浙江至德鋼業有限公司用等離(li)子弧(hu)焊焊接304（相當我國鋼號標準06Cr19Ni10）奧氏(shi)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)孔(kong)型和(he)熔(rong)(rong)透型等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，這兩種(zhong)焊(han)(han)(han)接方法，都適用(yong)于(yu)大直徑筒(tong)體縱、環縫的(de)(de)焊(han)(han)(han)接。小(xiao)孔(kong)型等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)可產生(sheng)強有(you)力的(de)(de)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)束，與激(ji)光(guang)或電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)接一樣，它能(neng)夠在(zai)材(cai)料上產生(sheng)充分的(de)(de)熔(rong)(rong)融。施(shi)焊(han)(han)(han)時，壓(ya)縮(suo)(suo)的(de)(de)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)焰流速度較(jiao)快，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)細長而有(you)力，為(wei)熔(rong)(rong)池前端穿透焊(han)(han)(han)件(jian)而形成一個小(xiao)孔(kong)，焰流穿過母(mu)材(cai)而噴出，稱(cheng)之小(xiao)孔(kong)效應。由于(yu)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)能(neng)量(liang)密度的(de)(de)提高有(you)一定限制。因此，小(xiao)孔(kong)型等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)只能(neng)在(zai)有(you)限厚板上進行焊(han)(han)(han)接。當等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)氣流量(liang)較(jiao)小(xiao)、弧(hu)(hu)(hu)柱(zhu)壓(ya)縮(suo)(suo)程度較(jiao)弱時，此種(zhong)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)在(zai)焊(han)(han)(han)接過程中(zhong)只熔(rong)(rong)化焊(han)(han)(han)件(jian)而不產生(sheng)小(xiao)孔(kong)效應，焊(han)(han)(han)縫成形原理與鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)相似，稱(cheng)為(wei)熔(rong)(rong)透型等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)或稱(cheng)柔性等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，主要(yao)用(yong)于(yu)3mm以下(xia)薄板單面(mian)(mian)焊(han)(han)(han)雙面(mian)(mian)成形及厚板的(de)(de)多層焊(han)(han)(han)。
一、產品焊接時自(zi)動焊機裝備配置
配(pei)備了十字操作架、滾輪(lun)架、壓床及焊(han)接系(xi)統(tong)。縱縫、環縫用不(bu)同(tong)的工裝(zhuang)，共用一(yi)套(tao)焊(han)接系(xi)統(tong)。電(dian)源配(pei)備是(shi)法國原裝(zhuang)等離子弧焊(han)電(dian)源，可儲存(cun)參數，通過預先參數設置并(bing)修改后(hou)保存(cun)，焊(han)接時調用。可調送(song)絲機構由直流電(dian)動機驅動，可輸送(song)φ0.8mm～φ1.6mm的焊(han)絲。
1. 縱縫(feng)工裝
縱縫(feng)采用(yong)壓(ya)床工裝，氣動琴健壓(ya)板分別加壓(ya)固定(ding)(ding)工件，配備焊縫(feng)定(ding)(ding)位裝置。壓(ya)床上圓(yuan)柱形芯軸頂端帶有凹(ao)槽(cao)銅墊，槽(cao)內通背面(mian)保護氣體(ti)。銅墊如圖3-85所示，凹(ao)槽(cao)寬(kuan)13mm，深19mm。焊接縱縫(feng)時采用(yong)引(yin)弧板和引(yin)出板，將(jiang)小孔起(qi)始區及收尾區引(yin)出筒體(ti)焊縫(feng)以(yi)外，以(yi)保證(zheng)焊縫(feng)質量(liang)。
2. 環縫(feng)工裝
環(huan)縫焊(han)接通過流輪(lun)架(jia)轉動工件，操作架(jia)機頭在筒體頂端(duan)外側固定焊(han)接。環(huan)縫等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)時，環(huan)縫正面采(cai)用圓弧(hu)狀氣(qi)體保護(hu)拖罩，背(bei)面也采(cai)有圓弧(hu)狀氣(qi)體保護(hu)裝(zhuang)置，如圖3-86所示。采(cai)用電流及(ji)離(li)子(zi)氣(qi)量(liang)(liang)遞增的方式形(xing)成合適的小孔(kong)(kong)形(xing)成區(qu)；同樣(yang)采(cai)用電流及(ji)離(li)子(zi)氣(qi)量(liang)(liang)遞減的方式獲(huo)得小孔(kong)(kong)收尾區(qu)。
二(er)、焊接工藝(yi)評定后的焊接工藝(yi)要點
1. 焊前準備(bei)
a. 坡口選擇
焊(han)(han)接厚(hou)4～8mm板可(ke)不開(kai)坡口，但厚(hou)度＞8mm的板最好略開(kai)坡口，鈍(dun)邊(bian)留5～6mm，如圖3-87。第(di)一(yi)道焊(han)(han)縫采(cai)用小孔法焊(han)(han)接（可(ke)不加絲），填充焊(han)(han)道則采(cai)用柔性等離子弧熔透法完成，這樣可(ke)使(shi)焊(han)(han)縫表面成形美觀。
b. 裝配好鎢(wu)極
調整好鎢(wu)極(ji)(ji)內縮(suo)(suo)(suo)量及鎢(wu)極(ji)(ji)與噴(pen)嘴(zui)壓縮(suo)(suo)(suo)孔的同心(xin)度，同心(xin)度調節要視高(gao)頻(pin)火花(hua)分布情(qing)況(kuang)而(er)定，一般(ban)在看(kan)到高(gao)頻(pin)火花(hua)均(jun)勻分布在鎢(wu)極(ji)(ji)四周75％～80％以上時(shi)(shi)即可。噴(pen)嘴(zui)分收(shou)斂擴散(san)型和普(pu)通圓(yuan)柱型。收(shou)斂擴散(san)型噴(pen)嘴(zui)減弱(ruo)噴(pen)嘴(zui)壓縮(suo)(suo)(suo)程度，但是(shi)可以采用更大(da)焊(han)接電(dian)流而(er)不產生雙(shuang)弧(hu)，這(zhe)樣可加大(da)工件厚度和焊(han)接速度。當鎢(wu)極(ji)(ji)伸(shen)出噴(pen)嘴(zui)時(shi)(shi)，電(dian)弧(hu)變為(wei)自由電(dian)弧(hu)，無壓縮(suo)(suo)(suo)效(xiao)果。
c. 控制筒體間隙和錯邊量
焊(han)前(qian)要控制筒體間隙和錯(cuo)邊量小于(yu)1mm。如(ru)果(guo)錯(cuo)邊量略大(da)，可以(yi)通(tong)過加大(da)焊(han)接參數(shu)來(lai)補償。裝配工件時采用手(shou)工TIG焊(han)焊(han)接定位焊(han)點(dian)，每隔150mm焊(han)接一個定位焊(han)縫(feng)，長(chang)度以(yi)4～5mm為宜。
特別提示：焊(han)前要(yao)確保焊(han)槍噴嘴與焊(han)縫中心同心，以避免(mian)背面(mian)局(ju)部未熔合。
2. 焊接(jie)過程的(de)控(kong)制(zhi)
a. 引弧
首先接(jie)通鎢(wu)(wu)極與噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)路(lu)，引燃鎢(wu)(wu)極與噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)；然后迅(xun)速(su)接(jie)通鎢(wu)(wu)極和焊(han)(han)件之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)電(dian)路(lu)，使電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)轉(zhuan)移到鎢(wu)(wu)極和焊(han)(han)件之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)直接(jie)燃燒；同時(shi)切斷鎢(wu)(wu)極和噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)路(lu)，轉(zhuan)移型(xing)等(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)就正式建立(li)。在(zai)(zai)正常(chang)(chang)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下，噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)不帶電(dian)，在(zai)(zai)開始引弧(hu)(hu)(hu)(hu)時(shi)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)離子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)只作(zuo)為建立(li)轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)中間(jian)(jian)(jian)(jian)媒介。正常(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)移弧(hu)(hu)(hu)(hu)應建立(li)在(zai)(zai)電(dian)極與焊(han)(han)件之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，但對(dui)于某一個噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)，若離子(zi)氣流量過小、電(dian)流過大或者(zhe)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)與焊(han)(han)件接(jie)觸，噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)內壁(bi)表面的(de)(de)(de)(de)(de)冷氣膜便(bian)容易(yi)被擊穿而形成串聯雙弧(hu)(hu)(hu)(hu)。這時(shi)，一個電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)(zai)電(dian)極與噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，另(ling)一個電(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)(zai)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)與焊(han)(han)件之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，出現雙弧(hu)(hu)(hu)(hu)將(jiang)會破壞正常(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)，嚴重時(shi)還會燒毀噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)。
b. 焊接中工(gong)藝(yi)參數的選擇
①. 焊接電流(liu)：板厚和噴嘴結(jie)構確(que)定(ding)后，選定(ding)穩(wen)定(ding)形成小孔(kong)效應的合適電流(liu)，且(qie)與(yu)離子氣流(liu)量有(you)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(ta)參數(shu)的(de)選擇
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、焊接工藝評定后的焊接參數
1. 小孔等離子弧焊(han)焊(han)接參(can)數(shu)（不開(kai)坡口(kou)）（見表3-77）。
注：焊槍(qiang)保護氣流(liu)量20～25L／min；拖(tuo)罩氣體流(liu)量20～25L／min；背面保護氣體流(liu)量10～15L／min；送絲速度120～180cm／min。
2. 表3-78為小孔等(deng)離子弧焊(han)打底，熔透型等(deng)離子弧蓋面的焊(han)接參數。
注：1．第1層小孔離子氣Ar流量(liang)6.7L／min；第2層熔(rong)透型(xing)離子氣Ar流量(liang)1.3L／min。
2．保護氣（氣體(ti)分數）：Ar95％＋He5％，流量(liang)20L／min；Ar拖(tuo)罩氣體(ti)流量(liang)20L／min；Ar背面氣體(ti)流量(liang)8L／min。
3. 表3-79為小孔等離子弧焊(han)(han)(han)進行打底、焊(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)（SMAW）蓋面的(de)焊(han)(han)(han)接參數。
注：離子氣Ar流量(liang)6.7L／min；保護氣（氣體分(fen)數）：A195％＋He5％，流量(liang)20L／min；Ar拖罩(zhao)氣20L／min；Ar背氣8L／min。
可(ke)以認(ren)為(wei)：對于板(ban)厚(hou)8～10mm時(shi)開Y形(xing)坡口可(ke)以多道焊(han)完成，也可(ke)以采用小孔等(deng)離子弧(hu)焊(han)打底，而后再用焊(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)或熔化極氣體保(bao)護組(zu)合焊(han)完成。
四(si)、焊接接頭質量評估
經焊接工藝評定后檢(jian)查：
1. 焊縫表面無(wu)氣孔有深(shen)度不(bu)大于0.5mm的(de)咬邊，開坡口比不(bu)開坡口焊縫成形更(geng)美觀。
2. 進行100％X射線檢測，無缺陷。
3. 力學性能檢查：抗拉強度和彎曲試驗(yan)均合(he)格，符合(he)ASME IX標(biao)準，厚度范圍為1.6~20mm。
五、制造能(neng)力
該(gai)廠除了(le)完成此產(chan)品外，還用(yong)該(gai)自(zi)動焊接裝置成功(gong)地在消聲器(qi)產(chan)品中對不(bu)銹鋼筒體的(de)縱焊縫(feng)，管(guan)(guan)道(dao)(dao)縱、環縫(feng)（管(guan)(guan)道(dao)(dao)長度一般為6m）進行(xing)了(le)焊接，產(chan)品焊接質量(liang)穩定且提高了(le)生產(chan)效率。
