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(ao)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(jian)腐蝕能力。
小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)型和(he)熔(rong)透型等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)，這兩種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)接方法，都適用(yong)于大直徑筒體縱(zong)、環縫(feng)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接。小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)型等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)可產生(sheng)強有(you)力的(de)等(deng)離(li)子(zi)(zi)束(shu)，與激光或電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)(han)接一(yi)樣，它能夠(gou)在材料上(shang)產生(sheng)充(chong)分的(de)熔(rong)融。施焊(han)(han)(han)(han)時，壓縮(suo)的(de)等(deng)離(li)子(zi)(zi)焰(yan)流速度較(jiao)快，電(dian)弧(hu)細長而有(you)力，為熔(rong)池前端穿(chuan)透焊(han)(han)(han)(han)件(jian)而形(xing)(xing)成(cheng)一(yi)個小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)，焰(yan)流穿(chuan)過母材而噴出，稱(cheng)之小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)效應。由于等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)能量(liang)密度的(de)提(ti)高(gao)有(you)一(yi)定限制。因此，小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)型等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)只(zhi)能在有(you)限厚板(ban)上(shang)進行焊(han)(han)(han)(han)接。當等(deng)離(li)子(zi)(zi)氣(qi)流量(liang)較(jiao)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)、弧(hu)柱(zhu)壓縮(suo)程(cheng)度較(jiao)弱時，此種(zhong)等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)在焊(han)(han)(han)(han)接過程(cheng)中只(zhi)熔(rong)化焊(han)(han)(han)(han)件(jian)而不產生(sheng)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)效應，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)(xing)原理與鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)相似，稱(cheng)為熔(rong)透型等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)或稱(cheng)柔性等(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)，主(zhu)要用(yong)于3mm以下薄(bo)板(ban)單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)雙面(mian)成(cheng)形(xing)(xing)及厚板(ban)的(de)多層焊(han)(han)(han)(han)。
一、產(chan)品焊接時自動焊機裝備配(pei)置
配備了十字操作架(jia)、滾輪架(jia)、壓床及焊(han)接系統。縱縫、環縫用不同的工裝(zhuang)，共(gong)用一套焊(han)接系統。電源(yuan)配備是法國原裝(zhuang)等(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)電源(yuan)，可儲存參數，通過預先(xian)參數設置并修改后保存，焊(han)接時調(diao)用。可調(diao)送絲機(ji)構由直(zhi)流電動機(ji)驅動，可輸送φ0.8mm～φ1.6mm的焊(han)絲。
1. 縱縫工裝
縱(zong)縫(feng)采用壓床工裝，氣動琴健壓板(ban)分別加(jia)壓固(gu)定工件，配備焊(han)縫(feng)定位裝置(zhi)。壓床上圓柱形芯軸頂端(duan)帶有凹(ao)槽(cao)銅墊，槽(cao)內(nei)通背面保護氣體。銅墊如圖3-85所(suo)示，凹(ao)槽(cao)寬13mm，深(shen)19mm。焊(han)接(jie)縱(zong)縫(feng)時采用引(yin)弧(hu)板(ban)和(he)引(yin)出(chu)板(ban)，將(jiang)小孔起始區及收(shou)尾(wei)區引(yin)出(chu)筒體焊(han)縫(feng)以外，以保證焊(han)縫(feng)質量(liang)。
2. 環縫工裝
環縫(feng)焊接通過(guo)流輪架轉動工件，操作架機頭在(zai)筒體頂端外側(ce)固定焊接。環縫(feng)等離子(zi)弧焊時，環縫(feng)正面(mian)采(cai)用(yong)圓弧狀氣(qi)體保(bao)護拖罩，背(bei)面(mian)也采(cai)有(you)圓弧狀氣(qi)體保(bao)護裝置(zhi)，如(ru)圖3-86所示。采(cai)用(yong)電流及(ji)離子(zi)氣(qi)量(liang)遞(di)增的方式形(xing)成合(he)適的小(xiao)孔形(xing)成區；同樣采(cai)用(yong)電流及(ji)離子(zi)氣(qi)量(liang)遞(di)減的方式獲得(de)小(xiao)孔收(shou)尾區。
二、焊接工(gong)藝評定后的焊接工(gong)藝要(yao)點
1. 焊前準備
a. 坡口(kou)選擇
焊(han)接厚(hou)4～8mm板可(ke)不開坡口，但厚(hou)度＞8mm的板最(zui)好(hao)略開坡口，鈍邊留5～6mm，如圖3-87。第一(yi)道焊(han)縫采用(yong)小孔法(fa)焊(han)接（可(ke)不加絲），填充(chong)焊(han)道則采用(yong)柔性等(deng)離子弧熔透法(fa)完(wan)成(cheng)，這樣可(ke)使焊(han)縫表面成(cheng)形美觀(guan)。
b. 裝配好鎢極
調整好鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)內縮量及鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)與(yu)噴(pen)嘴壓縮孔的同心(xin)度(du)，同心(xin)度(du)調節(jie)要(yao)視高頻火花分(fen)布情況(kuang)而定，一般在看到高頻火花均勻(yun)分(fen)布在鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)四周75％～80％以(yi)上時即可。噴(pen)嘴分(fen)收斂擴(kuo)散(san)型(xing)和普通(tong)圓柱型(xing)。收斂擴(kuo)散(san)型(xing)噴(pen)嘴減弱(ruo)噴(pen)嘴壓縮程度(du)，但(dan)是(shi)可以(yi)采用更大焊接(jie)電流(liu)而不產生雙(shuang)弧(hu)(hu)，這樣可加大工件(jian)厚度(du)和焊接(jie)速度(du)。當鎢(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)伸出噴(pen)嘴時，電弧(hu)(hu)變(bian)為自由電弧(hu)(hu)，無壓縮效(xiao)果(guo)。
c. 控制筒體間(jian)隙和錯邊量
焊(han)前(qian)要(yao)控制筒體間(jian)隙和錯邊量小于1mm。如果錯邊量略(lve)大，可以(yi)通過加大焊(han)接(jie)參數來補償。裝配(pei)工件時采(cai)用手(shou)工TIG焊(han)焊(han)接(jie)定位(wei)焊(han)點，每隔(ge)150mm焊(han)接(jie)一(yi)個定位(wei)焊(han)縫，長度(du)以(yi)4～5mm為宜。
特別(bie)提示：焊前要確保(bao)焊槍噴嘴(zui)與(yu)焊縫中心同心，以避免背面局部未(wei)熔合。
2. 焊(han)接過(guo)程的控(kong)制
a. 引弧
首先接(jie)(jie)通鎢極與噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)路，引燃(ran)鎢極與噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)弧(hu)(hu)；然后迅速接(jie)(jie)通鎢極和(he)焊件之(zhi)間(jian)電(dian)路，使(shi)電(dian)弧(hu)(hu)轉移到(dao)鎢極和(he)焊件之(zhi)間(jian)直接(jie)(jie)燃(ran)燒；同時(shi)切斷鎢極和(he)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)路，轉移型(xing)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)就正(zheng)式建立(li)。在(zai)正(zheng)常工作狀態下，噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)不帶電(dian)，在(zai)開始引弧(hu)(hu)時(shi)產生(sheng)的(de)(de)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)只作為建立(li)轉移弧(hu)(hu)的(de)(de)中間(jian)媒介。正(zheng)常的(de)(de)轉移弧(hu)(hu)應建立(li)在(zai)電(dian)極與焊件之(zhi)間(jian)，但對于某一(yi)個(ge)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)，若離(li)子(zi)氣(qi)流量過小(xiao)、電(dian)流過大或者噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)與焊件接(jie)(jie)觸，噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)內壁表面的(de)(de)冷(leng)氣(qi)膜便容易被(bei)擊穿而形(xing)成串聯雙(shuang)弧(hu)(hu)。這時(shi)，一(yi)個(ge)電(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)電(dian)極與噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)，另一(yi)個(ge)電(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)與焊件之(zhi)間(jian)，出現雙(shuang)弧(hu)(hu)將(jiang)會破(po)壞正(zheng)常的(de)(de)焊接(jie)(jie)，嚴重(zhong)時(shi)還會燒毀噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)(zui)。
b. 焊接中工藝參數的選擇(ze)
①. 焊接電流(liu)(liu)：板厚和噴嘴結構確定后(hou)，選定穩(wen)定形成小(xiao)孔效應的合適電流(liu)(liu)，且與離子氣(qi)流(liu)(liu)量(liang)有關。
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. 其他參數的選擇(ze)
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、焊接工藝(yi)評定后的焊接參數
1. 小孔等離子弧焊焊接參數（不開坡口）（見(jian)表3-77）。
注：焊(han)槍(qiang)保護氣(qi)流量20～25L／min；拖罩氣(qi)體流量20～25L／min；背面保護氣(qi)體流量10～15L／min；送絲速度120～180cm／min。
2. 表(biao)3-78為小孔等離(li)子弧焊(han)打底，熔透型等離(li)子弧蓋(gai)面的焊(han)接參數。
注：1．第(di)1層小孔(kong)離(li)子(zi)(zi)氣Ar流量6.7L／min；第(di)2層熔(rong)透型離(li)子(zi)(zi)氣Ar流量1.3L／min。
2．保護氣(qi)(qi)（氣(qi)(qi)體分(fen)數）：Ar95％＋He5％，流量(liang)(liang)20L／min；Ar拖罩(zhao)氣(qi)(qi)體流量(liang)(liang)20L／min；Ar背(bei)面氣(qi)(qi)體流量(liang)(liang)8L／min。
3. 表3-79為小孔等離子(zi)弧焊(han)進行(xing)打底、焊(han)條電弧焊(han)（SMAW）蓋面的焊(han)接參數(shu)。
注：離子氣(qi)Ar流(liu)量6.7L／min；保護氣(qi)（氣(qi)體分數）：A195％＋He5％，流(liu)量20L／min；Ar拖罩氣(qi)20L／min；Ar背氣(qi)8L／min。
可(ke)(ke)以(yi)(yi)認為(wei)：對于板厚8～10mm時開Y形坡口(kou)可(ke)(ke)以(yi)(yi)多道焊完(wan)(wan)成(cheng)，也可(ke)(ke)以(yi)(yi)采用小孔等離子弧焊打底(di)，而后再用焊條(tiao)電弧焊或熔化極(ji)氣體保護組合(he)焊完(wan)(wan)成(cheng)。
四、焊接接頭質量(liang)評估
經(jing)焊(han)接工藝(yi)評定后檢(jian)查：
1. 焊(han)縫(feng)(feng)表面無氣(qi)孔有深度不大于0.5mm的咬邊(bian)，開坡(po)口比(bi)不開坡(po)口焊(han)縫(feng)(feng)成形更美觀(guan)。
2. 進(jin)行(xing)100％X射線檢測，無缺陷。
3. 力學(xue)性(xing)能(neng)檢查(cha)：抗(kang)拉(la)強(qiang)度和彎(wan)曲試驗均(jun)合(he)格，符合(he)ASME IX標準，厚度范(fan)圍(wei)為1.6~20mm。
五、制造能力
該廠除了完成(cheng)此產(chan)品(pin)外(wai)，還用該自動焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)裝置(zhi)成(cheng)功地在消聲器產(chan)品(pin)中對(dui)不銹鋼筒(tong)體的縱焊(han)(han)(han)縫，管道縱、環(huan)縫（管道長度(du)一般為6m）進(jin)行(xing)了焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，產(chan)品(pin)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)質(zhi)量穩定(ding)且提高(gao)了生產(chan)效(xiao)率。
