1. 坡口形式
由于受許用焊接電流的限制,這種焊接方法主要用于薄板的單層焊和中厚板多層焊的封底焊道,也可用于中厚板的焊接。在保證焊透的情況下,對接焊縫應力求縮小焊縫截面積,減少熔敷金屬并考慮操作方便,常用的坡口形式有V形、U形、雙面V形及V-U組合形等。奧氏體型不銹鋼管子對接焊坡口形式見表4-26。
表4-26奧氏體(ti)型不銹鋼管子對(dui)接焊坡口形式(shi)
各種(zhong)接(jie)頭(tou)(tou)中T形(xing)接(jie)頭(tou)(tou)、對(dui)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的保護效(xiao)果(guo)較好,而角接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)、端(duan)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)因氣體(ti)流(liu)量(liang)分散(san)性較大,保護效(xiao)果(guo)較差,如圖4-35所示。
2. 焊前清理
焊接區及填充焊絲均(jun)應(ying)進行(xing)嚴格清(qing)理,清(qing)除氧化膜、油污、臟物和水分等污物。
3. 焊接參數
a. 焊接電流
根(gen)據(ju)焊件厚度、接頭(tou)形式、焊接位(wei)置等因(yin)素(su)來選用(yong)焊接電流,除此還要考(kao)慮鎢(wu)極所承受電流的(de)能力。焊接電流過大(da),容易產生燒(shao)(shao)穿或使(shi)焊縫下陷和咬邊等缺陷,嚴(yan)重時還會(hui)引起鎢(wu)極燒(shao)(shao)損或產生夾鎢(wu)等缺陷。焊接電流過小,電弧燃燒(shao)(shao)不穩定,會(hui)造(zao)成未(wei)焊透等缺欠。
b. 電弧電壓
主(zhu)要取(qu)決于焊(han)接過(guo)程中電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)的長(chang)度,電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)拉長(chang)、電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓增大(da),熔寬增寬,熔深變淺。當電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓過(guo)高時(shi),會導致焊(han)接電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)不穩(wen),易產生未焊(han)透、未熔合(he)和熔池保護不佳等缺陷(xian)。應在(zai)保證(zheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)不短(duan)路的情況下,盡(jin)量減少(shao)弧(hu)(hu)長(chang),電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓一般控制在(zai)9~20V范圍內(nei),最常用的電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓為9~14V。
c. 焊接速度
為了不破壞(huai)氣流對熔池的(de)保(bao)護(hu)作用,焊(han)接(jie)速度(du)一般不宜過快。在保(bao)證焊(han)縫(feng)金屬和母材金屬不被氧化的(de)前提(ti)(ti)下,為了提(ti)(ti)高(gao)生產(chan)效率(lv),盡可能提(ti)(ti)高(gao)焊(han)接(jie)速度(du)。提(ti)(ti)高(gao)焊(han)接(jie)速度(du),焊(han)接(jie)接(jie)頭在450~850℃危險溫度(du)停(ting)留時間會相對減(jian)少,有利于提(ti)(ti)高(gao)焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性能。
d. 焊絲
同一牌號的奧氏體(ti)不銹鋼焊接,焊絲的選擇見表4-27,不同牌號的奧氏體不銹鋼焊接,焊絲的選擇見表4-28。不銹鋼藥芯焊絲的選用見表2-28~表2-31。
我國的不銹(xiu)鋼藥芯焊(han)絲與AWS A5.22-1995《耐(nai)腐蝕鉻及鉻鎳(nie)鋼用藥芯焊(han)絲》及其他(ta)國家不銹(xiu)鋼藥芯焊(han)絲的對應關系,見表2-64。
e. 氬氣純度與流(liu)量
氬氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)純度不低于99.9%(體(ti)積分數(shu)),氬氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)純度愈高,保護效(xiao)果(guo)愈好(hao)。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)流(liu)量(liang)過低,氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)挺度不足,排除周(zhou)圍(wei)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的能(neng)力減弱,造成熔池保護效(xiao)果(guo)不佳;氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)流(liu)量(liang)過大(da),容(rong)易(yi)將熔池周(zhou)圍(wei)的空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)卷入熔池,形成氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)紊(wen)流(liu),降低保護效(xiao)果(guo)。氬氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)量(liang)與噴(pen)嘴直徑大(da)小有關(guan),見式(shi)(4-6)。
氬氣流量不僅與(yu)噴嘴直(zhi)徑有關,還與(yu)焊接電流大小有關,它們(men)之(zhi)間的(de)參數選擇見表4-29。
f. 電極極性(xing)
為了減少鎢極燒損(sun),延長鎢極壽命,一(yi)般采用直流(liu)電(dian)(dian)源正接(jie)(工(gong)件接(jie)電(dian)(dian)源正極,鎢極接(jie)電(dian)(dian)源負(fu)極。直流(liu)正接(jie)在(zai)工(gong)藝文件上用符(fu)號DC或DCSP表示,DC是英(ying)文di-rect current 的(de)縮寫;DCSP 是英(ying)文 direct current straight polarity的(de)縮寫),也可(ke)以用交流(liu)鎢極氬(ya)弧(hu)焊機焊接(jie)奧氏體型不銹鋼(gang)。
g. 鎢極
鎢(wu)(wu)(wu)極有純鎢(wu)(wu)(wu)極、釷鎢(wu)(wu)(wu)極和鈰鎢(wu)(wu)(wu)極3種,其(qi)中鈰鎢(wu)(wu)(wu)極(活化鎢(wu)(wu)(wu)極)比純鎢(wu)(wu)(wu)極的(de)(de)工(gong)藝性好得多,且對(dui)人體損(sun)(sun)害(hai)小,推薦(jian)首(shou)選(xuan)使用(yong)。鎢(wu)(wu)(wu)極直(zhi)(zhi)徑與相應(ying)焊(han)接(jie)電源(yuan)和極性條件(jian)下的(de)(de)焊(han)接(jie)電流(liu)允許值,參見表(biao)4-30、表(biao)4-31。施焊(han)前,要將鎢(wu)(wu)(wu)極端(duan)(duan)部磨(mo)成(cheng)一定形(xing)狀,通(tong)常有尖頭(tou)(tou)(tou)和平頭(tou)(tou)(tou)等(deng)形(xing)狀。采(cai)用(yong)較小的(de)(de)焊(han)接(jie)電流(liu)施焊(han)時,要選(xuan)用(yong)小直(zhi)(zhi)徑的(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)棒(bang),端(duan)(duan)頭(tou)(tou)(tou)磨(mo)成(cheng)尖頭(tou)(tou)(tou)形(xing)狀,錐(zhui)頂(ding)(ding)角度(du)約30°,如(ru)圖4-36(a)所示。當(dang)采(cai)用(yong)大(da)的(de)(de)焊(han)接(jie)電流(liu)施焊(han)時,鎢(wu)(wu)(wu)極應(ying)磨(mo)成(cheng)帶有平頂(ding)(ding)的(de)(de)錐(zhui)形(xing)形(xing)狀,如(ru)圖4-36(b)所示。平頂(ding)(ding)錐(zhui)形(xing)的(de)(de)端(duan)(duan)頭(tou)(tou)(tou)可(ke)避免(mian)尖端(duan)(duan)過熱熔化,減少鎢(wu)(wu)(wu)極端(duan)(duan)部損(sun)(sun)耗,同時還有利于防止陰極斑點的(de)(de)游動,從(cong)而穩定電弧。鎢(wu)(wu)(wu)極端(duan)(duan)頭(tou)(tou)(tou)愈(yu)尖愈(yu)易(yi)燒損(sun)(sun),燒損(sun)(sun)后將導致電弧電壓增(zeng)高,直(zhi)(zhi)接(jie)影響(xiang)熔池保護效果,也會使焊(han)縫氧(yang)化,甚至產生焊(han)縫寬度(du)不均(jun)的(de)(de)缺陷(xian)。
h. 鎢(wu)極伸出長度
鎢極伸出長度(du)指(zhi)鎢極超出噴嘴端面的長度(du)。鎢極伸出的短,可以(yi)使噴嘴與焊件相對靠近,氣體保護效果好(hao),通常鎢極伸出長度(du)為2~8mm。
i. 噴嘴(nozzle)
常用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)用(yong)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)結構(gou)如(ru)圖4-37所示,D端與焊(han)(han)槍連接段為(wei)長10~12mm的(de)圓柱體(ti);小圓柱的(de)末端部分的(de)長度(du)L不(bu)應小于噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)孔(kong)徑,其長度(du)以1.2~1.5倍噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)孔(kong)內(nei)徑(d)為(wei)宜。噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)的(de)錐形部分有(you)緩沖(chong)氣(qi)(qi)流的(de)作用(yong),可(ke)改善保(bao)護(hu)(hu)(hu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。為(wei)了(le)提高氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo),噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)的(de)內(nei)壁(bi)應光滑、不(bu)允許有(you)棱角(jiao)、凹槽,不(bu)得沾上飛濺物。為(wei)了(le)使(shi)氬(ya)氣(qi)(qi)從(cong)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)噴(pen)(pen)(pen)出時(shi)(shi)成(cheng)為(wei)穩(wen)定的(de)層(ceng)流,提高氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo),焊(han)(han)槍應有(you)氣(qi)(qi)體(ti)透(tou)鏡(類似穩(wen)定裝(zhuang)置)、多孔(kong)性擋板(可(ke)用(yong)1~2層(ceng)銅絲網組成(cheng),網目數不(bu)得少(shao)于600~700孔(kong)/c㎡)及緩沖(chong)室。氣(qi)(qi)體(ti)流量不(bu)變(bian)(bian),增(zeng)大噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)徑時(shi)(shi),氣(qi)(qi)體(ti)挺度(du)下降,對熔(rong)池保(bao)護(hu)(hu)(hu)減弱;氣(qi)(qi)體(ti)流量不(bu)變(bian)(bian),噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)徑變(bian)(bian)小時(shi)(shi),氣(qi)(qi)體(ti)的(de)流速(su)增(zeng)加過多,可(ke)造成(cheng)氣(qi)(qi)體(ti)紊(wen)流,也會造成(cheng)保(bao)護(hu)(hu)(hu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)不(bu)好。實踐證明,在手工(gong)(gong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)時(shi)(shi),噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)徑在8~20mm 范圍內(nei),氣(qi)(qi)體(ti)流量以10~25L/min為(wei)宜。當噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)和(he)氣(qi)(qi)體(ti)流量一定時(shi)(shi),噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)至焊(han)(han)件之間(jian)的(de)距離(li)愈短(duan)(duan),則保(bao)護(hu)(hu)(hu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)愈好,但過小會影(ying)響(xiang)焊(han)(han)工(gong)(gong)的(de)視線和(he)引起鎢極與焊(han)(han)件短(duan)(duan)路(lu)。對于噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)徑為(wei)8~20mm的(de)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui),距離(li)焊(han)(han)件一般不(bu)超過15mm。
j. 焊接(jie)電流、噴嘴直徑和保護氣體流量對應關(guan)系(xi)
焊(han)接電流(liu)、噴嘴直徑和保護氣體(ti)流(liu)量對(dui)應關系見表4-29。
k. 冷卻水流量
焊槍(qiang)額定電(dian)流(liu)大于160A時,焊接(jie)前(qian)焊槍(qiang)須通(tong)冷卻(que)水,焊接(jie)完成須滯后(hou)停止冷卻(que)水。冷卻(que)水流(liu)量不得小于1L/min,否(fou)則焊機無法啟動或易燒毀焊槍(qiang)。
4. 提高氣體保(bao)護(hu)效果的措施
為了使(shi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭正面和背面得(de)到可(ke)靠保(bao)護,可(ke)采用圖(tu)4-38~圖(tu)4-40所示的工藝裝備來提高(gao)保(bao)護效果。
5. 操作技術
裝(zhuang)配定位(wei)焊(han)(han)(han)(han),應(ying)采用與(yu)(yu)(yu)(yu)正式(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)相同的(de)焊(han)(han)(han)(han)絲和工藝(yi),定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)長(chang)(chang)度(du)(du)距離應(ying)根據焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)(jian)厚度(du)(du)與(yu)(yu)(yu)(yu)結構(gou)剛度(du)(du)而定。一般每段定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)縫長(chang)(chang)度(du)(du)為5~15mm,焊(han)(han)(han)(han)縫厚度(du)(du)不大(da)于2mm。例(li)如直(zhi)徑φ60mm以下的(de)不銹鋼管子,用定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)點(dian)固定2~3處,定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)縫長(chang)(chang)度(du)(du)約(yue)5mm。直(zhi)徑159mm的(de)不銹鋼管子,用定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)點(dian)固定4處,定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)縫長(chang)(chang)度(du)(du)約(yue)10mm。定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)縫須保(bao)證質(zhi)量,不允許存在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)缺陷。對接(jie)焊(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)槍與(yu)(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)(jian)之(zhi)(zhi)間保(bao)持后傾,鎢極與(yu)(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)(jian)之(zhi)(zhi)間傾角為75°~80°,填充焊(han)(han)(han)(han)絲與(yu)(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)(jian)傾角為75°~15°,希望填充焊(han)(han)(han)(han)絲與(yu)(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)(jian)傾角越小越好(hao),過大(da)則(ze)容易擾亂氣體保(bao)護(hu);角接(jie)焊(han)(han)(han)(han)時,除了對接(jie)焊(han)(han)(han)(han)的(de)要求(qiu)外(wai),還要求(qiu)與(yu)(yu)(yu)(yu)板(ban)之(zhi)(zhi)間的(de)相對位(wei)置。
填(tian)(tian)充(chong)焊(han)絲(si)(si)時(shi)(shi)動(dong)作(zuo)要緩、穩,不(bu)要破壞氬(ya)氣(qi)對(dui)(dui)熔(rong)(rong)池(chi)的保(bao)(bao)護(hu)。不(bu)能像氣(qi)焊(han)那樣在熔(rong)(rong)池(chi)中攪拌,應一(yi)滴一(yi)滴地(di)緩慢送入(ru)(ru)熔(rong)(rong)池(chi),或者(zhe)將(jiang)焊(han)絲(si)(si)端頭(tou)浸入(ru)(ru)熔(rong)(rong)池(chi)中不(bu)斷填(tian)(tian)入(ru)(ru),并向前移動(dong),焊(han)絲(si)(si)端頭(tou)不(bu)能脫離氣(qi)體保(bao)(bao)護(hu)區。要防止(zhi)焊(han)絲(si)(si)與鎢(wu)極(ji)接(jie)觸(chu)、碰撞(zhuang),否(fou)則加劇(ju)鎢(wu)極(ji)燒損(sun),而(er)引起焊(han)縫夾鎢(wu)。焊(han)接(jie)收弧時(shi)(shi)、應減慢焊(han)接(jie)速度、增加焊(han)絲(si)(si)填(tian)(tian)充(chong)量。焊(han)接(jie)薄(bo)板時(shi)(shi),為了防止(zhi)變形可采用銅襯墊,并將(jiang)焊(han)件壓貼于(yu)襯墊上,以(yi)利于(yu)散熱。在銅墊板上加工出(chu)凹(ao)槽,凹(ao)槽對(dui)(dui)準焊(han)縫以(yi)便(bian)背面充(chong)氬(ya)氣(qi)保(bao)(bao)護(hu),見圖4-39、圖4-40。電弧熄滅后,焊(han)槍(qiang)噴嘴(zui)仍須對(dui)(dui)準熔(rong)(rong)池(chi),以(yi)延長氬(ya)氣(qi)保(bao)(bao)護(hu)效果(guo)。
實(shi)踐證明,從(cong)焊接接頭的顏(yan)色,也可(ke)以判斷焊接區的保護(hu)效果,詳見表4-32。
機械(xie)操作不加填(tian)(tian)充(chong)焊(han)(han)(han)絲的鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝參(can)數(shu),見表(biao)4-33;機械(xie)操作加填(tian)(tian)充(chong)焊(han)(han)(han)絲的鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝參(can)數(shu),見表(biao)4-34;鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)加填(tian)(tian)充(chong)焊(han)(han)(han)絲焊(han)(han)(han)接(jie)薄板奧氏體不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數(shu),見表(biao)4-35;手工(gong)鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)加填(tian)(tian)充(chong)焊(han)(han)(han)絲的焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數(shu),見表(biao)4-36~表(biao)4-38,奧氏體不銹鋼(gang)管鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數(shu),見表(biao)4-39。