1. 坡口形式(shi)
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奧氏體型(xing)不銹鋼管子對(dui)接焊(han)坡口形式
各種接頭(tou)中T形(xing)接頭(tou)、對接接頭(tou)的保(bao)護效(xiao)果較(jiao)好,而角(jiao)接接頭(tou)、端接接頭(tou)因氣(qi)體流量分散性較(jiao)大(da),保(bao)護效(xiao)果較(jiao)差,如(ru)圖4-35所示。
2. 焊前清理(li)
焊(han)接區及(ji)填充(chong)焊(han)絲均(jun)應進(jin)行嚴(yan)格清理,清除(chu)氧(yang)化膜、油(you)污、臟物和水分等(deng)污物。
3. 焊接參數
a. 焊接(jie)電流
根據焊件厚度、接(jie)(jie)頭形式、焊接(jie)(jie)位(wei)置等(deng)因素(su)來選用焊接(jie)(jie)電(dian)流,除此還要考慮鎢極所承受(shou)電(dian)流的能(neng)力。焊接(jie)(jie)電(dian)流過大(da),容易產生(sheng)燒穿或(huo)使(shi)焊縫下陷和咬邊等(deng)缺陷,嚴重時還會引起鎢極燒損(sun)或(huo)產生(sheng)夾(jia)鎢等(deng)缺陷。焊接(jie)(jie)電(dian)流過小(xiao),電(dian)弧(hu)燃燒不(bu)穩(wen)定,會造成未焊透等(deng)缺欠。
b. 電弧(hu)電壓(ya)
主要取決(jue)于焊接過(guo)程中電弧(hu)(hu)的長度,電弧(hu)(hu)拉長、電弧(hu)(hu)電壓增(zeng)大,熔(rong)(rong)寬(kuan)增(zeng)寬(kuan),熔(rong)(rong)深變淺。當電弧(hu)(hu)電壓過(guo)高(gao)時,會導(dao)致(zhi)焊接電弧(hu)(hu)不(bu)穩,易產生未焊透(tou)、未熔(rong)(rong)合和熔(rong)(rong)池保護不(bu)佳等缺(que)陷。應在保證(zheng)電弧(hu)(hu)不(bu)短路的情況下,盡量減少弧(hu)(hu)長,電弧(hu)(hu)電壓一(yi)般控(kong)制(zhi)在9~20V范圍內,最常用的電弧(hu)(hu)電壓為9~14V。
c. 焊接速度
為(wei)了不破壞氣流對熔(rong)池的保護作用,焊(han)(han)接(jie)速度(du)一般(ban)不宜過快。在保證焊(han)(han)縫金屬和母材金屬不被氧化的前提(ti)下,為(wei)了提(ti)高(gao)生產(chan)效率,盡(jin)可能提(ti)高(gao)焊(han)(han)接(jie)速度(du)。提(ti)高(gao)焊(han)(han)接(jie)速度(du),焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在450~850℃危險溫度(du)停留時(shi)間會相對減少,有(you)利于提(ti)高(gao)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能。
d. 焊(han)絲
同一牌號的奧氏體不銹鋼焊接,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(wo)國的不銹(xiu)鋼藥芯焊(han)絲(si)與(yu)AWS A5.22-1995《耐腐(fu)蝕鉻及(ji)鉻鎳鋼用藥芯焊(han)絲(si)》及(ji)其他國家不銹(xiu)鋼藥芯焊(han)絲(si)的對應關系,見表2-64。
e. 氬氣純度與流量
氬(ya)氣(qi)(qi)純(chun)(chun)度(du)不(bu)低于99.9%(體(ti)積(ji)分數(shu)),氬(ya)氣(qi)(qi)純(chun)(chun)度(du)愈高,保(bao)護效(xiao)(xiao)果(guo)愈好(hao)。氣(qi)(qi)體(ti)流量(liang)過低,氣(qi)(qi)體(ti)挺度(du)不(bu)足,排(pai)除周圍空氣(qi)(qi)的(de)能力減弱,造成熔池(chi)保(bao)護效(xiao)(xiao)果(guo)不(bu)佳;氣(qi)(qi)體(ti)流量(liang)過大,容(rong)易將(jiang)熔池(chi)周圍的(de)空氣(qi)(qi)卷入熔池(chi),形成氣(qi)(qi)體(ti)紊流,降低保(bao)護效(xiao)(xiao)果(guo)。氬(ya)氣(qi)(qi)流量(liang)與(yu)噴嘴直徑大小有關,見式(4-6)。
氬氣流量不(bu)僅與噴(pen)嘴直徑有關,還與焊接電流大小有關,它們之(zhi)間的參數選擇見表4-29。
f. 電(dian)極極性
為(wei)了減少鎢(wu)極(ji)(ji)燒損,延長鎢(wu)極(ji)(ji)壽命(ming),一(yi)般采用直流電(dian)源(yuan)正接(jie)(jie)(工件(jian)接(jie)(jie)電(dian)源(yuan)正極(ji)(ji),鎢(wu)極(ji)(ji)接(jie)(jie)電(dian)源(yuan)負極(ji)(ji)。直流正接(jie)(jie)在工藝(yi)文(wen)(wen)件(jian)上用符號DC或DCSP表示(shi),DC是(shi)英(ying)文(wen)(wen)di-rect current 的縮寫(xie);DCSP 是(shi)英(ying)文(wen)(wen) direct current straight polarity的縮寫(xie)),也可以用交(jiao)流鎢(wu)極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)機焊(han)(han)接(jie)(jie)奧氏體型不銹鋼(gang)。
g. 鎢極
鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)純鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)、釷(tu)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)和鈰鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)3種,其中鈰鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(活化(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji))比純鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)工藝(yi)性(xing)(xing)好(hao)得多,且(qie)對(dui)人體損(sun)害小,推薦首選(xuan)使(shi)用(yong)。鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)直徑與相應焊接電(dian)源和極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)條件(jian)下的(de)(de)焊接電(dian)流(liu)(liu)允許值(zhi),參見表4-30、表4-31。施焊前(qian),要將(jiang)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)端部磨成一定(ding)形(xing)狀(zhuang),通常有(you)尖(jian)頭(tou)(tou)(tou)和平頭(tou)(tou)(tou)等形(xing)狀(zhuang)。采用(yong)較小的(de)(de)焊接電(dian)流(liu)(liu)施焊時(shi),要選(xuan)用(yong)小直徑的(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)棒(bang),端頭(tou)(tou)(tou)磨成尖(jian)頭(tou)(tou)(tou)形(xing)狀(zhuang),錐(zhui)(zhui)頂(ding)角度約30°,如圖4-36(a)所示(shi)。當采用(yong)大的(de)(de)焊接電(dian)流(liu)(liu)施焊時(shi),鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)應磨成帶(dai)有(you)平頂(ding)的(de)(de)錐(zhui)(zhui)形(xing)形(xing)狀(zhuang),如圖4-36(b)所示(shi)。平頂(ding)錐(zhui)(zhui)形(xing)的(de)(de)端頭(tou)(tou)(tou)可避免尖(jian)端過(guo)熱熔(rong)化(hua),減(jian)少鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)端部損(sun)耗,同時(shi)還有(you)利(li)于防(fang)止陰極(ji)(ji)(ji)(ji)斑點的(de)(de)游動,從而(er)穩定(ding)電(dian)弧(hu)。鎢(wu)(wu)(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)端頭(tou)(tou)(tou)愈尖(jian)愈易燒損(sun),燒損(sun)后(hou)將(jiang)導(dao)致電(dian)弧(hu)電(dian)壓增高,直接影響熔(rong)池保護效果,也會使(shi)焊縫氧化(hua),甚至產生焊縫寬度不均的(de)(de)缺(que)陷。
h. 鎢極(ji)伸出長度
鎢極伸(shen)出(chu)(chu)長度(du)指鎢極超出(chu)(chu)噴嘴(zui)(zui)端面的長度(du)。鎢極伸(shen)出(chu)(chu)的短,可以使噴嘴(zui)(zui)與焊件(jian)相對靠近(jin),氣體保護效果好,通(tong)常鎢極伸(shen)出(chu)(chu)長度(du)為2~8mm。
i. 噴嘴(nozzle)
常用(yong)鎢(wu)極氬弧焊(han)用(yong)噴(pen)嘴結構如(ru)圖4-37所示,D端(duan)與焊(han)槍(qiang)連接(jie)段(duan)為(wei)長(chang)10~12mm的(de)(de)(de)(de)圓柱(zhu)體(ti)(ti);小(xiao)圓柱(zhu)的(de)(de)(de)(de)末(mo)端(duan)部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)長(chang)度L不應(ying)小(xiao)于噴(pen)嘴孔徑,其長(chang)度以1.2~1.5倍噴(pen)嘴孔內(nei)(nei)徑(d)為(wei)宜(yi)。噴(pen)嘴的(de)(de)(de)(de)錐形(xing)部(bu)分(fen)有緩沖氣(qi)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)作用(yong),可改(gai)善保護效(xiao)(xiao)果(guo)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)氣(qi)體(ti)(ti)保護效(xiao)(xiao)果(guo),噴(pen)嘴的(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)壁應(ying)光滑、不允許有棱角、凹槽,不得沾上飛濺物。為(wei)了(le)使氬氣(qi)從噴(pen)嘴噴(pen)出(chu)時(shi)成為(wei)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)層流(liu)(liu),提(ti)高(gao)氣(qi)體(ti)(ti)保護效(xiao)(xiao)果(guo),焊(han)槍(qiang)應(ying)有氣(qi)體(ti)(ti)透鏡(類似穩定(ding)裝置)、多孔性擋板(可用(yong)1~2層銅絲網(wang)組成,網(wang)目數(shu)不得少(shao)于600~700孔/c㎡)及緩沖室。氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)(liu)量不變,增大噴(pen)嘴內(nei)(nei)徑時(shi),氣(qi)體(ti)(ti)挺度下降,對熔(rong)池保護減弱(ruo);氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)(liu)量不變,噴(pen)嘴內(nei)(nei)徑變小(xiao)時(shi),氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)速增加過多,可造成氣(qi)體(ti)(ti)紊(wen)流(liu)(liu),也(ye)會造成保護效(xiao)(xiao)果(guo)不好。實(shi)踐證明(ming),在(zai)手(shou)工鎢(wu)極氬弧焊(han)時(shi),噴(pen)嘴內(nei)(nei)徑在(zai)8~20mm 范圍內(nei)(nei),氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)(liu)量以10~25L/min為(wei)宜(yi)。當(dang)噴(pen)嘴和氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)(liu)量一定(ding)時(shi),噴(pen)嘴至焊(han)件之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)距(ju)離愈(yu)短(duan)(duan),則保護效(xiao)(xiao)果(guo)愈(yu)好,但過小(xiao)會影響焊(han)工的(de)(de)(de)(de)視線和引起鎢(wu)極與焊(han)件短(duan)(duan)路。對于噴(pen)嘴內(nei)(nei)徑為(wei)8~20mm的(de)(de)(de)(de)噴(pen)嘴,距(ju)離焊(han)件一般不超過15mm。
j. 焊接電流、噴嘴直徑和保護氣體流量(liang)對應關系
焊接電流、噴(pen)嘴(zui)直徑(jing)和保(bao)護氣體流量(liang)對應關(guan)系見表4-29。
k. 冷卻水(shui)流量(liang)
焊(han)槍(qiang)(qiang)額定電流大于160A時(shi),焊(han)接前焊(han)槍(qiang)(qiang)須(xu)通冷卻水(shui)(shui),焊(han)接完成須(xu)滯后(hou)停(ting)止冷卻水(shui)(shui)。冷卻水(shui)(shui)流量(liang)不得小于1L/min,否則焊(han)機無(wu)法啟動(dong)或易燒毀(hui)焊(han)槍(qiang)(qiang)。
4. 提高氣體(ti)保護效果的措施
為了使焊接(jie)接(jie)頭正面和背面得到可靠保護,可采用圖4-38~圖4-40所示的工藝裝備(bei)來提高(gao)保護效果。
5. 操作技術(shu)
裝配定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han),應(ying)采用(yong)與(yu)正式焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)相同的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)和工藝,定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)長(chang)(chang)度(du)距離(li)應(ying)根(gen)據焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)厚度(du)與(yu)結構剛度(du)而(er)定(ding)。一(yi)般(ban)每段定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)長(chang)(chang)度(du)為(wei)5~15mm,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)厚度(du)不(bu)(bu)大于2mm。例如(ru)直徑φ60mm以下的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管子,用(yong)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)點固定(ding)2~3處(chu),定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)長(chang)(chang)度(du)約5mm。直徑159mm的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管子,用(yong)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)點固定(ding)4處(chu),定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)長(chang)(chang)度(du)約10mm。定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)須保證質量,不(bu)(bu)允許存(cun)在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)缺陷(xian)。對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)槍與(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)之間保持(chi)后(hou)傾(qing),鎢極與(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)之間傾(qing)角(jiao)(jiao)為(wei)75°~80°,填充焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)與(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)傾(qing)角(jiao)(jiao)為(wei)75°~15°,希望填充焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)與(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)傾(qing)角(jiao)(jiao)越(yue)(yue)小越(yue)(yue)好,過大則容(rong)易擾亂氣體保護;角(jiao)(jiao)接(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi),除了對(dui)接(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)要求外,還(huan)要求與(yu)板之間的(de)(de)相對(dui)位(wei)(wei)置。
填(tian)充焊(han)絲(si)時(shi)動作要(yao)緩、穩(wen),不(bu)要(yao)破(po)壞氬氣(qi)(qi)對(dui)熔池的(de)保(bao)護。不(bu)能像氣(qi)(qi)焊(han)那樣(yang)在熔池中攪(jiao)拌,應一滴(di)(di)一滴(di)(di)地緩慢(man)送入(ru)熔池,或者將焊(han)絲(si)端頭浸(jin)入(ru)熔池中不(bu)斷(duan)填(tian)入(ru),并向前移動,焊(han)絲(si)端頭不(bu)能脫離(li)氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護區。要(yao)防(fang)止焊(han)絲(si)與鎢極(ji)接(jie)觸、碰撞,否則(ze)加(jia)(jia)劇(ju)鎢極(ji)燒損,而引起焊(han)縫夾鎢。焊(han)接(jie)收弧時(shi)、應減(jian)慢(man)焊(han)接(jie)速度、增加(jia)(jia)焊(han)絲(si)填(tian)充量(liang)。焊(han)接(jie)薄板時(shi),為了防(fang)止變(bian)形可采(cai)用銅(tong)襯(chen)墊(dian),并將焊(han)件壓貼于襯(chen)墊(dian)上(shang),以利(li)于散熱(re)。在銅(tong)墊(dian)板上(shang)加(jia)(jia)工出(chu)凹(ao)槽,凹(ao)槽對(dui)準(zhun)焊(han)縫以便背面(mian)充氬氣(qi)(qi)保(bao)護,見(jian)圖4-39、圖4-40。電弧熄滅后,焊(han)槍噴嘴仍須對(dui)準(zhun)熔池,以延長氬氣(qi)(qi)保(bao)護效果。
實踐證明,從焊(han)接接頭(tou)的(de)顏色,也可以判(pan)斷焊(han)接區的(de)保護效果,詳見表4-32。
機械操作(zuo)不(bu)加(jia)填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲(si)的鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝參數(shu),見(jian)表4-33;機械操作(zuo)加(jia)填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲(si)的鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝參數(shu),見(jian)表4-34;鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)加(jia)填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲(si)焊(han)(han)接(jie)(jie)薄板奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu),見(jian)表4-35;手工(gong)鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)加(jia)填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲(si)的焊(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu),見(jian)表4-36~表4-38,奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼管鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu),見(jian)表4-39。