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摘 要:不锈钢手工钨极氩弧焊焊缝背面通氩气保护,因其受到工件形状与质量、焊接环境条件、保护气体的气室条件、实际效能输出性等综合因素的影响,采用不锈钢药芯焊丝打底,焊缝背面不用氩气保护,焊接活动的开展更为便捷、有效。采用手工钨极氩弧焊填充不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢管道,是一项工艺相对简单但焊缝成形效果与焊接质量优异的操作方法。此工艺背面免去了氩气保护,继而节省了大量的氩气以及氩气保护设施,即是降低了焊机的综合成本,且整体效率得到了显著的提升。现阶段已得到了广泛的运用。
关键词:不锈钢;药芯焊丝;手工钨极氩弧焊;氩气保护
一、焊接工艺的制定
(一)焊前预处理阶段
(1)焊前准备。不锈钢材料的堆放与一级加工,必须在专门的场地开展。质量达标的板材、管材以及管件,根据其标号分别存放在木垫之上,切忌不可会直接接触钢材,堆放与加工的场地,必须采用木板或其他材料进行隔离;再测试氩气纯度,其必须达到98%之上;测量氩弧焊机、氩弧焊枪以及氩气表、流量计的性能,必须符合当次焊接活动的工艺要求;检测电流表、氩气表、流量计的运行情况。
而对于焊接人员,主要是根据GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》检查其资格证明[1]。而后是某些材料的加工细则,不锈钢板材与大直径管材的下料。应当开展等离子切割,小直径管材则使用普通切割机即可。将半自动化的等离子坡口机、角向磨光机两类机器联合运用,根据设计图的坡口形式、尺寸予以加工。
(二)坡口的选择
焊接坡口的形状,可直接影响到焊缝的质量,坡口形状的制定或选择,主要是根据母材的材质而定。例如,奥氏体不锈钢的线膨胀系数较大而热导率却较低[2]。对接不锈钢时其坡口角度通常设定在60°左右,钝边设定为2mm左右、间隙为2-3mm左右,焊接试件首先进行机械加工生产,焊接之前用先使用角磨机进行相应的调节,清理坡口面及其周围约10mm范围内的油渍与锈迹。
(三)保护气体的选择
保护气体的作用,旨在避免高温环境下溶池与近缝区的金属受到污染。气体保护的种类与流量,同时还直接影响到电弧特性、焊接深度与焊道形状、熔滴过渡模式、咬边倾向、电弧稳定性等模块[3]。钨极氩弧挥采用氩气作为保护气体,其氩气纯度必须达到98%以上。例如溶化极气体保护焊采用混合气体作为保护气体,其二氧化碳纯度必须超过99.5%。混合气体保护除了具有在氩气氛围下电弧燃状态稳定、飞溅范围小、熔滴过渡效果好等特点之外,还含有氧化性氛围,继而消解了纯氩保护中产生表面张力过大、液体金属过于粘稠、半点漂移以及易咬边等缺陷问题。
(四)焊接工艺标准的制定
为确保避免焊缝金属形成晶间性腐蚀,应当使用小的焊接热输入、快速焊、短弧摆动幅度小的焊,层间温度稳定在50到60℃之间。使用高频引弧,避免钨极直接接触母材而产形成夹钨。焊枪需提前送气约30到60s之后在开弧,熄弧时主要应用焊机的电流衰减以及延时气体保护功能,在熄弧区延迟通气约30~60s,充满弧坑,避免空气污染焊缝。焊枪喷嘴后倾角度,消需控制在75到85°之间,焊丝与焊件表面的夹角控制在15到20°之间。打底焊时,焊枪可开展圆弧形摆动,填丝的频率可相对快于实芯焊丝,焊丝传输到熔池的1/2处时,水平向下轻轻按压,确保根部熔透、背面实际成形。焊接过程中,焊丝输送端必须确保处于氩气保护中,不定期检查喷嘴与输气管的情况,而注意观察氩气的保护成效,发现问题迅速解决,避免影响到焊接整体质量。
二、焊接注意事项
打底焊,焊枪摆动幅度不可过大,也不可太小[4]。若是幅度过小,焊道形状则相继凸起,焊缝坡口两端溶合不佳,同时药芯焊丝也无法全部化开,极其容易形成包渣;而若是摆动幅度太大,则保护效果不佳,很大程度上气孔会超标同时根部熔合效果不佳等问题。
定位焊时,需注意的是,确保两管道的同轴度一致,防止错位,且在打底焊加强打磨定位焊缝,这些部位相对来说是产生裂纹的根源地。
打底焊时,还需重视的是控制热量的输入产出,钨极氩弧焊打底时通常采用适适当摆动的连续焊接手法,而熔化极气体保护焊打底时则主要采用断续焊焊接手法;
打底焊的起弧与收弧的位置,很容易形成弧坑式裂纹,这些裂纹必须发现时就应当立即处理,避免问题的积累而衍生成恶性问题。
总结
焊接管道,打底焊的重要性不用多说。现阶段实际生产活动中,小口径的不锈钢、耐热钢管道的焊接,仍旧存在开展背面充压氩气,正面以钨极氩弧焊实心焊丝为打底、焊条电弧焊填充盖面焊的施工手段。以不锈钢为例,主要总结一下建议:
(1)以手工钨极氩弧焊填充药芯焊丝,焊接不锈钢管道的根部焊道时,可有效避免液态金属因空气影响而氧化,有效提高了背面成形效果,提升焊接整体质量,继而即可代替传统的手工钨极氩弧焊填充实心焊丝而背面充氩保护的焊接手段,相对来说可有效节省保护气体至少3/4以上,减少工时1/2到1/3,即是落实了经济与效率的全面提升。
(2)应用药芯焊丝工艺,其功能性较强、电弧输出稳定、飞溅范围小、易脱渣、焊缝成形效果较好,而其熔敷金属的力学性能、抗晶间腐蚀性也已成熟,达到相关标准,甚至在某些生产活动中超过了标准要求;焊接工艺操作简便捷,其质量优异且输出稳定,可实现全方位焊接,尤其是焊接固定管口或是开展高空作业时,其优势更为凸显,得到了行业的一致好评以及广泛应用。
参考文献
[1]罗保,李何成,王毅.不锈钢药芯焊丝打底背面无氩气保护手工钨极氩弧焊工艺[J].金属加工(热加工),2017(S1):44-45.
[2]秦建霞.手工钨极氩弧焊在焊接奥氏体不锈钢中的使用技巧[J].工程技术研究,2016(08):98-99.
[3]王晓军,张本朋,夏天东,巨创.304不锈钢管道背面免充氩药芯焊丝打底焊[J].热加工工艺,2014,43(05):196-197+200.
[4]王占英,郭绣云,张永清,何永忠,王占蜂,張晓丽.氩弧焊填充不锈钢药芯焊丝在管道焊接中的应用[J].焊接技术,2005(03):69-70.
关键词:不锈钢;药芯焊丝;手工钨极氩弧焊;氩气保护
一、焊接工艺的制定
(一)焊前预处理阶段
(1)焊前准备。不锈钢材料的堆放与一级加工,必须在专门的场地开展。质量达标的板材、管材以及管件,根据其标号分别存放在木垫之上,切忌不可会直接接触钢材,堆放与加工的场地,必须采用木板或其他材料进行隔离;再测试氩气纯度,其必须达到98%之上;测量氩弧焊机、氩弧焊枪以及氩气表、流量计的性能,必须符合当次焊接活动的工艺要求;检测电流表、氩气表、流量计的运行情况。
而对于焊接人员,主要是根据GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》检查其资格证明[1]。而后是某些材料的加工细则,不锈钢板材与大直径管材的下料。应当开展等离子切割,小直径管材则使用普通切割机即可。将半自动化的等离子坡口机、角向磨光机两类机器联合运用,根据设计图的坡口形式、尺寸予以加工。
(二)坡口的选择
焊接坡口的形状,可直接影响到焊缝的质量,坡口形状的制定或选择,主要是根据母材的材质而定。例如,奥氏体不锈钢的线膨胀系数较大而热导率却较低[2]。对接不锈钢时其坡口角度通常设定在60°左右,钝边设定为2mm左右、间隙为2-3mm左右,焊接试件首先进行机械加工生产,焊接之前用先使用角磨机进行相应的调节,清理坡口面及其周围约10mm范围内的油渍与锈迹。
(三)保护气体的选择
保护气体的作用,旨在避免高温环境下溶池与近缝区的金属受到污染。气体保护的种类与流量,同时还直接影响到电弧特性、焊接深度与焊道形状、熔滴过渡模式、咬边倾向、电弧稳定性等模块[3]。钨极氩弧挥采用氩气作为保护气体,其氩气纯度必须达到98%以上。例如溶化极气体保护焊采用混合气体作为保护气体,其二氧化碳纯度必须超过99.5%。混合气体保护除了具有在氩气氛围下电弧燃状态稳定、飞溅范围小、熔滴过渡效果好等特点之外,还含有氧化性氛围,继而消解了纯氩保护中产生表面张力过大、液体金属过于粘稠、半点漂移以及易咬边等缺陷问题。
(四)焊接工艺标准的制定
为确保避免焊缝金属形成晶间性腐蚀,应当使用小的焊接热输入、快速焊、短弧摆动幅度小的焊,层间温度稳定在50到60℃之间。使用高频引弧,避免钨极直接接触母材而产形成夹钨。焊枪需提前送气约30到60s之后在开弧,熄弧时主要应用焊机的电流衰减以及延时气体保护功能,在熄弧区延迟通气约30~60s,充满弧坑,避免空气污染焊缝。焊枪喷嘴后倾角度,消需控制在75到85°之间,焊丝与焊件表面的夹角控制在15到20°之间。打底焊时,焊枪可开展圆弧形摆动,填丝的频率可相对快于实芯焊丝,焊丝传输到熔池的1/2处时,水平向下轻轻按压,确保根部熔透、背面实际成形。焊接过程中,焊丝输送端必须确保处于氩气保护中,不定期检查喷嘴与输气管的情况,而注意观察氩气的保护成效,发现问题迅速解决,避免影响到焊接整体质量。
二、焊接注意事项
打底焊,焊枪摆动幅度不可过大,也不可太小[4]。若是幅度过小,焊道形状则相继凸起,焊缝坡口两端溶合不佳,同时药芯焊丝也无法全部化开,极其容易形成包渣;而若是摆动幅度太大,则保护效果不佳,很大程度上气孔会超标同时根部熔合效果不佳等问题。
定位焊时,需注意的是,确保两管道的同轴度一致,防止错位,且在打底焊加强打磨定位焊缝,这些部位相对来说是产生裂纹的根源地。
打底焊时,还需重视的是控制热量的输入产出,钨极氩弧焊打底时通常采用适适当摆动的连续焊接手法,而熔化极气体保护焊打底时则主要采用断续焊焊接手法;
打底焊的起弧与收弧的位置,很容易形成弧坑式裂纹,这些裂纹必须发现时就应当立即处理,避免问题的积累而衍生成恶性问题。
总结
焊接管道,打底焊的重要性不用多说。现阶段实际生产活动中,小口径的不锈钢、耐热钢管道的焊接,仍旧存在开展背面充压氩气,正面以钨极氩弧焊实心焊丝为打底、焊条电弧焊填充盖面焊的施工手段。以不锈钢为例,主要总结一下建议:
(1)以手工钨极氩弧焊填充药芯焊丝,焊接不锈钢管道的根部焊道时,可有效避免液态金属因空气影响而氧化,有效提高了背面成形效果,提升焊接整体质量,继而即可代替传统的手工钨极氩弧焊填充实心焊丝而背面充氩保护的焊接手段,相对来说可有效节省保护气体至少3/4以上,减少工时1/2到1/3,即是落实了经济与效率的全面提升。
(2)应用药芯焊丝工艺,其功能性较强、电弧输出稳定、飞溅范围小、易脱渣、焊缝成形效果较好,而其熔敷金属的力学性能、抗晶间腐蚀性也已成熟,达到相关标准,甚至在某些生产活动中超过了标准要求;焊接工艺操作简便捷,其质量优异且输出稳定,可实现全方位焊接,尤其是焊接固定管口或是开展高空作业时,其优势更为凸显,得到了行业的一致好评以及广泛应用。
参考文献
[1]罗保,李何成,王毅.不锈钢药芯焊丝打底背面无氩气保护手工钨极氩弧焊工艺[J].金属加工(热加工),2017(S1):44-45.
[2]秦建霞.手工钨极氩弧焊在焊接奥氏体不锈钢中的使用技巧[J].工程技术研究,2016(08):98-99.
[3]王晓军,张本朋,夏天东,巨创.304不锈钢管道背面免充氩药芯焊丝打底焊[J].热加工工艺,2014,43(05):196-197+200.
[4]王占英,郭绣云,张永清,何永忠,王占蜂,張晓丽.氩弧焊填充不锈钢药芯焊丝在管道焊接中的应用[J].焊接技术,2005(03):69-70.