浙江至德鋼業有限公司用等離子(zi)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(jing)間腐蝕能力。
小(xiao)(xiao)(xiao)孔型和熔(rong)透型等(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，這兩種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法，都適用于大直徑筒(tong)體縱、環縫(feng)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。小(xiao)(xiao)(xiao)孔型等(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)可產生強(qiang)有力的(de)(de)(de)等(deng)離(li)(li)子束，與(yu)激光或(huo)電子束焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)一樣，它(ta)能夠(gou)在材(cai)(cai)料上產生充分的(de)(de)(de)熔(rong)融。施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)，壓(ya)縮的(de)(de)(de)等(deng)離(li)(li)子焰流速(su)度(du)較(jiao)快(kuai)，電弧(hu)細長(chang)而有力，為(wei)(wei)熔(rong)池前端穿透焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件而形(xing)成(cheng)一個小(xiao)(xiao)(xiao)孔，焰流穿過母材(cai)(cai)而噴(pen)出，稱(cheng)之小(xiao)(xiao)(xiao)孔效應(ying)。由于等(deng)離(li)(li)子弧(hu)能量密度(du)的(de)(de)(de)提高有一定限制(zhi)。因此，小(xiao)(xiao)(xiao)孔型等(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)只能在有限厚板上進行焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。當等(deng)離(li)(li)子氣流量較(jiao)小(xiao)(xiao)(xiao)、弧(hu)柱壓(ya)縮程(cheng)度(du)較(jiao)弱時(shi)，此種等(deng)離(li)(li)子弧(hu)在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程(cheng)中只熔(rong)化焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件而不產生小(xiao)(xiao)(xiao)孔效應(ying)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)原(yuan)理與(yu)鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)相似，稱(cheng)為(wei)(wei)熔(rong)透型等(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)或(huo)稱(cheng)柔性等(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，主要(yao)用于3mm以(yi)下薄(bo)板單面焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)雙面成(cheng)形(xing)及厚板的(de)(de)(de)多層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。
一、產品焊接時自(zi)動焊機裝(zhuang)備(bei)配置
配(pei)備了十(shi)字操作架、滾輪架、壓床及焊(han)接系統。縱縫(feng)、環縫(feng)用(yong)不同的工(gong)裝，共用(yong)一套焊(han)接系統。電(dian)源(yuan)配(pei)備是法國原裝等(deng)離子弧焊(han)電(dian)源(yuan)，可儲(chu)存(cun)參數，通(tong)過預先(xian)參數設置并修改(gai)后(hou)保存(cun)，焊(han)接時調(diao)用(yong)。可調(diao)送絲(si)機構由(you)直流電(dian)動機驅動，可輸送φ0.8mm～φ1.6mm的焊(han)絲(si)。
1. 縱(zong)縫工裝
縱縫(feng)采用(yong)壓(ya)床工(gong)(gong)裝，氣(qi)動(dong)琴(qin)健(jian)壓(ya)板分別加壓(ya)固定(ding)(ding)工(gong)(gong)件，配備焊(han)(han)縫(feng)定(ding)(ding)位裝置(zhi)。壓(ya)床上(shang)圓柱形芯軸(zhou)頂端帶有凹槽銅墊(dian)，槽內通背面保護氣(qi)體(ti)。銅墊(dian)如圖(tu)3-85所示，凹槽寬13mm，深19mm。焊(han)(han)接縱縫(feng)時(shi)采用(yong)引弧板和引出板，將小(xiao)孔起始(shi)區及(ji)收尾(wei)區引出筒體(ti)焊(han)(han)縫(feng)以(yi)外，以(yi)保證焊(han)(han)縫(feng)質量。
2. 環縫工裝
環(huan)縫焊(han)(han)接通過流(liu)輪架(jia)轉動工(gong)件，操作架(jia)機頭(tou)在筒體(ti)頂端外側固定焊(han)(han)接。環(huan)縫等離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)時，環(huan)縫正面(mian)(mian)采(cai)用圓弧(hu)狀(zhuang)氣體(ti)保(bao)護拖罩，背面(mian)(mian)也采(cai)有(you)圓弧(hu)狀(zhuang)氣體(ti)保(bao)護裝置(zhi)，如圖3-86所示。采(cai)用電(dian)流(liu)及離子(zi)氣量遞(di)增的方式形成(cheng)合適的小(xiao)(xiao)孔(kong)形成(cheng)區(qu)(qu)；同樣(yang)采(cai)用電(dian)流(liu)及離子(zi)氣量遞(di)減的方式獲(huo)得小(xiao)(xiao)孔(kong)收(shou)尾(wei)區(qu)(qu)。
二、焊接工藝評(ping)定后的焊接工藝要點(dian)
1. 焊前(qian)準(zhun)備
a. 坡(po)口選擇
焊(han)(han)接厚(hou)4～8mm板可不開坡口(kou)，但(dan)厚(hou)度＞8mm的板最好略開坡口(kou)，鈍邊留5～6mm，如圖3-87。第一道焊(han)(han)縫采用小孔法焊(han)(han)接（可不加(jia)絲），填(tian)充焊(han)(han)道則(ze)采用柔性等離子弧熔透法完成，這樣(yang)可使焊(han)(han)縫表面成形(xing)美觀。
b. 裝(zhuang)配好(hao)鎢(wu)極
調整好鎢(wu)極內縮量及鎢(wu)極與噴(pen)嘴(zui)壓(ya)縮孔的同心度(du)(du)，同心度(du)(du)調節要視(shi)高頻火花(hua)分布情(qing)況而定，一般在(zai)看(kan)到高頻火花(hua)均勻分布在(zai)鎢(wu)極四周75％～80％以上時即可(ke)。噴(pen)嘴(zui)分收(shou)斂(lian)(lian)擴(kuo)散(san)型(xing)和普通(tong)圓柱型(xing)。收(shou)斂(lian)(lian)擴(kuo)散(san)型(xing)噴(pen)嘴(zui)減弱噴(pen)嘴(zui)壓(ya)縮程度(du)(du)，但是可(ke)以采用更大焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流而不(bu)產生雙弧，這樣(yang)可(ke)加大工件厚度(du)(du)和焊(han)接(jie)(jie)速度(du)(du)。當鎢(wu)極伸出噴(pen)嘴(zui)時，電(dian)弧變為自(zi)由電(dian)弧，無壓(ya)縮效果。
c. 控(kong)制(zhi)筒體間隙和錯(cuo)邊量
焊(han)前要控制筒體間隙和錯邊(bian)量(liang)小于(yu)1mm。如果錯邊(bian)量(liang)略(lve)大(da)，可以(yi)通過加大(da)焊(han)接(jie)(jie)參數來補償。裝配工件時采(cai)用手工TIG焊(han)焊(han)接(jie)(jie)定(ding)位焊(han)點，每隔(ge)150mm焊(han)接(jie)(jie)一個定(ding)位焊(han)縫，長度以(yi)4～5mm為宜。
特別提示：焊(han)(han)前要確(que)保焊(han)(han)槍噴嘴與焊(han)(han)縫(feng)中心(xin)同心(xin)，以避免(mian)背(bei)面局部未熔合。
2. 焊(han)接過程(cheng)的控制
a. 引弧
首先(xian)接通鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)與噴(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)路，引燃(ran)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)與噴(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)；然后迅速接通鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)和焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)電(dian)(dian)路，使電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)轉(zhuan)移(yi)到(dao)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)和焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)直接燃(ran)燒(shao)(shao)；同(tong)時(shi)切斷鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)和噴(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)路，轉(zhuan)移(yi)型等離(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)就正式建(jian)(jian)立。在正常(chang)工作(zuo)狀態下，噴(pen)嘴(zui)不帶電(dian)(dian)，在開始(shi)引弧(hu)(hu)(hu)時(shi)產生(sheng)的(de)等離(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)只作(zuo)為建(jian)(jian)立轉(zhuan)移(yi)弧(hu)(hu)(hu)的(de)中間(jian)(jian)媒介。正常(chang)的(de)轉(zhuan)移(yi)弧(hu)(hu)(hu)應建(jian)(jian)立在電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)與焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)，但(dan)對于某一(yi)(yi)個(ge)噴(pen)嘴(zui)，若(ruo)離(li)(li)子氣流(liu)量(liang)過小、電(dian)(dian)流(liu)過大或(huo)者(zhe)噴(pen)嘴(zui)與焊(han)(han)件接觸，噴(pen)嘴(zui)內(nei)壁(bi)表面的(de)冷氣膜便容易(yi)被擊穿而形成串聯雙(shuang)弧(hu)(hu)(hu)。這時(shi)，一(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)產生(sheng)在電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)與噴(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)，另一(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)產生(sheng)在噴(pen)嘴(zui)與焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)，出(chu)現雙(shuang)弧(hu)(hu)(hu)將會破(po)壞正常(chang)的(de)焊(han)(han)接，嚴(yan)重時(shi)還會燒(shao)(shao)毀噴(pen)嘴(zui)。
b. 焊接中(zhong)工藝參(can)數的選(xuan)擇
①. 焊(han)接(jie)電流(liu)(liu)：板厚(hou)和噴嘴(zui)結(jie)構確定后，選定穩定形成小孔效應的(de)合適電流(liu)(liu)，且與離子氣流(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(ta)參數的選擇
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(san)、焊(han)接工藝(yi)評定后的焊(han)接參數
1. 小孔(kong)等離子弧(hu)焊(han)焊(han)接參(can)數（不開坡口）（見表(biao)3-77）。
注(zhu)：焊(han)槍保(bao)護(hu)氣(qi)流量20～25L／min；拖罩氣(qi)體流量20～25L／min；背面保(bao)護(hu)氣(qi)體流量10～15L／min；送(song)絲速(su)度120～180cm／min。
2. 表(biao)3-78為小孔等(deng)離(li)子弧焊(han)打底，熔透型等(deng)離(li)子弧蓋(gai)面的焊(han)接參數。
注：1．第1層小孔離(li)子氣(qi)Ar流量(liang)(liang)6.7L／min；第2層熔透型離(li)子氣(qi)Ar流量(liang)(liang)1.3L／min。
2．保護氣（氣體分數(shu)）：Ar95％＋He5％，流(liu)量20L／min；Ar拖罩氣體流(liu)量20L／min；Ar背面氣體流(liu)量8L／min。
3. 表3-79為小孔等離子弧焊(han)進行打底、焊(han)條電弧焊(han)（SMAW）蓋面的焊(han)接參數(shu)。
注：離子氣(qi)Ar流量6.7L／min；保(bao)護(hu)氣(qi)（氣(qi)體(ti)分數）：A195％＋He5％，流量20L／min；Ar拖罩氣(qi)20L／min；Ar背氣(qi)8L／min。
可(ke)以認(ren)為：對(dui)于板厚8～10mm時開(kai)Y形坡口可(ke)以多道(dao)焊完成，也可(ke)以采用小孔等離子(zi)弧焊打底，而(er)后(hou)再用焊條電(dian)弧焊或熔化極氣(qi)體保護組合焊完成。
四、焊接(jie)接(jie)頭質量(liang)評估
經焊接工藝評定后檢(jian)查：
1. 焊縫表面無氣孔有深度不(bu)大于(yu)0.5mm的咬邊，開坡口(kou)比(bi)不(bu)開坡口(kou)焊縫成形更美觀(guan)。
2. 進行(xing)100％X射線(xian)檢測，無缺陷。
3. 力學性能(neng)檢查：抗拉(la)強(qiang)度(du)和彎曲試驗均合格，符合ASME IX標(biao)準(zhun)，厚度(du)范圍為1.6~20mm。
五、制造能力
該廠(chang)除了完(wan)成此產品外，還用(yong)該自動焊(han)接(jie)裝(zhuang)置成功地在消聲器產品中對不銹鋼(gang)筒體的(de)縱(zong)焊(han)縫，管道(dao)縱(zong)、環縫（管道(dao)長度(du)一般為6m）進行了焊(han)接(jie)，產品焊(han)接(jie)質量穩定且(qie)提高了生產效率。
