氩弧焊通用焊接工艺

弧焊通用焊接工艺（总17页）■_rJ手工钨极氩弧焊1、 一般要求2、 应用范围3、 焊接准备4、 操作技术5、 焊接6、 氩气焊丝和焊条7、 焊接工艺8、 质量记录9、 焊接及注意事项10、 钨极氩弧焊安全规程11、 焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表一、一般要求1、 焊接材料焊丝：用于GB的焊丝应符合GB/T8110的有关规定，对于入库时间长而有锈斑，影响使用的应予报废。保护气体的种类和质量：采用纯度大于％纯氩。钨极的种类：采用钍钨极或铈钨电极，其端头的几何形状应根据电流的大小选择，采用小电流时，端头夹角为30度。焊接设备：氩弧焊机。焊接辅助装备：安全防护用品、手锤、角向砂轮等。焊工资格：焊工必须经过南昌市技术质量监督局培训，并且取得相应的合格项目，方可从事相关焊接工作。焊接工作必须按照技要、技术标准进行。焊接环境：当风速大于2m/s、相对湿度大于90%、雨、雪环境、焊件温度低于0C。时，均应采取相应的措施来保证焊接质量。当焊件温度在-18〜0C之间时，应将始焊点周围100mm的母材预热到约15C再开始焊接。否则禁止施焊。焊接极性：直流正接既焊枪接负极，工件接正极。在操作过程中若有个人无法解决的问题，应立即与班组长、检验员或焊接工程师联系。2、 焊前准备根据焊接位置、持证项目、接头形式和作业情况等选择合适的焊接辅助装置。去除坡口内、外20mm范围内的水、锈、油污等杂质。根据图纸、工艺要求核对坡口形式及角度、材质、坡口尺寸及装配质量。如需要标记移植，检查标记移植情况。检查所用设备是否完好情况。不锈钢管焊接的接头，应内部充氩保护，保护时，管子两头和管子四周的孔应该用美纹纸或铁板封住，以增强保护效果。试焊，根据表1调节焊接参数。表1 焊接参数母材厚度接头形式电流(A)电压(V)焊丝规格电极尺寸气体流量喷嘴尺寸喷嘴到工件距离型坡口70-12012-16二、应用范围不同直径的钢管及耐热合金钢管子一般采用钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充及盖面层焊接，小直径管子可用手工钨极氩弧焊打底及盖面层焊接。采用手工钨极氩弧焊打底的焊接工艺，具有很多优越性，它不仅能充分保证母材根部的良好熔透，焊缝具有良好的成型，同时可提高根部焊缝的塑性和韧性，减少焊接应力，从而可以避免产生根部裂纹，施焊中也不易出现未焊透、夹渣、气孔等缺陷。所以，已广泛用于一般重要设备，如承压管道、高压容器和高温高压锅炉中管子的焊接。钨极氩弧焊焊接管子，主要有两种形式，一种是水平钨极自动氩弧焊(管子转动)，主要用于可转动的直管子对接焊缝，另一种是全位置自动钨极氩弧焊(焊枪或机头围绕管子转动)，主要用于焊接不可转动的弯管，这种焊接方法多采用程控脉冲电源。三、焊前准备1、管件坡口及装配要求：管件加工30C。坡口角度，装配要求如图：2、管件的清理:TIG焊时，氩气只起气体保护作用，对焊件与填充金属表面的油、锈及其他污物非常敏感，如清理不当，焊缝中很容易产生气孔、夹渣等缺陷。焊前必须认真清理，彻底除去焊件坡口面及其内外壁各15mm〜20mm表面上的油脂、油漆、涂层，以及加工用的润滑剂、氧化膜及锈等，使之呈现金属光泽，对近件清理要求严格，宜清理后尽快施焊。3、管件的点固焊:点固焊时，应保证间隙合适和管子的同心度，直径Q142mmx5mm管子对称点焊两点，直径Q133mmx10mm管子点焊3〜4,沿管周围均匀分布，点焊固定焊缝长度10mm〜15mm,高2mm〜3mm，点固焊使用焊丝牌号、直径及焊接工艺参数与管子第一次打底焊接时相同，由于点固焊缝可作为打底焊缝的一部分保留下来，因此必须熔透，不得产生气孔、裂纹、夹渣等缺陷，如存在缺陷时，可将其用砂轮机去后再重新进行点固，点固焊缝尺寸如图：2~32~3四、操作技术1、 定位焊；装配定位焊接用采用与正式焊接相同的焊丝和工艺。一般定位焊缝长10〜15mm，余高2〜3mm。直径中60mm以下管子，可定位点固1处；直径中76〜159mm管子，定位点固2〜3处；中159mm以上，定位点固4处。定位焊应保证焊透，并不得存在缺陷。定位焊两端应加工成斜坡形，以利接头。2、引孤；可采用短路接触法引孤，既钨极在引孤板上轻轻接触一下并随即抬起2mm左右即可引燃电弓瓜。使用普通氩孤焊机，只要将钨极对准待焊部位（保持3〜5mm），刻发生高频电流引起放电火花引燃电弓瓜。3、填丝施焊；电弓瓜引燃后加热待焊部位，待熔池形成后随即适量多加焊丝加厚焊缝，然后转入正常焊接。焊枪与工件间保持后倾角75〜800，填充焊丝与工件倾角150〜200，一般焊丝倾角越小越好，倾角大容易扰乱氩气保护。填丝动作要轻、稳，以防扰乱氩气保护，不能象气焊那样在熔池中搅拌，应一滴一滴地缓慢送入熔池，或者将焊丝端头浸入熔池中不断填入并向前移动。视装配间隙大小，焊丝与焊枪可同步缓慢地稍做横向摆动。以增加焊缝宽度。防止焊丝与钨极接触、碰撞，否则将加剧钨极烧损并引起夹钨。焊丝端头不能脱离保护区，打底焊应一次连续完成，避免停弧以减少接头。焊接时发现有缺陷，如加渣、气孔等应将缺陷清除，不允许应重复熔化的方法来消除缺陷。第二层以后各层的焊接，如采用手工电弧焊应注意防止打底焊缝过烧。焊条直径不应大于，并控制线能量。采用氩弧焊应将层间接头错开，并严格掌握、控制层间温度。4、收弧；焊缝结尾收弧时，应填满熔池，使电流逐渐减小后熄灭电弧。收弧时可减慢焊接速度，增加焊丝填充量填满熔池，随后电弧移至坡口边缘快速熄灭。电弧熄灭后，焊枪喷嘴仍要对准熔池，以延续氩气保护，防止氧化。五、焊接1、 焊接电源：手工钨极氩弧焊应采用直流电源，正极性接法。正接：焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。反接：焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。极性选择原则：碱性焊条常采用直流反接，否则，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大，酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。2、 电源种类和极性见表2表2 电蹄类和极性的选择基本金属电源种类和极性直流正接直流反接碳钢推荐不用合金钢不用推荐不锈钢推荐不用3、焊接电流的选择选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如：焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等。但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。焊条直径与焊接电流关系见表3焊条直径越粗，焊接电流越大。表3 焊条直径与焊接电流关系焊条直径(mm)焊接电流(A)25-4540-6550-80100-130160-210焊接位置；平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流。横、立、仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置小10〜20%。角焊电流比平焊电流稍大一些。焊道层次打底及单面焊双面成型，使用的电流要小一些。碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流小。总之，电流过大过小都易产生焊接缺陷。电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且易造成咬边、弧坑等到缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大。电弧电压电弧电压主要决定于弧长。电弧长，则电弧电压高；反之，则低。在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，而且尽可能用短弧焊接。所谓短弧是指弧长焊条直径的〜倍，超过这个限度即为长弧。焊接速度在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下，由操作者灵活掌握。速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大；速度过快，易造成未焊透，未熔合，焊缝成型不良好等缺陷。速度以及电压与焊工的运条习惯有关不用强制要求，但是根据经验公式，可知当电流小于600A时，电压取20+。当电流大于600A时电压取44V。焊接电流主要根据工件的厚度和空间位置来选择，过大或过小的焊接电流都会使焊缝成型不良或产生焊接缺陷。所以，必须在不同钨极直径充许的焊接电流范围内，正确地选择焊接电流，见下表4。表4 鸨极尖端形状和电流范围钨极直径(mm)尖端直径(mm)尖端角度(°)直流正接恒定直流/A脉冲电流/A3570-9080-1804590-150120-2504、电弧电压电弧电压由弧长决定，电压增大时，熔宽稍增大，熔深减小。通过焊接电流和电弧电压的配合，可以控制焊缝形状。当电弧电压过高时，易产生未焊透并使氩气保护效果变差。因此，应在电弧不短路的情况下，尽量减小电弧长度。钨极氩弧焊的电弧电压选用范围一般是10-24伏。5、氩气流量为了可靠地保护焊接区不受空气的影响。必须有足够流量的保护气体。氩气流量越大，保护层抵抗流动空气影响的能力越强。但流量过大时，不仅浪费氩气，还可能使保护气流形成紊流，将空气卷入保护区，反而降低保护效果。所以氩气流量要选择恰当，一般气体流量可按下列经验公式确定：Q=-）D式中：Q——氩气流量，L/mmD——喷嘴直径，mm。（氩气纯度；焊接不同的金属，对氩气的纯度要求不同。例如焊接耐热钢、不锈钢氩气纯度应大于％；焊接钛及其合金，要求氩气纯度大于％。工业用氩气的纯度可％。）6、 焊接速度焊接速度加快时，氩气流量要相应加大。焊接速度过快，由于空气阻力对保护气流的影响，会使保护层可能偏离钨极和熔池，从而使保护效果变差。同时，焊接速度还显著地影响焊缝成型。因此，应选择合适的焊接速度。7、 喷嘴直径增大喷嘴直径的同时，应增大气体流量，此时保护区大，保护效果好。但喷嘴过大时，不仅使氩气的消耗量增加，而且可能使焊炬伸不进去，或妨碍焊工视线，不便于观察操作。故一般钨极氩弧焊喷嘴以5-14mm为佳。另外，喷嘴直径也可按经验公式选择：D=（-）d式中：D——喷嘴直径（一般指内径）mm；d 钨极直径mm。8、 喷嘴至焊件的距离这里指的是喷嘴端面和焊件间的距离，这个距离越小，保护效果越好。所以，喷嘴距焊件间的距离应尽量小些，但过小使操作、观察不便。因此，通常取喷嘴至焊件间的距离为5-15mm。9、 钨极伸出长度钨极伸出长度系钨极端头伸出喷嘴端面的距离。伸出长度小，喷嘴与工件距离近则保护效果好。但过近影响视线，妨碍操作。总之，手工钨极氩弧焊的喷嘴直径一般为5〜20mm；氩气流量3〜25L/min；焊接对接焊缝时，钨极伸出长度为3〜6mm；焊角焊缝时，钨极伸出长度为7-8mm较好。喷嘴与工件距离5〜12mm。附加设备：1） 供气系统，包括氩弧气瓶、减压器、流量计、输送氩气胶管等。2） 供电系统，包括焊接电缆、钨极、焊枪等。陶瓷喷咀一般采用e8mm〜e12mm为宜，钨极选用铈钨极并磨成如图：伸出喷咀长度为6mm〜8mm。3）主要工具，角向砂轮及砂轮片等。六、氩气焊丝和焊条1、 氩气的纯度将直接影响到焊缝质量，焊接用氩气的纯度应大于或等于％，并有合格证标签。2、 试件装配点固焊及打底焊，可选用直径mm的焊丝，焊丝的质量应符合国家标准的规定，应有制造厂的质量保证书。3、 焊丝使用前，需严格清除表面的油污、锈蚀等，并用丙酮清洗擦干。4、 常用钢号、焊接材料选用5表5 焊丝牌号的选择钢号氩弧焊打底焊丝填充盖面层焊条12Cr1MoVGTIG-R31R31715CrMoGTIG-R30R30720GTIG-J50E501520G/15CrMoGTIG-J50E501520G/12Cr1MoVGTIG-R30R307七、焊接工艺1、 焊接规范参数：电源种类、焊接电流、钨极直径、填充焊丝直径、喷咀直径、氩气流量2、 钨极伸出长度、电弧长度、焊接速度、各规格参数见表6

焊丝直径(mm)焊接电流(A)电源种类钨极直径(mm)喷咀直径(mm)钨极伸出度(mm)氩气流量(h/mm)电弧长度(mm)e80〜110直流反接~38〜126〜88〜10〜53、V形坡口水平焊位置手工钨极氩弧焊工艺参数见表7焊接层次焊接电流(A)电弧电压(V)氩气流量(升/分)钨极直径(mm)打底焊80-10010-148-10填充焊90-10010-148-108-10盖面焊100-11010-148-108-10焊丝直（mm）钨极伸出长度（mm）喷嘴直径（mm）喷嘴至工件距离（mm）/4-68-10<12/4、小径管垂直固定对接焊焊接工艺参数见表8焊接层次焊接电流（A）电弧电压（V）氩气流量（升/分）钨极直径（mm）氩弧焊打底80-10010-148-10填充焊90-10010-148-10盖面焊100-11010-148-10焊丝直径（mm）钨极伸出长度（mm）喷嘴直径（mm）喷嘴至工件距离（mm）4-68-10<125、碳钢、不锈钢的手工钨极氩弧焊焊接工艺参数的选择见表9、10表9推荐的碳钢焊接工艺参数材料厚度（mm）>-接头设计V形坡口电流（A）70-120极性直流正接电弧电压（V）12电极种类铈（钍）钨极电极尺寸（mm）填充金属种类按技术要求填充金属尺寸（mm）—保护气体（Ar）氩气体流量（dm3/min）10-14背面气体流量（dm3/min）2-4喷嘴尺寸（mm）10-12喷嘴至工件距离（mm）<12预热温度（最低）（C。）15层间温度（C）250

表10推荐的不锈钢焊接工艺参数材料厚度（mm）>-接头设计V形坡口电流（A）70-120极性直流正接电弧电压（V）12电极种类铈（钍）钨极电极尺寸（mm）填充金属种类按技术要求填充金属尺寸（mm）_保护气体（Ar）氩气体流量（dm3/min）10-14背面气体流量（dm3/min）2-4喷嘴尺寸（mm）10-12喷嘴至工件距离（mm）<12预热温度（最低）（C。）15层间温度（C。）250注；具体施焊时，焊接流、电孤电压等见焊接工艺卡。图a 图b外填丝法适用于各种位置和各类管件的焊接，内焊丝法适用于焊接大管的仰焊部位,为内壁填丝工艺简单，易于焊透。八、质量记录1、 焊接材料质量证明书。2、 焊工合格证及编号。3、 焊接工艺4、 焊接质量检验报告。5、 焊接试样报告。6、 探伤报告。7、 其它技术文件。九、焊接及注意事项1、 在施焊前，按表1要求调试好焊接规范。2、 在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。3、 防止地线、电缆线、焊钳与焊件接头接触良好，防止打弧。4、 防止焊接过程中焊缝夹钨。5、 多层多道焊时，控制层间温度不大于250C。。6、 受压元件角焊缝的根部要保证焊透。7、 接弧处应保证焊透与熔合。8、 焊后清理及检验9、 清除焊道内外表面。10、 焊后自检。焊缝表面不得出现的裂纹、气孔、夹渣、未熔合及咬边等缺陷11、 返修，表面的轻度咬边、飞溅、成形不良，等应予修磨，修磨深度不得小于母材的负偏差。12、 焊接完毕，关闭电源，清理现场的电缆，清除现场的焊丝头、焊渣等杂物。十、钨极氩弧焊安全规程1、 焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品距离焊接场所不得小于5m。若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火星落入易燃物品。易爆物品距离焊接所不得小于10m。氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。2、 手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。使用前应对焊机进行全面检查。确定没有隐患，再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。3、 应经常检查氩弧焊枪的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影响焊接质量。4、 焊人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。焊机应至少每年除尘清洁一次。5、 钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。因此焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即