浙江至德鋼業有限公司用等離(li)子(zi)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腐蝕能力。
小(xiao)(xiao)孔(kong)型(xing)和熔透(tou)型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)，這兩種焊(han)(han)接(jie)方法，都(dou)適(shi)用(yong)于(yu)(yu)大直徑筒體縱(zong)、環縫的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。小(xiao)(xiao)孔(kong)型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)可產生(sheng)強有(you)力(li)的(de)(de)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)束，與(yu)激光或電子(zi)(zi)(zi)束焊(han)(han)接(jie)一樣(yang)，它能夠在(zai)(zai)材(cai)料上(shang)產生(sheng)充(chong)分(fen)的(de)(de)熔融。施(shi)焊(han)(han)時，壓縮(suo)的(de)(de)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)焰流速度(du)較快，電弧(hu)(hu)(hu)(hu)細長而有(you)力(li)，為(wei)熔池(chi)前(qian)端穿(chuan)(chuan)透(tou)焊(han)(han)件(jian)而形成(cheng)一個小(xiao)(xiao)孔(kong)，焰流穿(chuan)(chuan)過母材(cai)而噴出，稱之小(xiao)(xiao)孔(kong)效應(ying)。由于(yu)(yu)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)能量密度(du)的(de)(de)提高有(you)一定(ding)限制。因此(ci)，小(xiao)(xiao)孔(kong)型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)只能在(zai)(zai)有(you)限厚板上(shang)進行焊(han)(han)接(jie)。當等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氣流量較小(xiao)(xiao)、弧(hu)(hu)(hu)(hu)柱壓縮(suo)程度(du)較弱時，此(ci)種等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)過程中只熔化焊(han)(han)件(jian)而不產生(sheng)小(xiao)(xiao)孔(kong)效應(ying)，焊(han)(han)縫成(cheng)形原(yuan)理(li)與(yu)鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)相似(si)，稱為(wei)熔透(tou)型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)或稱柔性(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)，主要用(yong)于(yu)(yu)3mm以下(xia)薄板單面焊(han)(han)雙面成(cheng)形及厚板的(de)(de)多層(ceng)焊(han)(han)。
一、產(chan)品焊接時自(zi)動焊機(ji)裝備配置
配(pei)備(bei)了十字操(cao)作架、滾輪架、壓床及焊接系統(tong)。縱縫、環縫用(yong)不(bu)同的工裝(zhuang)，共用(yong)一套焊接系統(tong)。電源配(pei)備(bei)是法國(guo)原裝(zhuang)等離子弧焊電源，可儲(chu)存參(can)數(shu)，通過(guo)預先參(can)數(shu)設置并(bing)修(xiu)改后保存，焊接時(shi)調用(yong)。可調送絲機構由直(zhi)流電動(dong)機驅動(dong)，可輸(shu)送φ0.8mm～φ1.6mm的焊絲。
1. 縱縫工裝(zhuang)
縱縫采(cai)用壓(ya)(ya)床(chuang)工(gong)裝，氣(qi)動(dong)琴健壓(ya)(ya)板(ban)分別(bie)加壓(ya)(ya)固定工(gong)件，配備焊(han)縫定位裝置。壓(ya)(ya)床(chuang)上圓柱形芯軸頂端帶有凹槽銅墊(dian)，槽內通(tong)背面保護氣(qi)體。銅墊(dian)如圖3-85所示，凹槽寬13mm，深(shen)19mm。焊(han)接縱縫時采(cai)用引(yin)弧板(ban)和引(yin)出板(ban)，將小孔起始區及收尾區引(yin)出筒體焊(han)縫以外，以保證(zheng)焊(han)縫質量。
2. 環縫工裝
環(huan)縫(feng)焊接通過流輪架轉動工件，操(cao)作架機頭(tou)在筒(tong)體(ti)頂(ding)端外側(ce)固定焊接。環(huan)縫(feng)等離(li)(li)子弧焊時，環(huan)縫(feng)正面(mian)采用(yong)圓(yuan)弧狀氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)護拖(tuo)罩，背面(mian)也采有圓(yuan)弧狀氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)護裝(zhuang)置(zhi)，如圖3-86所示。采用(yong)電流及離(li)(li)子氣(qi)量遞增的(de)(de)(de)方式形成合適(shi)的(de)(de)(de)小孔(kong)(kong)形成區(qu)；同樣采用(yong)電流及離(li)(li)子氣(qi)量遞減的(de)(de)(de)方式獲得小孔(kong)(kong)收尾區(qu)。
二、焊(han)接(jie)工(gong)藝評定后(hou)的(de)焊(han)接(jie)工(gong)藝要點
1. 焊前準備
a. 坡口選擇
焊(han)(han)接(jie)厚4～8mm板可不開(kai)坡口，但厚度＞8mm的(de)板最好略開(kai)坡口，鈍(dun)邊留5～6mm，如(ru)圖3-87。第一道焊(han)(han)縫(feng)采用小孔法焊(han)(han)接(jie)（可不加絲），填充焊(han)(han)道則采用柔(rou)性(xing)等(deng)離子弧熔透法完(wan)成(cheng)，這(zhe)樣可使焊(han)(han)縫(feng)表面成(cheng)形美(mei)觀。
b. 裝配好鎢極
調整好鎢(wu)極內縮量及鎢(wu)極與噴(pen)(pen)嘴壓縮孔的同(tong)心度，同(tong)心度調節要視高(gao)頻火(huo)(huo)花分布情況(kuang)而定，一(yi)般在(zai)看到高(gao)頻火(huo)(huo)花均(jun)勻分布在(zai)鎢(wu)極四(si)周75％～80％以(yi)(yi)上時即(ji)可(ke)。噴(pen)(pen)嘴分收(shou)斂擴(kuo)散型和(he)普(pu)通圓(yuan)柱型。收(shou)斂擴(kuo)散型噴(pen)(pen)嘴減弱噴(pen)(pen)嘴壓縮程度，但是可(ke)以(yi)(yi)采(cai)用(yong)更(geng)大(da)(da)焊(han)接(jie)(jie)電流而不產生(sheng)雙(shuang)弧，這樣(yang)可(ke)加大(da)(da)工件(jian)厚度和(he)焊(han)接(jie)(jie)速度。當鎢(wu)極伸出噴(pen)(pen)嘴時，電弧變(bian)為自由(you)電弧，無壓縮效果。
c. 控制筒體間隙和錯邊量
焊(han)(han)前要控(kong)制筒體間隙(xi)和錯(cuo)邊量小于1mm。如果(guo)錯(cuo)邊量略(lve)大，可以(yi)通過加大焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數來補償。裝配工(gong)件時采用手工(gong)TIG焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)定(ding)(ding)位焊(han)(han)點，每隔150mm焊(han)(han)接(jie)(jie)一個定(ding)(ding)位焊(han)(han)縫(feng)，長度以(yi)4～5mm為宜。
特別提示：焊前(qian)要(yao)確保焊槍噴(pen)嘴與焊縫中(zhong)心(xin)同(tong)心(xin)，以避免(mian)背面局部未熔合(he)。
2. 焊(han)接過(guo)程的(de)控(kong)制
a. 引弧
首先接(jie)(jie)(jie)通(tong)鎢極與噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)路，引(yin)燃鎢極與噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)弧(hu)；然(ran)后(hou)迅速接(jie)(jie)(jie)通(tong)鎢極和焊件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)電(dian)(dian)路，使電(dian)(dian)弧(hu)轉(zhuan)移(yi)到鎢極和焊件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)直接(jie)(jie)(jie)燃燒；同時切斷鎢極和噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)路，轉(zhuan)移(yi)型等離(li)子弧(hu)就正式建立。在(zai)正常(chang)工作狀(zhuang)態下，噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)不帶(dai)電(dian)(dian)，在(zai)開始引(yin)弧(hu)時產(chan)生(sheng)的(de)等離(li)子弧(hu)只作為建立轉(zhuan)移(yi)弧(hu)的(de)中間(jian)(jian)媒(mei)介。正常(chang)的(de)轉(zhuan)移(yi)弧(hu)應建立在(zai)電(dian)(dian)極與焊件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)，但(dan)對于(yu)某(mou)一個(ge)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)，若離(li)子氣流量過小(xiao)、電(dian)(dian)流過大或者噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)與焊件(jian)接(jie)(jie)(jie)觸，噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)內壁表面的(de)冷(leng)氣膜便(bian)容(rong)易被擊穿而(er)形成串聯雙(shuang)弧(hu)。這時，一個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)在(zai)電(dian)(dian)極與噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)，另一個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生(sheng)在(zai)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)與焊件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)，出(chu)現雙(shuang)弧(hu)將會(hui)破壞正常(chang)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)，嚴重時還會(hui)燒毀噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)。
b. 焊(han)接中工藝參數的選擇(ze)
①. 焊接電(dian)流：板厚和噴嘴結構確(que)定后，選(xuan)定穩定形成小(xiao)孔效(xiao)應的合適電(dian)流，且與離子氣流量有(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(qi)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(san)、焊(han)(han)接(jie)工藝評定(ding)后(hou)的焊(han)(han)接(jie)參數(shu)
1. 小孔等離子(zi)弧焊(han)焊(han)接(jie)參數（不開坡口(kou)）（見表(biao)3-77）。
注(zhu)：焊槍保護氣(qi)流(liu)量20～25L／min；拖(tuo)罩氣(qi)體(ti)流(liu)量20～25L／min；背面保護氣(qi)體(ti)流(liu)量10～15L／min；送絲速度120～180cm／min。
2. 表(biao)3-78為小孔(kong)等(deng)離子(zi)弧焊打底，熔透型(xing)等(deng)離子(zi)弧蓋面的焊接(jie)參數。
注：1．第1層小孔離子氣Ar流量6.7L／min；第2層熔透型離子氣Ar流量1.3L／min。
2．保(bao)護氣(qi)（氣(qi)體(ti)分數）：Ar95％＋He5％，流量(liang)20L／min；Ar拖罩氣(qi)體(ti)流量(liang)20L／min；Ar背(bei)面(mian)氣(qi)體(ti)流量(liang)8L／min。
3. 表3-79為小孔等(deng)離(li)子(zi)弧焊(han)進行(xing)打(da)底、焊(han)條電弧焊(han)（SMAW）蓋面的焊(han)接參(can)數。
注：離子氣(qi)(qi)Ar流(liu)(liu)量6.7L／min；保(bao)護氣(qi)(qi)（氣(qi)(qi)體分數(shu)）：A195％＋He5％，流(liu)(liu)量20L／min；Ar拖罩氣(qi)(qi)20L／min；Ar背氣(qi)(qi)8L／min。
可(ke)以認(ren)為：對于板厚8～10mm時(shi)開Y形(xing)坡口(kou)可(ke)以多道焊(han)完(wan)成(cheng)，也可(ke)以采用小孔等離(li)子弧焊(han)打底，而后再(zai)用焊(han)條電弧焊(han)或熔化極氣(qi)體保護組合(he)焊(han)完(wan)成(cheng)。
四、焊接接頭質量評估
經焊接工藝(yi)評定后(hou)檢(jian)查：
1. 焊縫(feng)表面無(wu)氣孔有深度不(bu)大(da)于0.5mm的咬邊，開坡(po)口(kou)(kou)比(bi)不(bu)開坡(po)口(kou)(kou)焊縫(feng)成形更美觀。
2. 進行100％X射線檢測(ce)，無(wu)缺陷。
3. 力(li)學性能檢查：抗拉(la)強度和(he)彎曲(qu)試(shi)驗均合格，符合ASME IX標準，厚度范圍為(wei)1.6~20mm。
五、制造能力
該(gai)廠除了(le)完成此產(chan)品(pin)外，還用該(gai)自(zi)動焊接裝置成功地在(zai)消聲器產(chan)品(pin)中對不銹鋼(gang)筒體的縱(zong)焊縫，管(guan)道縱(zong)、環縫（管(guan)道長度一般為6m）進行(xing)了(le)焊接，產(chan)品(pin)焊接質量穩(wen)定(ding)且提高了(le)生產(chan)效率。
