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）奧氏體不銹鋼(gang)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(shi)能力。
小孔型(xing)和熔(rong)(rong)透(tou)型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，這兩種焊(han)(han)(han)接(jie)方法，都適(shi)用于大直徑筒體縱、環縫的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)。小孔型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)可產生強有(you)(you)力的(de)(de)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子束，與激光或(huo)電子束焊(han)(han)(han)接(jie)一(yi)樣，它能夠在材料上產生充分的(de)(de)熔(rong)(rong)融。施焊(han)(han)(han)時，壓縮(suo)(suo)的(de)(de)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子焰流(liu)速(su)度較(jiao)快，電弧(hu)(hu)細(xi)長而有(you)(you)力，為熔(rong)(rong)池前端穿透(tou)焊(han)(han)(han)件而形成一(yi)個小孔，焰流(liu)穿過母材而噴出(chu)，稱(cheng)之小孔效應。由(you)于等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)能量密度的(de)(de)提高有(you)(you)一(yi)定(ding)限(xian)(xian)制。因此，小孔型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)只能在有(you)(you)限(xian)(xian)厚(hou)板上進行焊(han)(han)(han)接(jie)。當等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子氣流(liu)量較(jiao)小、弧(hu)(hu)柱壓縮(suo)(suo)程(cheng)度較(jiao)弱時，此種等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)在焊(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)中只熔(rong)(rong)化(hua)焊(han)(han)(han)件而不(bu)產生小孔效應，焊(han)(han)(han)縫成形原理與鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)相似，稱(cheng)為熔(rong)(rong)透(tou)型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)或(huo)稱(cheng)柔性等(deng)(deng)離(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，主要用于3mm以(yi)下薄(bo)板單(dan)面焊(han)(han)(han)雙面成形及厚(hou)板的(de)(de)多層(ceng)焊(han)(han)(han)。
一、產品(pin)焊(han)接時自動焊(han)機裝備配置
配備(bei)了十(shi)字操(cao)作架、滾(gun)輪架、壓床及焊(han)(han)接系(xi)統(tong)。縱(zong)縫、環縫用不同的(de)工裝，共(gong)用一套焊(han)(han)接系(xi)統(tong)。電源配備(bei)是法國原裝等離子弧(hu)焊(han)(han)電源，可(ke)儲存參數，通(tong)過預先參數設置并修改(gai)后保存，焊(han)(han)接時調用。可(ke)調送(song)絲(si)機構由直流電動機驅動，可(ke)輸送(song)φ0.8mm～φ1.6mm的(de)焊(han)(han)絲(si)。
1. 縱縫工裝
縱縫采用(yong)壓床(chuang)工(gong)裝，氣動琴健壓板分別(bie)加壓固定(ding)工(gong)件，配備焊(han)縫定(ding)位裝置。壓床(chuang)上圓(yuan)柱形(xing)芯軸頂端帶有凹(ao)槽銅墊，槽內通背(bei)面保護(hu)氣體(ti)(ti)。銅墊如圖3-85所示，凹(ao)槽寬13mm，深19mm。焊(han)接縱縫時采用(yong)引弧板和(he)引出(chu)板，將小孔起始區及收尾區引出(chu)筒體(ti)(ti)焊(han)縫以(yi)外，以(yi)保證焊(han)縫質量。
2. 環縫(feng)工(gong)裝
環縫(feng)焊接(jie)通過流輪架轉動工件，操作架機頭(tou)在(zai)筒(tong)體(ti)頂端外側固定焊接(jie)。環縫(feng)等離(li)子弧(hu)焊時，環縫(feng)正面(mian)采(cai)用(yong)圓(yuan)弧(hu)狀氣體(ti)保護拖罩(zhao)，背面(mian)也采(cai)有(you)圓(yuan)弧(hu)狀氣體(ti)保護裝置，如圖(tu)3-86所示。采(cai)用(yong)電流及離(li)子氣量遞增的(de)方式形(xing)成合適的(de)小孔形(xing)成區；同樣采(cai)用(yong)電流及離(li)子氣量遞減(jian)的(de)方式獲(huo)得小孔收尾區。
二、焊接工(gong)藝評定后的焊接工(gong)藝要點
1. 焊前(qian)準(zhun)備(bei)
a. 坡口選(xuan)擇(ze)
焊(han)(han)接厚(hou)4～8mm板(ban)可不開坡口，但厚(hou)度＞8mm的板(ban)最好略開坡口，鈍邊留5～6mm，如圖3-87。第一道焊(han)(han)縫采用小(xiao)孔(kong)法(fa)焊(han)(han)接（可不加絲），填充焊(han)(han)道則采用柔性等離(li)子弧熔(rong)透法(fa)完成，這(zhe)樣可使焊(han)(han)縫表面成形美觀。
b. 裝配(pei)好(hao)鎢極
調(diao)整(zheng)好鎢極(ji)內縮量及(ji)鎢極(ji)與噴嘴壓縮孔的同(tong)心(xin)(xin)度，同(tong)心(xin)(xin)度調(diao)節要視高(gao)頻(pin)火(huo)(huo)花分(fen)布情況而定，一(yi)般(ban)在(zai)看到高(gao)頻(pin)火(huo)(huo)花均勻分(fen)布在(zai)鎢極(ji)四(si)周(zhou)75％～80％以(yi)上(shang)時(shi)(shi)即(ji)可。噴嘴分(fen)收斂擴(kuo)散(san)型(xing)和普通圓柱(zhu)型(xing)。收斂擴(kuo)散(san)型(xing)噴嘴減(jian)弱噴嘴壓縮程度，但是可以(yi)采用更大(da)焊接電(dian)流(liu)而不產生雙(shuang)弧，這(zhe)樣可加大(da)工件厚度和焊接速度。當鎢極(ji)伸出(chu)噴嘴時(shi)(shi)，電(dian)弧變為自由電(dian)弧，無壓縮效果。
c. 控制筒體(ti)間隙和(he)錯邊量
焊(han)前要控制筒體間隙和錯邊量(liang)小于1mm。如果錯邊量(liang)略大(da)，可以(yi)通過加大(da)焊(han)接參數來補償。裝配工件時(shi)采用手工TIG焊(han)焊(han)接定(ding)位(wei)焊(han)點(dian)，每隔150mm焊(han)接一個(ge)定(ding)位(wei)焊(han)縫，長度以(yi)4～5mm為(wei)宜。
特別提示(shi)：焊前(qian)要確保焊槍噴嘴與焊縫中心(xin)同心(xin)，以避免背面局(ju)部(bu)未熔合。
2. 焊(han)接過程的控制(zhi)
a. 引弧
首先(xian)接(jie)通(tong)(tong)鎢(wu)極(ji)與噴(pen)(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)的電路(lu)(lu)(lu)，引燃(ran)鎢(wu)極(ji)與噴(pen)(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)的電弧(hu)；然后(hou)迅(xun)速接(jie)通(tong)(tong)鎢(wu)極(ji)和焊(han)(han)件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)電路(lu)(lu)(lu)，使(shi)電弧(hu)轉移(yi)到鎢(wu)極(ji)和焊(han)(han)件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)直接(jie)燃(ran)燒；同時(shi)切(qie)斷鎢(wu)極(ji)和噴(pen)(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)的電路(lu)(lu)(lu)，轉移(yi)型等離(li)子弧(hu)就(jiu)正(zheng)式建立。在(zai)正(zheng)常工作狀(zhuang)態下，噴(pen)(pen)嘴(zui)不帶電，在(zai)開始(shi)引弧(hu)時(shi)產(chan)生(sheng)的等離(li)子弧(hu)只作為建立轉移(yi)弧(hu)的中(zhong)間(jian)(jian)(jian)媒(mei)介。正(zheng)常的轉移(yi)弧(hu)應建立在(zai)電極(ji)與焊(han)(han)件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)，但對于某一(yi)個(ge)噴(pen)(pen)嘴(zui)，若(ruo)離(li)子氣(qi)流量過小、電流過大或者(zhe)噴(pen)(pen)嘴(zui)與焊(han)(han)件(jian)接(jie)觸，噴(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)壁表(biao)面的冷氣(qi)膜便(bian)容易被(bei)擊穿(chuan)而形成(cheng)串聯雙(shuang)弧(hu)。這(zhe)時(shi)，一(yi)個(ge)電弧(hu)產(chan)生(sheng)在(zai)電極(ji)與噴(pen)(pen)嘴(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)，另(ling)一(yi)個(ge)電弧(hu)產(chan)生(sheng)在(zai)噴(pen)(pen)嘴(zui)與焊(han)(han)件(jian)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)，出現雙(shuang)弧(hu)將會(hui)破壞正(zheng)常的焊(han)(han)接(jie)，嚴重時(shi)還會(hui)燒毀(hui)噴(pen)(pen)嘴(zui)。
b. 焊接中工藝(yi)參(can)數的選擇(ze)
①. 焊接(jie)電流(liu)：板厚和噴嘴結構(gou)確定后，選定穩定形(xing)成小孔效應的(de)合適電流(liu)，且與離子氣流(liu)量有關(guan)。
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)、焊接工藝評定后的焊接參數
1. 小(xiao)孔等離子弧(hu)焊焊接參(can)數（不開(kai)坡口）（見表3-77）。
注：焊槍保護(hu)氣(qi)流量(liang)20～25L／min；拖(tuo)罩(zhao)氣(qi)體流量(liang)20～25L／min；背面保護(hu)氣(qi)體流量(liang)10～15L／min；送絲速度120～180cm／min。
2. 表3-78為小孔(kong)等離子弧(hu)(hu)焊打底，熔透(tou)型(xing)等離子弧(hu)(hu)蓋面的焊接(jie)參數。
注：1．第1層小孔(kong)離子(zi)氣(qi)Ar流量6.7L／min；第2層熔透型(xing)離子(zi)氣(qi)Ar流量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)進(jin)行打底、焊(han)條電(dian)弧焊(han)（SMAW）蓋面的(de)焊(han)接參數(shu)。
注：離(li)子氣(qi)(qi)Ar流量6.7L／min；保護氣(qi)(qi)（氣(qi)(qi)體分(fen)數）：A195％＋He5％，流量20L／min；Ar拖罩氣(qi)(qi)20L／min；Ar背氣(qi)(qi)8L／min。
可(ke)(ke)以認為：對于板(ban)厚8～10mm時開Y形坡口可(ke)(ke)以多道焊完成(cheng)，也可(ke)(ke)以采(cai)用小(xiao)孔(kong)等離子弧焊打底(di)，而后再用焊條電弧焊或熔化(hua)極(ji)氣體保護組合焊完成(cheng)。
四(si)、焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質(zhi)量評估
經焊接工(gong)藝(yi)評(ping)定后檢查：
1. 焊(han)縫(feng)表(biao)面無氣(qi)孔有(you)深度不大(da)于0.5mm的咬邊，開坡口(kou)比不開坡口(kou)焊(han)縫(feng)成(cheng)形更美觀。
2. 進行100％X射線檢測(ce)，無(wu)缺陷(xian)。
3. 力學(xue)性(xing)能檢查：抗拉強度和彎曲試驗均合(he)格(ge)，符合(he)ASME IX標準，厚度范圍(wei)為1.6~20mm。
五、制造能力
該(gai)(gai)廠(chang)除了完(wan)成此產(chan)品(pin)(pin)外，還用該(gai)(gai)自(zi)動(dong)焊(han)接裝置成功地在(zai)消聲器產(chan)品(pin)(pin)中(zhong)對不(bu)銹(xiu)鋼筒(tong)體的縱焊(han)縫，管道縱、環(huan)縫（管道長度一般(ban)為6m）進行了焊(han)接，產(chan)品(pin)(pin)焊(han)接質量穩定且提高了生產(chan)效率。
