CN102528238B - 手工钨极氩弧焊焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手工钨极氩弧焊焊接工艺，该焊接工艺利用氩弧焊炬的瓷嘴支撑在坡口上形成一支点，并通过合理的设置间隙和施焊步骤，焊工容易把手腕的圆弧运动的幅度、频率和推进速度练习熟练，可以均匀的控制电弧在坡口两边的停留时间，均匀地控制电弧长度，均匀的控制焊接速度，有效地保证线能量输入，使焊接后的焊缝成型美观，焊纹均匀，热输入量小，组织致密，焊缝质量稳定，管材内壁焊缝质量高。

Description

手工钨极氩弧焊焊接工艺

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺，特别是指一种手工钨极氩弧焊焊接工艺。

背景技术

对于工艺管道内部清洁要求较高。手弧焊单面焊双面成型技术，虽然可以保证焊接质量，但是，根部表面的熔渣无法彻底清除，不能满足工艺管道内部清洁度的要求，适用范围受到限制。而钨极氩弧焊由于没有熔渣，成为工艺管道打底层焊接的首选焊接工艺方法。传统手工钨极氩弧焊组对间隙小，甚至无间隙，焊接要求焊工保持弧长稳定，直进式、走直线。实际焊接往往出现电弧在坡口两边停留时间不均匀，电弧长度不稳定，造成外观成型不良、未融合、气孔甚至根部未焊透等缺陷，总体上对焊工技能要求高。焊接质量不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种手工钨极氩弧焊焊接工艺，该焊接工艺克服了现有技术焊接质量不稳定，对焊工技能要求高的瓶颈，通过该焊接工艺焊接的焊缝成型美观，焊纹均匀，热输入量小，组织致密，焊缝质量稳定，焊接要领容易掌握，管材内壁焊缝质量高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种手工钨极氩弧焊焊接工艺，包括以下步骤：

A、焊前准备，包括以下分步骤：

a1)选择工具：选用75°的氩弧焊炬、直径40-50mm²手把导线3-4m、直径2.0mm或2.4mm的铈钨极，铈钨极的尖端加工为锥度35°-45°的圆锥台形，圆锥台形的小圆直径为0.8-1.0mm，铈钨极相对氩弧焊炬的瓷嘴的伸出长度为6-8mm；

a2)工具的验收检查：检查直流氩弧焊炬及氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内，检查氩气纯度是否为99.99％，检查焊丝表面是否清洁，管材、焊丝理化参数的验收检查是否合格；

a3)对管材进行划线并进行尺寸检查；即在管材表面符合设计尺寸长度位置进行划线和尺寸检查，便于下一步骤的切割。

a4)对管材切割下料，保证切口端面与管材轴线的垂直度符合要求；

a5)对需焊接的两管材的切口端面加工坡口，使两管材的坡口角度之和为55°-72°，钝边0.5-1mm；该钝边是指管壁的端面被加工坡口后留下的端面的厚度。

a6)将坡口面20mm范围内的油、锈、氧化皮等杂物清除干净，露出金属光泽，必要时也可用丙酮擦洗；

B、将需要焊接的两管材进行组对，包括以下分步骤：

b1)确认组对用的工装卡具、点固块与管材材质相同或相同组别；

b2)将两管材水平组对，管材钟点位置六点处的组对间隙为3.2mm，十二点处的组对间隙大于3.2mm；

C、将两管材进行点固焊，包括以下分步骤：

c1)点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同，点固焊点将熔入焊缝中；

c2)对管材进行点固焊，点固焊焊点应避开在管材钟点位置的三、六、九、十二点；

c3)检查点固焊的质量；

c4)将点固焊点两端打磨成缓坡型；

D、焊前对外界客观因素进行检查；

E、手工焊接，采用直流正接，左焊法，包括以下分步骤：

e1)施焊位置选取距离管材六点位置左右10-20mm范围，起弧位置从施焊位置前10mm的坡口内起弧或从点固焊点位置前10mm的坡口内起弧；

e2)氩弧焊炬的瓷嘴下部支撑在管材坡口面根部上，手腕做均匀圆弧运动，带动氩弧焊炬以瓷嘴支点为顶点在钨丝压帽的轴线的20°-35°范围内做圆锥摆动并前进，并将焊丝平稳送入，随着焊缝的成形，瓷嘴下部转而以红热的焊缝表面为支撑平稳的前移；

e3)氩弧焊炬平焊时的运行速度5-9cm/min，熔池宽度为5-10mm，氩弧焊炬移动至管材钟点位置六点位置时焊丝送到坡口的根部，移至管材钟点位置三点至十二点位置、九点至十二点位置时，焊丝只给进熔池两侧的边缘；

e4)根据管材的的直径、壁厚和熔池大小选用送丝方式：选用点滴断续填丝法送丝，焊丝移出熔池后，焊丝热端不得移出气体保护区；选用连续送丝法时，保持焊丝的端头不离开熔池且不断均匀的往熔池里送丝，氩弧焊炬先沿六点-三点-十二点或六点-九点-十二点行走，再沿六点-九点-十二点或六点-三点-十二点行走，如此反复，每次收弧位置避免十二点位置且错开；

F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；

G、焊后检查，包括以下分步骤；

g1)清除表面裂纹、气孔、夹渣、咬边、飞溅缺陷，对焊缝进行100％外观检查；

g2)根据管材的实际需要进行无损检测。

作为一种优选的方案，步骤D焊前对外界客观因素进行检查，包括对坡口缺陷、参数的检查；施焊场所湿度、温度、风速的检查；防止管内穿堂风措施的检查；点固焊点质量的检查；焊接变形及反变形措施。

作为一种优选的方案，步骤F中焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查包括电源种类、极性的检查；氩气纯度及流量；焊接电流、电压、施焊速度的检查；打底焊道封口前根部成型质量的检查；每道及层间100％外观自检。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该焊接工艺焊接管材时，焊缝成型美观，焊纹均匀，热输入量小，组织致密，焊缝质量稳定，焊接要领容易掌握，管材内壁焊缝质量高。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

一种手工钨极氩弧焊焊接工艺，包括以下步骤：

A、焊前准备，包括以下分步骤：

a1)选择工具：选用75°的氩弧焊炬、直径40-50mm²手把导线3-4m、手把导线的过细了无法满足额定电流，过粗又会使氩弧焊炬操作不顺畅。直径2.0mm或2.4mm的铈钨极，铈钨极的尖端加工为锥度35°-45°的圆锥台形，圆锥台形的小圆直径为0.8-1.0mm，铈钨极相对氩弧焊炬的瓷嘴的伸出长度为6-8mm；

a2)工具的验收检查：检查直流氩弧焊炬及氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内，检查氩气纯度是否为99.99％，检查焊丝表面是否清洁，管材、焊丝理化参数的验收检查是否合格；

a3)对管材进行划线并进行尺寸检查；即在管材表面符合设计尺寸长度位置进行划线和尺寸检查，便于下一步骤的切割。

a4)对管材切割下料，保证切口端面与管材轴线的垂直度符合要求；

a5)对需焊接的两管材的切口端面加工坡口，使两管材的坡口角度之和为55°-72°，钝边0.5-1mm；该钝边指管壁的端面被加工坡口后留下的端面的厚度。

a6)将坡口面20mm范围内的油、锈、氧化皮等杂物清除干净，露出金属光泽，必要时也可用丙酮擦洗；

B、将需要焊接的两管材进行组对，包括以下分步骤：

b1)确认组对用的工装卡具、点固块与管材材质相同或相同组别，以防止接触腐蚀；

b2)将两管材水平组对，管材钟点位置六点处的组对间隙为3.2mm，十二点处的组对间隙大于3.2mm，一般选为4-5mm即可。当然，组对时，管材之间的同轴度和内错边也要保证符合规范；

C、将两管材进行点固焊，包括以下分步骤：

c1)点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同，点固焊点将熔入焊缝中；

c2)对管材进行点固焊，点固焊焊点应避开在管材钟点位置的三、六、九、十二点；当然，如果管材是不锈钢管材，则采用点固块，那么点固块的位置应避开在管材钟点位置的三、六、九、十二点，这样减小在这些困难位置接头造成的质量风险。且不锈钢点固块的点固焊点应落在坡口近外表面，便于清除。

c3)检查点固焊的质量；

c4)将点固焊点两端打磨成缓坡型，从而便于点固焊的两端与打底焊缝熔合，保证接头质量；

D、焊前对外界客观因素进行检查；包括对坡口缺陷、参数的检查，坡口面不得有裂纹、夹层等缺陷；施焊场所湿度、温度、风速的检查；防止管内穿堂风措施的检查；点固焊点质量的检查；焊接变形及反变形措施。如果管材为不锈钢材质，那么还需对采取的防止焊接飞溅物沾污焊件表面的措施进行检查是否符合要求；施焊场所、机具、卡具等是否有防止铁素体污染措施及制度；管材内腔防氧化措施是否得当。

E、手工焊接，采用直流正接，左焊法，包括以下分步骤：

e1)氩弧焊炬的手把导线跨过手臂后右手握住，施焊位置选取距离管材六点位置左右10-20mm范围，起弧位置从施焊位置前10mm的坡口内起弧或从点固焊点位置前10mm的坡口内起弧；

e2)氩弧焊炬的瓷嘴下部支撑在管材坡口面根部上，手腕做均匀圆弧运动，带动氩弧焊炬以瓷嘴支点为顶点在钨丝压帽的轴线的20°-35°范围内做圆锥摆动并前进，并将焊丝平稳送入，随着焊缝的成形，瓷嘴下部转而以红热的焊缝表面为支撑平稳的前移；因为有一个相对固定的支点，焊工容易把手腕的圆弧运动的幅度、频率和推进速度练习熟练，可以均匀的控制电弧在坡口两边的停留时间，均匀地控制电弧长度，均匀的控制焊接速度，有效地保证线能量输入相对均匀。由于热输入较均匀，熔池及前端的熔孔大小也均匀，配合有效地送丝及接头控制技术，确保管材内壁的焊缝向内凸起高度在均匀的2mm左右。

e3)氩弧焊炬平焊时的运行速度5-9cm/min，熔池宽度为5-10mm，氩弧焊炬移动至管材钟点位置六点位置时焊丝送到坡口的根部以避免内凹，形成满意的内凸，移至管材钟点位置三点至十二点位置、九点至十二点位置时，焊丝只给进熔池两侧的边缘以避免焊瘤；移动到点固焊位置时需待形成熔池后再把焊丝给少，避免内壁形成内凹、未焊透等缺陷，(熔池是指电弧熔融焊丝和母材的铁水存在的区域)。其主要原因在于熔融后的铁水的重力作用，在六点位置时铁水下坠，即会向管材的外表面流动，因此，有必要将焊丝送入到坡口根部，从而确保焊接时在管材内壁的六点钟位置内凸2mm左右；而移至管材钟点位置三点至十二点位置、九点至十二点位置时，由于重力的作用铁水会向管材的内壁方向流动，因此，焊丝只需给进熔池两侧的边缘，从而防止焊丝给进过深铁水流动形成焊瘤。

e4)根据管材的的直径、壁厚和熔池大小选用送丝方式：选用点滴断续填丝法送丝，焊丝移出熔池后，焊丝热端不得移出气体保护区；选用连续送丝法时，保持焊丝的端头不离开熔池且不断均匀的往熔池里送丝，一般而言，直径2寸及以下管壁6mm以下的小管选用点滴断续填丝法，管壁6mm以上的选用连续送丝法，氩弧焊炬先沿六点-三点-十二点或六点-九点-十二点行走，再沿六点-九点-十二点或六点-三点-十二点行走，如此反复，每次收弧位置避免十二点位置且错开；送丝要平稳，防止焊丝与高温钨极接触，造成钨极被污染、烧损，还会破坏电弧稳定性。

F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；包括电源种类、极性的检查；氩气纯度及流量；焊接电流、电压、施焊速度的检查；打底焊道封口前根部成型质量的检查，不合格处及时打磨掉，然后重新焊接，直到合格；道间温度、层间温度是否符合工艺要求，每道及层间100％外观自检。

G、焊后检查，包括以下分步骤；

g1)清除表面裂纹、气孔、夹渣、咬边、飞溅缺陷，对焊缝进行100％外观检查；

g2)根据管材的实际需要进行无损检测，该无损检测方式有PT检查、MT检查、UT检查、RT检查。

Claims (3)

1.手工钨极氩弧焊焊接工艺，包括以下步骤：

A、焊前准备，包括以下分步骤：

a1)选择工具：选用75°的氩弧焊炬、直径为40-50mm²长度为3-4m手把导线、直径2.0mm或2.4mm的铈钨极，铈钨极的尖端加工为锥度35°-45°的圆锥台形，圆锥台形的小圆直径为0.8-1.0mm，铈钨极相对氩弧焊炬的瓷嘴的伸出长度为6-8mm；

a2)工具的验收检查：检查直流氩弧焊炬及氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内，检查氩气纯度是否为99.99％，检查焊丝表面是否清洁，管材、焊丝理化参数的验收检查是否合格；

a3)对管材进行划线并进行尺寸检查；

a4)对管材切割下料，保证切口端面与管材轴线的垂直度；

a5)对需焊接的两管材的切口端面加工坡口，使两管材的坡口角度之和为55°-72°，钝边为0.5-1mm；

a6)将坡口面20mm范围内杂物清除干净，露出金属光泽；

B、将需要焊接的两管材进行组对，包括以下分步骤：

b1)确认组对用的工装卡具、点固块与管材材质相同或相同组别；

b2)将两管材水平组对，管材钟点位置六点处的组对间隙为3.2mm，十二点处的组对间隙大于3.2mm；

C、将两管材进行点固焊，包括以下分步骤：

c1)点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同，点固焊点将熔入焊缝中；

c2)对管材进行点固焊，点固焊焊点应避开在管材钟点位置的三、六、九、十二点；

c3)检查点固焊的质量；

c4)将点固焊点两端打磨成缓坡型；

D、焊前对外界客观因素进行检查；

E、手工焊接，采用直流正接，左焊法，包括以下分步骤：

e1)施焊位置选取距离管材六点位置左右10-20mm范围，起弧位置从施焊位置前10mm的坡口内起弧或从点固焊点位置前10mm的坡口内起弧；

e2)氩弧焊炬的瓷嘴下部支撑在管材坡口面根部上，手腕做均匀圆弧运动，带动氩弧焊炬以瓷嘴支点为顶点在钨丝压帽的轴线的20°-35°范围内做圆锥摆动并前进，并将焊丝平稳送入，随着焊缝的成形，瓷嘴下部转而以红热的焊缝表面为支撑平稳的前移；

e3)氩弧焊炬平焊时的运行速度5-9cm/min，熔池宽度为5-10mm，氩弧焊炬移动至管材钟点位置六点位置时焊丝送到坡口的根部，移至管材钟点位置三点至十二点位置、九点至十二点位置时，焊丝只给进熔池两侧的边缘；

e4)根据管材的的直径、壁厚和熔池大小选用送丝方式：选用点滴断续填丝法送丝时，焊丝移出熔池后，焊丝热端不得移出气体保护区；选用连续送丝法时，保持焊丝的端头不离开熔池且不断均匀的往熔池里送丝，氩弧焊炬先沿六点-三点-十二点或六点-九点-十二点行走，再沿六点-九点-十二点或六点-三点-十二点行走，如此反复，每次收弧位置避免十二点位置且错开；

F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；

G、焊后检查，包括以下分步骤；

g1)清除表面裂纹、气孔、夹渣、咬边、飞溅缺陷，对焊缝进行100％外观检查；

g2)根据管材的实际需要进行无损检测。

2.如权利要求1所述的手工钨极氩弧焊焊接工艺，其特征在于：步骤D焊前对外界客观因素进行检查，包括对坡口缺陷、参数的检查；施焊场所湿度、温度、风速的检查；防止管内穿堂风措施的检查；点固焊点质量的检查；焊接变形及反变形措施。

3.如权利要求2所述的手工钨极氩弧焊焊接工艺，其特征在于：步骤F中焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查包括电源种类、极性的检查；氩气纯度及流量；焊接电流、电压、施焊速度的检查；打底焊道封口前根部成型质量的检查；每道及层间100％外观自检。