从一端始焊然后过渡到另一端，保证焊点熔透无缺陷。1.2 定位焊缝操作要点：定位焊是焊缝的一部分，必须焊牢，不允许有缺陷。定位焊缝不能太高，以免焊接到定位焊缝处接头困难，如果碰到这种情况，最好将定位焊缝磨低些，两端磨成斜坡，以便焊接时接头容易。如果定位焊缝上发现裂纹，

8、气孔等缺陷，应将其打磨掉重焊，绝不允许用重熔的办法修补。1.3 分半逆向焊接，为减少出现气孔 可能性，在起焊的六点位置不设点焊固定点。焊枪与工件及焊丝间相对位置见图。 2. 焊接操作工艺要点：打底焊应尽量一气呵成，打底层应有一定厚度，如果10mm的管子，其厚度应4mm。如图1 ： 2.1 在仰焊位置6点以前的58处A点引弧焊丝与坡口的钝边保持1-1.5mm的间距，在平焊时，焊丝与内壁的钝边要平行，保持这样的间距，焊缝背部不会出现凹陷，余高大约0.5-1mm.始焊时，在对口处形成熔池（不能击穿）将焊丝插入熔池中，借助电弧吹力，使熔滴挤入间隙内并透过，在两侧钝边处（已熔化）搭成“桥”，以该“桥”为

9、基础逐步施焊。引弧部位在焊接方向前10 mm左右，绝不允许在管壁上引弧，引弧后，电弧始终保持在间隙中心。2.2 焊接过程中，由于管子水平固定，随着焊接位置变化，焊工的身体也随之移动，为保持平稳，进行仰位焊接时，可同时伸出手指支撑在管上；2.3 采用“二点法”焊接，控制弧长23mm，对坡口根部两侧同时加热，捻动送丝，使焊丝端头始终处于氩气保护范围内，边熔化边送丝，焊丝不直接插入熔池。而位于熔池前方，焊丝端头应呈圆形，送丝动作干净利落，控制坡口两侧熔透均匀，以保证管内壁成形均匀。2.4 前半圆焊到平焊位置时，将弧坑填满，在B点收弧，以利于后半圆接头。后半圆在焊接前将接头处打磨出斜面至露出金属光泽，

10、从仰焊位置起焊至平焊位置结束。2.5 收弧时在熄弧前向熔池连送两滴填充金属将熔池移至坡口一侧收弧。熄弧后将喷嘴罩住熔池，待完全冷却变暗后再移开。2.6 每半圆焊接一次完成，中途不停顿。如中途再度起焊，将端头打磨并使焊缝重叠57 mm。2.7 焊接时如发现电弧气氛呈蓝色，或者熔池有发泡现象，立即停下修磨，清除缺陷后继续焊接直至完成。2.8 焊接时要掌握好焊枪角度，送丝到位，力求送丝均匀，才能保证焊缝成型美观，焊第二层时，应注意不得将打底层焊道烧穿，防止焊道下凹或背面剧烈氧化。3. 填丝注意事项：3.1 必须等坡口两侧熔化后才能填丝，以免造成熔合不良，填丝时，焊丝应与工件表面夹角成15°

11、左右。填丝要均匀，快慢适当，过快焊缝余量大，过慢则焊缝下凹和咬边，焊丝端应始终处在氩气保护区内。对口间隙大于焊丝直径时，焊丝应跟随电弧同步横向摆动，不得扰动氩气保护层，以防空气侵入。3.2 操作过程中如不慎使钨极与焊丝相碰，发生瞬间短路，将产生很大的飞溅和烟雾，会造成焊缝污染和夹钨，这时应立即停止焊接，用砂轮磨掉被污染处，直至磨出金属光泽。被污染的钨极，应在别处重新引弧熔化掉污染端部或重新磨尖后，方可继续焊接。3.3 撤回焊丝时，不要让焊丝端头撤出保护区以免焊丝端被氧化，在下次进入熔池时，造成氧化物夹渣或产生熔孔。4. 收弧与接头：4.1 收弧不当会影响焊缝质量，使弧坑过深或产生弧坑裂纹，甚至

12、造成返修。收弧时，焊把应由内侧坡口处稍向外拉至电弧熄灭，并要注意控制速度，不能过快，以免产生缩孔。接头处所有焊缝无论有无缺陷都要用手砂轮修磨成斜面，然后在焊接方向的反向10 mm处引弧，将焊把向回移动，直至把原焊缝35 mm长度全部熔化，才开始送丝，直到焊完整个焊口。最后收弧时，一般多采用稍拉电弧，重叠焊缝10mm20mm，在重叠部分不加或少加焊丝，速度要快。停弧后，氩气开关应延时10s左右在关闭，防止金属在高温下继续氧化。4.2 接头时，在熔坑中间或靠后些引弧形成熔池后便可填充焊丝完成接头，“头与头”相接是在焊接水平或斜固定管时，当焊接另一侧的仰焊接头时，只以电弧将接头部位的原起始焊缝端部熔

13、化，形成熔池，便可送丝，完成该处接头。 接头质量控制：接头处理要有斜坡不能有死角，重新引弧的位置在原弧坑后面使焊缝重叠5mm-10mm，重叠处一般不填丝，焊丝紧贴坡口与钝边一起熔入、即将焊丝弯成弧形紧贴在坡口间隙处，焊接电弧熔化坡口钝边的同时也熔化焊丝。5. 收尾方法焊接过程在收尾时，应将熔坑填满，把电弧拉向对口的一侧电弧熄灭，最后收尾时，将始焊侧的焊道端熔化，将已熔金属与新熔化的熔池相碰接，再将新出现的熔池填满连接在一起。如有条件可采用电流衰减法，焊接终止时，停止填丝使焊接电流逐渐减小，从而使熔池体积不断缩小，最后断电，焊枪停止行走。五、焊后要求1经外观检查后，应立即进行热处理。正火：960

14、980，回火：740760。2. 发现焊缝内部或外部有缺陷时，应进行处理，采取挖补办法时，补焊前仍然需要进行预热，然后重新进行热处理。六、易出现缺陷的防止方法1. 裂纹的防止：1.1 选择合适牌号的焊丝，采用低硫磷低杂质元素的焊材；1.2 选择合适的焊接规范参数，采用软规范，以较小的焊接电流和尽可能快的焊速进行焊接；1.3 采用软规范，尽量缩短高温停留时间，减少过热和晶粒长大倾向；1.4 选择合理的焊接接头和坡口形式，控制焊缝金属中焊丝对母材所占的比例，即控制熔合比；1.5 严格焊前焊道坡口及管内外表面的清理；1.6 采用正确的收弧方式，填满弧坑，减少弧坑裂纹的倾向，选用有电流衰减的焊接设备；

15、1.7 采取合理的焊接顺序焊接，以便减少焊接应力。2. 气孔的防止：2.1 严格焊件坡口表面油、锈、氧化皮和焊丝焊道附近端头部分的清理，尤其注意细管内焊道附近端头部分的清理工作，最后可采用丙酮清洗表面；2.2 提高焊工操作水平，熟练焊接技术，防止焊接时触碰钨极和熔池停留时间过长而送不上丝；2.3 送丝采用“二点法”，送丝过渡熔滴要求快而准，在保证焊缝熔合好的情况下平稳移动，防止熔池过烧、沸腾，焊枪摆动幅度不可过大；2.4 加强硅锰联合脱氧作用，采用脱氧元素含量高的焊丝，尤其是在端头搭接重熔时更应如此；2.5 发现熔池发泡或电弧气氛呈现蓝色即表明已有气孔产生，应立即停下清理打磨后重新施焊；2.6

16、 以左焊法焊接，弧长尽量短。焊缝尽量一次焊完，尽可能减少重复加热和补焊次数，搭头起焊部位用砂轮打磨掉氧化膜后再施焊；2.7 保持合适的焊速，保证焊件、焊枪、焊口三者之间正确的相对位置。3. 未焊透：3.1 提高焊工的操作熟练程度，采用合适的焊接规范焊接;3.2 采用合理的焊接接头坡口形式，在便于组对的情况下钝边尽量小，为便于焊接，坡口角度应稍大；3.3 严格检查焊缝组对质量。尤其在小钝边接头情况下，应控制组对错边量<15mm；3.4 采取合适的钨极尖端形状，修磨的钨极长度，一般为钨极直径的35倍，末端的最小直径为钨极直径的1/21/5,尖端夹角应采用3O°为好；3.5 严格焊前

17、清洗，尤其对管内坡口端部附近的氧化膜应清理干净。4. 非金属夹杂和夹钨的防止焊接前仔细清理表面氧化膜，加强氩气保护效果，焊丝端头应尽量置于氩气保护范围内，选择合适的钨极直径及焊接规范，正确修磨钨极夹角，保持正确的钨极尖端形状，当钨极触粘在焊缝上时，应及时将触粘处修磨掉。5. 焊缝尺寸超标的预防选择合适的焊接规范参数，提高操作技术水平及熟练程度，送丝及时、到位准确、移动一致，正确控制熔池温度。在条件具备的情况下，尽量采用转动焊，当进行全位置焊接时，应采用逆向分半焊接顺序，严格控制焊缝的组对质量和对接间隙，坡口钝边厚度应选择适当。六、结束语随着钨极氩弧焊（GTAW）应用的日益广泛越来越引起焊接工作者的重视，本文对GTAW焊接过程中的一些重要步骤进行分析，希望对焊接工作者有所帮助。参考文献1 焊接工程师手册/陈