浙江至德鋼業有限公司用等離子弧焊焊接304（相當我國鋼號標準06Cr19Ni10）奧氏體不銹鋼筒體縱縫和環縫，所焊筒體直徑為300～1500mm，壁厚4mm（少量6～10mm），產品結構如圖3-84所示。
等離子弧焊（PAW）又稱高能密度焊接，它能量集中，電弧穩定，所需電流較小，對工件的熱輸入較小，熱影響區小，產生的焊接變化也小，同時還能提高焊縫抗晶間腐蝕能力。
小孔(kong)(kong)型和(he)熔(rong)(rong)透型等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)，這(zhe)兩種焊(han)(han)(han)接方(fang)法，都適用于(yu)(yu)大直徑筒(tong)體縱、環縫的(de)焊(han)(han)(han)接。小孔(kong)(kong)型等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)可產(chan)(chan)生(sheng)強有(you)力的(de)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)束(shu)，與激光或電子(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)接一(yi)樣，它能(neng)(neng)夠在(zai)(zai)(zai)材(cai)料上產(chan)(chan)生(sheng)充分的(de)熔(rong)(rong)融(rong)。施(shi)焊(han)(han)(han)時，壓(ya)縮的(de)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)焰流(liu)(liu)速度較快，電弧細長而有(you)力，為熔(rong)(rong)池前端穿(chuan)透焊(han)(han)(han)件而形成(cheng)一(yi)個小孔(kong)(kong)，焰流(liu)(liu)穿(chuan)過(guo)母材(cai)而噴出，稱之小孔(kong)(kong)效應。由于(yu)(yu)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧能(neng)(neng)量(liang)密度的(de)提(ti)高有(you)一(yi)定(ding)限制。因(yin)此，小孔(kong)(kong)型等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)只(zhi)能(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)有(you)限厚板上進(jin)行焊(han)(han)(han)接。當等(deng)(deng)離子(zi)(zi)氣流(liu)(liu)量(liang)較小、弧柱壓(ya)縮程度較弱時，此種等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接過(guo)程中只(zhi)熔(rong)(rong)化(hua)焊(han)(han)(han)件而不產(chan)(chan)生(sheng)小孔(kong)(kong)效應，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形原理(li)與鎢極氬弧焊(han)(han)(han)相(xiang)似，稱為熔(rong)(rong)透型等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)或稱柔(rou)性等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)，主要用于(yu)(yu)3mm以下(xia)薄板單面焊(han)(han)(han)雙面成(cheng)形及厚板的(de)多層焊(han)(han)(han)。
一(yi)、產品(pin)焊(han)接時(shi)自動(dong)焊(han)機裝備配置
配(pei)備了十字操(cao)作架、滾輪架、壓床(chuang)及焊(han)接系統。縱縫、環(huan)縫用不同的工裝，共用一套焊(han)接系統。電源(yuan)配(pei)備是(shi)法國原裝等離子弧焊(han)電源(yuan)，可儲存(cun)參數，通(tong)過(guo)預先參數設置(zhi)并修(xiu)改后保存(cun)，焊(han)接時調用。可調送(song)(song)絲(si)機構(gou)由直(zhi)流(liu)電動機驅動，可輸送(song)(song)φ0.8mm～φ1.6mm的焊(han)絲(si)。
1. 縱縫工裝(zhuang)
縱(zong)縫采(cai)用壓(ya)(ya)床工裝，氣動琴健(jian)壓(ya)(ya)板分別加壓(ya)(ya)固定(ding)工件，配備(bei)焊(han)縫定(ding)位裝置。壓(ya)(ya)床上圓柱形芯軸頂端(duan)帶有凹槽銅墊，槽內(nei)通背面(mian)保護氣體。銅墊如圖3-85所示，凹槽寬13mm，深19mm。焊(han)接縱(zong)縫時采(cai)用引(yin)弧(hu)板和引(yin)出板，將小孔(kong)起(qi)始區及收尾(wei)區引(yin)出筒(tong)體焊(han)縫以(yi)外(wai)，以(yi)保證焊(han)縫質(zhi)量。
2. 環(huan)縫(feng)工裝
環縫(feng)(feng)焊(han)接通過流(liu)輪架轉動工件，操作架機頭在筒體(ti)(ti)頂端外(wai)側固定焊(han)接。環縫(feng)(feng)等離子弧焊(han)時，環縫(feng)(feng)正面(mian)采(cai)用(yong)圓弧狀氣體(ti)(ti)保護(hu)拖罩，背面(mian)也(ye)采(cai)有圓弧狀氣體(ti)(ti)保護(hu)裝置，如(ru)圖3-86所示。采(cai)用(yong)電流(liu)及(ji)離子氣量遞增的方(fang)式形(xing)成合(he)適的小孔形(xing)成區(qu)(qu)；同樣采(cai)用(yong)電流(liu)及(ji)離子氣量遞減(jian)的方(fang)式獲得小孔收尾區(qu)(qu)。
二(er)、焊接(jie)工藝評定后(hou)的焊接(jie)工藝要點
1. 焊前準備
a. 坡口選擇
焊接厚4～8mm板(ban)可(ke)不開坡(po)(po)口，但厚度＞8mm的板(ban)最好(hao)略開坡(po)(po)口，鈍邊留5～6mm，如圖3-87。第一道焊縫(feng)采用(yong)小(xiao)孔法焊接（可(ke)不加絲(si)），填充焊道則采用(yong)柔性等離子弧熔透法完成，這樣可(ke)使焊縫(feng)表面成形美(mei)觀。
b. 裝配(pei)好鎢極(ji)
調(diao)整(zheng)好(hao)鎢極(ji)內縮(suo)(suo)量(liang)及鎢極(ji)與噴(pen)嘴(zui)壓(ya)縮(suo)(suo)孔的(de)同(tong)心(xin)度，同(tong)心(xin)度調(diao)節要視(shi)高頻(pin)火花(hua)(hua)分布情況而(er)定(ding)，一般在看到高頻(pin)火花(hua)(hua)均勻分布在鎢極(ji)四(si)周(zhou)75％～80％以上時(shi)即可。噴(pen)嘴(zui)分收斂擴(kuo)散型和(he)普通圓柱型。收斂擴(kuo)散型噴(pen)嘴(zui)減弱(ruo)噴(pen)嘴(zui)壓(ya)縮(suo)(suo)程(cheng)度，但是可以采用更(geng)大焊接(jie)電流而(er)不產生(sheng)雙(shuang)弧，這樣可加大工(gong)件厚度和(he)焊接(jie)速度。當(dang)鎢極(ji)伸出噴(pen)嘴(zui)時(shi)，電弧變(bian)為(wei)自由(you)電弧，無壓(ya)縮(suo)(suo)效果。
c. 控制(zhi)筒體間隙和錯邊量
焊前要控制(zhi)筒體間隙和錯邊(bian)量小于1mm。如果錯邊(bian)量略大(da)，可以(yi)通過加大(da)焊接參數來補償。裝配工(gong)件時采(cai)用(yong)手(shou)工(gong)TIG焊焊接定位(wei)焊點，每隔150mm焊接一個定位(wei)焊縫，長度以(yi)4～5mm為宜(yi)。
特別提示：焊(han)前(qian)要確保焊(han)槍(qiang)噴嘴(zui)與焊(han)縫(feng)中心同心，以避免背面局部未熔合。
2. 焊接(jie)過程的控制
a. 引弧
首先接(jie)(jie)通(tong)鎢極(ji)與(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電路(lu)(lu)，引燃(ran)鎢極(ji)與(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電弧(hu)(hu)(hu)；然后迅速接(jie)(jie)通(tong)鎢極(ji)和(he)焊(han)(han)件(jian)(jian)(jian)之間(jian)電路(lu)(lu)，使(shi)電弧(hu)(hu)(hu)轉移到(dao)鎢極(ji)和(he)焊(han)(han)件(jian)(jian)(jian)之間(jian)直接(jie)(jie)燃(ran)燒；同時(shi)切斷鎢極(ji)和(he)噴(pen)(pen)嘴(zui)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電路(lu)(lu)，轉移型等(deng)離(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)就正(zheng)式建(jian)立(li)。在(zai)(zai)正(zheng)常(chang)(chang)工作狀態下，噴(pen)(pen)嘴(zui)不帶電，在(zai)(zai)開始引弧(hu)(hu)(hu)時(shi)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)等(deng)離(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)只作為(wei)建(jian)立(li)轉移弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)媒(mei)介。正(zheng)常(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)轉移弧(hu)(hu)(hu)應建(jian)立(li)在(zai)(zai)電極(ji)與(yu)焊(han)(han)件(jian)(jian)(jian)之間(jian)，但對于某一個噴(pen)(pen)嘴(zui)，若離(li)(li)子氣(qi)(qi)流(liu)(liu)量過小、電流(liu)(liu)過大或(huo)者噴(pen)(pen)嘴(zui)與(yu)焊(han)(han)件(jian)(jian)(jian)接(jie)(jie)觸(chu)，噴(pen)(pen)嘴(zui)內壁表面(mian)的(de)(de)(de)(de)冷氣(qi)(qi)膜便容易(yi)被(bei)擊穿而形成(cheng)串(chuan)聯雙弧(hu)(hu)(hu)。這時(shi)，一個電弧(hu)(hu)(hu)產(chan)生在(zai)(zai)電極(ji)與(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)之間(jian)，另一個電弧(hu)(hu)(hu)產(chan)生在(zai)(zai)噴(pen)(pen)嘴(zui)與(yu)焊(han)(han)件(jian)(jian)(jian)之間(jian)，出現雙弧(hu)(hu)(hu)將會破壞正(zheng)常(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)，嚴(yan)重時(shi)還會燒毀噴(pen)(pen)嘴(zui)。
b. 焊接中工藝(yi)參(can)數的(de)選(xuan)擇
①. 焊接電流(liu)：板厚和噴嘴結構確(que)定后(hou)，選(xuan)定穩(wen)定形(xing)成(cheng)小孔效應的合(he)適電流(liu)，且與(yu)離子(zi)氣流(liu)量有關(guan)。
②. 焊接速度：焊接速度是影響小孔效應的一個重要參數。其他條件一定時，焊速增大，焊接熱輸入減小，小孔直徑亦隨之減小，最后消失；反之如果焊速太低，母材過熱，背面焊縫會出現下陷，甚至燒穿。
③. 離子氣流量：離子氣流量增大，可使等離子流力度和熔透能力增大，在其他條件不變時，為了形成小孔效應，必須要有足夠的離子氣流量；但離子氣流量過大也不好，會使小孔直徑過大而不能保證焊縫成形。總之，噴嘴孔徑確定后，離子氣流量、焊接電流和焊接速度這三者之間要有機地匹配，才能獲得滿意的焊縫。
c. 其他參數的選(xuan)擇
①. 噴嘴距離一般取3～8mm。
②. 等離子弧焊槍有兩層氣體，即從噴嘴流出的離子氣和從保護氣罩流出的保護氣，保護氣體流量一般在15～30L／min。有時為了加強保護，還需使用保護拖罩及通氣的背面墊板以擴大保護氣的保護范圍。
③. 小孔效應的等離子氣流為4.0～6.5L／min；熔透性的等離子氣流量應小些，范圍在1.5～2.0L／min。
三、焊(han)接工藝(yi)評定后(hou)的焊(han)接參數
1. 小(xiao)孔等離子弧焊焊接(jie)參(can)數（不開坡(po)口(kou)）（見表3-77）。
注(zhu)：焊槍保(bao)護氣(qi)流(liu)(liu)量20～25L／min；拖罩氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)量20～25L／min；背面保(bao)護氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)量10～15L／min；送絲速度120～180cm／min。
2. 表(biao)3-78為小(xiao)孔等離子(zi)弧焊打底，熔(rong)透(tou)型等離子(zi)弧蓋面的焊接(jie)參數。
注(zhu)：1．第(di)1層小孔離子氣Ar流量(liang)6.7L／min；第(di)2層熔透型離子氣Ar流量(liang)1.3L／min。
2．保(bao)護氣（氣體(ti)分數）：Ar95％＋He5％，流(liu)量(liang)(liang)20L／min；Ar拖罩氣體(ti)流(liu)量(liang)(liang)20L／min；Ar背面(mian)氣體(ti)流(liu)量(liang)(liang)8L／min。
3. 表3-79為小孔等(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)進行(xing)打底、焊(han)條電弧(hu)焊(han)（SMAW）蓋面的焊(han)接參數。
注：離子氣(qi)Ar流(liu)量(liang)6.7L／min；保護氣(qi)（氣(qi)體分數）：A195％＋He5％，流(liu)量(liang)20L／min；Ar拖罩氣(qi)20L／min；Ar背氣(qi)8L／min。
可以認(ren)為：對(dui)于板厚8～10mm時開Y形(xing)坡口可以多(duo)道焊(han)完成(cheng)，也可以采用小孔等離子(zi)弧焊(han)打底(di)，而(er)后(hou)再用焊(han)條電弧焊(han)或(huo)熔化極氣(qi)體保護組合(he)焊(han)完成(cheng)。
四、焊接接頭質量評估(gu)
經(jing)焊接工藝評定后檢查：
1. 焊縫表面無(wu)氣孔(kong)有(you)深度不大于0.5mm的咬邊，開(kai)坡口(kou)比不開(kai)坡口(kou)焊縫成形更美(mei)觀。
2. 進(jin)行100％X射線檢測(ce)，無缺陷。
3. 力學性(xing)能檢查(cha)：抗(kang)拉強度(du)和彎曲試驗均合格，符合ASME IX標準，厚度(du)范圍(wei)為1.6~20mm。
五、制造能(neng)力
該廠除了(le)完成此產品外，還用(yong)該自動(dong)焊接(jie)裝置成功地(di)在消聲器產品中對不銹鋼(gang)筒體的縱焊縫，管(guan)道縱、環縫（管(guan)道長度一般為6m）進行了(le)焊接(jie)，產品焊接(jie)質(zhi)量穩定且提(ti)高(gao)了(le)生產效(xiao)率(lv)。
