简易自动送丝钨极氩弧焊施工工法

简易自动送丝钨极氩弧焊机施工工法XXX（作者姓名）（单位）1

前言本实用新型涉及一种改进后用于管道焊接的简易自动送丝钨极氩弧焊机。现有的氩弧焊机大多采用手工送丝，或是购买专用自动送丝氩弧焊机。二者都存在一定的不足，主要是手工送丝不稳定，接头多，成形不美观，焊接质量差；而专用自动送丝氩弧焊机价格高，需购买整套设备，不能与现有设备通用。针对手工氩弧焊机和专用自动送丝氩弧焊机本身存在的不足，本实用新型提供一种简易的自动送丝钨极氩弧焊机。该焊机通过控制电路和附具实现钨极氩弧焊的自动送丝焊接，最大限度地利用现有的手工氩弧焊机和闲置的CO²送丝机，在保证焊接质量的同时，降低成本，提高效率。本实用新型已于2011.10.15获中华人民共和国国家知识产权局授权专利，申请号为201120392932.7，授权公告号为CN202283628U。2

特点与传统焊机相比，该简易自动送丝钨极氩弧焊机具有以下特点：2.1

提高工程质量：简易自动送丝钨极氩弧焊机装置在不破坏普通手工钨极氩弧焊机和CO²送丝机前提下，将二者通过集成在控制盒内部的供电及调速装置以及模拟手工送丝角度的送丝附具连结起来，实现了普通手工钨极氩弧焊机送丝自动化，保证了送丝稳定性，减少了接头数量，提高了焊接质量。经在工程中的实际运用，简易自动送丝钨极氩弧焊机的焊接质量完全达到了国家规范和行业规范的要求。2.2

提高生产效率：普通手工钨极氩弧焊机送丝自动化的实现，解放了左手，直接节省了劳动力；此外，送丝是焊接过程中非常重要的一个操作环节，手工送丝多采用焊工手指捻动焊丝来完成送丝过程，焊工操作送丝时非常不方便，长时间焊接时需要频繁拿取焊丝，因此，手工送丝准确性差、一致性差、送丝不稳定，从而导致了焊接生产效率低下，焊接成型一致性差，劳动力的解放与送丝稳定性的保证，直观的提高了焊接效率。经对比测算，效率较手工送丝提高约50%，并且管径越大，效率越高。2.3

可节省材料用量：在焊接过程的送丝环节中，由于焊工手持焊丝长度有限，每段焊丝焊接完成时都会留存一小段焊丝无法使用，造成了浪费。通过手工钨极氩弧焊机送丝自动化的实现，避免了焊接材料的损耗，节省了工程材料用量。2.4降低工程成本：普通手工钨极氩弧焊机送丝自动化的实现不仅提高了焊接质量和焊接效率，同时，由于其对现有设备适用范围的扩大，提高了闲置设备的使用效率，降低了生产成本。综合考虑材料的用量、施工的速度，施工的难易程度、人工费用、用料的损耗、现场加工费用、机械加工费及场地等因素，可节省焊丝材料30%以上，缩短工期50%-70%，降低工程成本15%以上，具有相当可观的经济效益。3

适用范围本工法主要适用于管道焊接，直线焊缝和规则的曲线焊缝，且能用于持续焊接、间续焊接（有时称为‘跳焊’）和点焊。钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式，且特别适于薄板的焊接—经常可薄至0.005英寸。钨极氩弧焊的特性使其能适用于大多数的金属和合金的焊接，可用钨极氩弧焊焊接的金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合金、镍合金、钛合金和锆合金等等。值得注意的是，铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接，这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难，锌在1663F汽化，而此温度仍比电弧温度低很多，且由于锌的挥发而使焊道不良。表面镀铅、锡、锌、镉或铝的钢和其它在较高温度熔化的金属，可用电弧焊接，但需特殊的程序。在镀层的金属中的焊道由于“交互合金”的结果，很可能具有低的机械性质，为防止在镀层的金属焊接中产生交互合金作用，必须将要焊接的区域的表面镀层清除，焊接后再修补。4

工艺原理和工艺参数4.1工艺原理钨极氩弧焊时常被称为是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，必须能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，其方法构成如图4-1所示。焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成一个厚而密的气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的氧化，在氩气层流的包围中，电弧在钨极与工件之间燃烧，利用电弧产生的热量，熔化被焊处，并填充焊丝，把两块分离的金属连接在一起，从而获得牢固的焊接接头与优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。焊接薄板时，为防止变形可采用铜衬垫并将工件压贴于衬垫上，以利散热。还可将铜衬垫加工出凹槽，凹槽对准焊缝以便背面充气保护。5.2操作要点5.2.1对气体的控制要求：要求气体先来后走，氩气是较易被击穿的惰性气体，先在工件与电极针间充满氩气，有利于起弧；焊接完成后，保持送气，有助于防止工件迅速冷却防止氧化，保证了良好的焊接效果。5.2.2电流的手开关控制要求：要求按下手开关时，电流较气延迟，手开关断开（焊接结束后），根据要求延时供气电流先断。5.2.3高压的产生与控制要求：氩弧焊机采用高压起弧的方式，则要求起弧时有高压，起弧后高压消失。5.2.4干扰的防护要求：氩弧焊的起弧高压中伴有高频，其对整机电路产生严重的干扰，要求电路有很好的防干扰能力。5.2.5在使用前先观察冷却水系统内有无冷却水，必须保证有足够的冷却水，观察电路，气路，水路是否按照要求接好。5.2.6合上总电源开关，首先启动冷却水，然后打开氩气钢瓶阀门，调节阀门，保持氩气有一定流量，再开启焊机电源。5.2.7根据不同焊接样品采用相应的焊接规范进行焊接，在焊接时保证室内空气流通。5.2.8焊接完以后应先关闭焊机电源，然后关闭气瓶阀门，再关闭冷却水，最后关闭总电源。5.2.9氩弧焊有较高的紫外线强度及采用较高空载电压的电源，在使用焊机时必须穿戴好工作服，帽及手套，应做好个人防护，避免弧光，烧伤或烤伤。5.2.10要求要焊接的组成件的组合，必须牢固的保持在正确的相关的位置上。6

材料6.1主要材料氩弧焊机，CO²送丝机，控制盒，氩气瓶，氩弧焊枪。6.2其他材料氩气管，调速按钮，调节附具，工件，220V插座。7

机具设备结合附图7-1对本机具设备作进一步说明：简易自动送丝钨极氩弧焊机，由附图7-1所示，包括氩弧焊机1、CO²送丝机2、控制盒3、氩气瓶5及氩弧焊枪7，其特征在于：所述的氩弧焊机1通过其后部增加的220V插座10与控制盒3连接，而CO²送丝机2则通过快速插头与控制盒3连接，与CO²送丝机2相连的调节附具8固定在氩弧焊枪7上，用于调节送丝角度，使其满足焊接角度的需要。氩弧焊枪7通过氩气管4与氩气瓶5连接，氩弧焊枪7的把手上有调速旋钮6调节，用于调节送丝速度，调速旋钮6通过线路与控制盒3连接，调节附具8的出丝端与氩弧焊枪7的钨极同时对准工件9的焊接位置，氩弧焊枪7上的电源开关通过电缆与氩弧焊机1连接。图7-1本实用新型各构件布局示意图图中：1-氩弧焊机，2-CO²送丝机，3-控制盒，4-氩气管，5-氩气瓶，6-调速按钮，7-氩弧焊枪，8-调节附具，9-工件。8

劳动组织和安全8.1施工中的有害因素氩弧焊影响人体的有害因素有三方面：1）放射性钍钨极中的钍是放射性元素，但钨极氩弧焊时钍钨极的放射剂量很小，在允许范围之内，危害不大。如果放射性气体或微粒进入人体作为内放射源，则会严重影响身体健康。2）高频电磁场采用高频引弧时，产生的高频电磁场强度在60～110V/m之间，超过参考卫生标准(20V/m)数倍。但由于时间很短，对人体影响不大。如果频繁起弧，或者把高频振荡器作为稳弧装置在焊接过程中持续使用，则高频电磁场可成为有害因素之一。3）有害气体——臭氧和氮氧化物氩弧焊时，弧柱温度高。紫外线辐射强度远大于一般电弧焊，因此在焊接过程中会产生大量的臭氧和氧氮化物；尤其臭氧其浓度远远超出参考卫生标准。如不采取有效通风措施，这些气体对人体健康影响很大，是氩弧焊最主要的有害因素。8.2劳动组织8.2.1根据工程规模的大小，组织若干个施工安装小组。安装前，按照图纸要求对施工人员进行详细交底。8.2.2施工人员在详细阅读设备说明书及经过相应的培训后方可使用该设备,在使用该设备之前必须获得设备管理人员同意。8.3施工中的安全防护措施8.3.1通风措施：氩弧焊工作现场要有良好的通风装置，以排出有害气体及烟尘。除厂房通风外，可在焊接工作量大，焊机集中的地方，安装几台轴流风机向外排风。此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机等。8.3.2防护射线措施：尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。8.3.3防护高频的措施：为了防备和削弱高频电磁场的影响，应采取的措施有：1）工件良好接地，焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽；2）适当降低频率；3）尽量不要使用高频振荡器做为稳弧装置，减小高频电作用时间。4）其它个人防护措施：氩弧焊时，由于臭氧和紫外线作用强烈，宜穿戴非棉布工作服（如耐酸呢、柞丝绸等）。在容器内焊接又不能采用局部通风的情况下，可以采用送风式头盔、送风口罩或防毒口罩等个人防护措施。9

质量要求9.1严格按现行国家规范、规程及标准进行检查验收。9.2钨极氩弧焊的检验包括所有的非破坏性方式，从金属片形焊物的表面检验至较厚焊接物的放射线(X光)和超声波方式检验,以检查表面以下（内部）较可能发生的缺陷。9.3因为在钨极氩弧焊中，其热量是在极棒和工作物之间产生，而将工作物边缘熔化且当焊道熔池凝固时必须清洁，接合在一起。为了能以钨极氩弧焊得到良好的品质的焊道，基本上必须将要焊接的所有表面和临近的区域清洁干净，如果使用熔填金属也必须清洁。9.4焊丝端头不能脱离保护区，打底焊应1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。9.5第二层以后各层的焊接，应注意防止打底焊缝过烧。焊条直径不应大于3.2mm，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。10效益分析10.1经济效益此项技术降低了现场工人焊接的劳动强度。采用简易自动送丝钨极氩弧焊机取代人工手动送丝焊接，可以减少劳动力50%～70%。在基本相同的条件下，机械化自动送丝消耗的工时约为人工手动的30%-50%，从而加快了施工进度，为后续工程赢得了时间。节省材料30%以上，降低工程成本15%以上，缩短工程工期50%～70%，由此带来许多直接与间接效益，甲方的投资回报期缩短，施工方设备费用、现场设施的简化，间接费、人工费都直接下降，综合考虑材料的用量、施工的速度，施工的难易程度、人工费用、用料的损耗、现场加工费用、机械加工费及场地等因素，其综合经济效益显著。10.2社会效益此技术的使用缩短了工期，减轻了工人的劳动强度，获得了甲方、监理、政府监督部门的一致好评。节省焊丝等工程材料，减少了施工垃圾的产生，这些均有利于环境保护和文明施工，是对环保的一大贡献，为创造良好的经济效益和社会效益打下了坚实基础。11应用实例（说明本工法应用的工程项目名称、地点、开竣工日期、实物工程量和应用效果。一项工法的形成，一般需要有三个应用实例。）XXXXXXX12环保措施12.1编制环境保护实施计划；12.2对现场施工人员进行环境保护教育；12.3正确处理垃圾；12.3.1尽量减少施工垃圾的产生；12.3.2产生的垃圾在施工区内集中存放，并及时运往指定垃圾场。12.3.3集中回收废弃物