浙江至德鋼業有限公司用等離子弧焊(han)焊接304（相當我國鋼號標準06Cr19Ni10）奧氏(shi)體不(bu)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(jian)腐蝕能力。
小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)型(xing)(xing)和熔(rong)(rong)透型(xing)(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，這兩種(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)方法，都適用于大直徑筒(tong)體縱、環(huan)縫的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)。小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)型(xing)(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)可產生(sheng)強有(you)力的(de)(de)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)束，與激光(guang)或(huo)電子(zi)(zi)(zi)束焊(han)(han)(han)接(jie)一樣(yang)，它能夠在(zai)材料上(shang)產生(sheng)充分的(de)(de)熔(rong)(rong)融(rong)。施焊(han)(han)(han)時，壓縮的(de)(de)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)焰(yan)流(liu)速度較(jiao)快，電弧(hu)(hu)(hu)細長而(er)(er)有(you)力，為(wei)熔(rong)(rong)池前(qian)端穿透焊(han)(han)(han)件而(er)(er)形(xing)(xing)成(cheng)一個小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)，焰(yan)流(liu)穿過母材而(er)(er)噴出，稱(cheng)之小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)效(xiao)應(ying)。由于等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)能量密度的(de)(de)提高有(you)一定限制(zhi)。因此，小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)型(xing)(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)只(zhi)能在(zai)有(you)限厚板(ban)上(shang)進行焊(han)(han)(han)接(jie)。當等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)氣(qi)流(liu)量較(jiao)小(xiao)(xiao)(xiao)、弧(hu)(hu)(hu)柱壓縮程(cheng)度較(jiao)弱時，此種(zhong)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)中只(zhi)熔(rong)(rong)化焊(han)(han)(han)件而(er)(er)不產生(sheng)小(xiao)(xiao)(xiao)孔(kong)效(xiao)應(ying)，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)(xing)原(yuan)理與鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)相(xiang)似(si)，稱(cheng)為(wei)熔(rong)(rong)透型(xing)(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)或(huo)稱(cheng)柔(rou)性(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)，主要用于3mm以下薄板(ban)單面(mian)焊(han)(han)(han)雙(shuang)面(mian)成(cheng)形(xing)(xing)及厚板(ban)的(de)(de)多層焊(han)(han)(han)。
一、產品焊接時自動焊機裝備配置
配備(bei)了十(shi)字(zi)操作架(jia)(jia)、滾輪(lun)架(jia)(jia)、壓床(chuang)及焊接(jie)系(xi)統。縱縫、環縫用不同的工裝，共用一套焊接(jie)系(xi)統。電源配備(bei)是法國(guo)原裝等(deng)離子(zi)弧焊電源，可(ke)儲(chu)存(cun)參數，通過預(yu)先參數設(she)置并修改后保存(cun)，焊接(jie)時(shi)調(diao)(diao)用。可(ke)調(diao)(diao)送絲機構由直流電動機驅動，可(ke)輸送φ0.8mm～φ1.6mm的焊絲。
1. 縱縫工裝
縱縫(feng)(feng)(feng)采用壓床(chuang)工(gong)裝，氣(qi)動(dong)琴健(jian)壓板(ban)分別(bie)加壓固定(ding)工(gong)件(jian)，配備焊(han)縫(feng)(feng)(feng)定(ding)位裝置。壓床(chuang)上圓柱形芯軸頂(ding)端帶有凹槽(cao)銅(tong)墊(dian)，槽(cao)內(nei)通背面(mian)保護氣(qi)體(ti)。銅(tong)墊(dian)如圖3-85所(suo)示，凹槽(cao)寬13mm，深19mm。焊(han)接縱縫(feng)(feng)(feng)時(shi)采用引(yin)弧板(ban)和引(yin)出(chu)板(ban)，將(jiang)小孔(kong)起始區(qu)及(ji)收尾區(qu)引(yin)出(chu)筒體(ti)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)以外，以保證焊(han)縫(feng)(feng)(feng)質量。
2. 環縫工(gong)裝
環縫焊接(jie)通(tong)過(guo)流輪架(jia)轉動工(gong)件，操作架(jia)機頭在筒體(ti)頂端外側固(gu)定焊接(jie)。環縫等離(li)子弧(hu)焊時(shi)，環縫正面采用圓弧(hu)狀氣體(ti)保護拖罩(zhao)，背(bei)面也采有圓弧(hu)狀氣體(ti)保護裝置，如圖3-86所示。采用電流及離(li)子氣量(liang)遞(di)增的方(fang)(fang)式(shi)形成合適的小孔(kong)(kong)形成區(qu)；同樣采用電流及離(li)子氣量(liang)遞(di)減的方(fang)(fang)式(shi)獲得小孔(kong)(kong)收尾(wei)區(qu)。
二(er)、焊接工藝評定后的(de)焊接工藝要點
1. 焊前(qian)準備
a. 坡口選擇
焊接厚4～8mm板(ban)可不(bu)(bu)開坡口(kou)(kou)，但厚度＞8mm的板(ban)最好略開坡口(kou)(kou)，鈍(dun)邊留5～6mm，如(ru)圖3-87。第一道焊縫采用小孔法焊接（可不(bu)(bu)加絲），填充焊道則采用柔性等離子(zi)弧熔透(tou)法完成，這樣可使焊縫表面(mian)成形(xing)美觀。
b. 裝(zhuang)配好鎢極
調整好鎢極(ji)內縮(suo)(suo)(suo)量及鎢極(ji)與噴嘴壓縮(suo)(suo)(suo)孔的同(tong)心度(du)(du)，同(tong)心度(du)(du)調節要視(shi)高(gao)頻(pin)火花分布(bu)情況而(er)定，一般在看到高(gao)頻(pin)火花均勻分布(bu)在鎢極(ji)四周75％～80％以(yi)(yi)上時(shi)即可。噴嘴分收(shou)(shou)斂擴散型和普(pu)通(tong)圓柱型。收(shou)(shou)斂擴散型噴嘴減弱噴嘴壓縮(suo)(suo)(suo)程度(du)(du)，但是可以(yi)(yi)采用(yong)更大(da)焊(han)接電流而(er)不產生(sheng)雙弧(hu)(hu)，這樣可加大(da)工件厚度(du)(du)和焊(han)接速度(du)(du)。當鎢極(ji)伸出噴嘴時(shi)，電弧(hu)(hu)變為(wei)自(zi)由(you)電弧(hu)(hu)，無壓縮(suo)(suo)(suo)效(xiao)果。
c. 控(kong)制筒體間隙和錯邊量
焊(han)(han)前要控制筒體間隙和錯(cuo)邊量(liang)小于1mm。如(ru)果錯(cuo)邊量(liang)略大，可以通過加大焊(han)(han)接(jie)參數來補償。裝配工件時采用(yong)手(shou)工TIG焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)定位焊(han)(han)點(dian)，每隔150mm焊(han)(han)接(jie)一個(ge)定位焊(han)(han)縫，長度以4～5mm為宜。
特別提示：焊前要確保焊槍噴嘴與焊縫(feng)中心(xin)同心(xin)，以避免背面局部未熔合。
2. 焊接過程的控制
a. 引弧
首先接(jie)(jie)通(tong)鎢(wu)極(ji)(ji)與(yu)(yu)噴(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，引燃鎢(wu)極(ji)(ji)與(yu)(yu)噴(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)；然后迅(xun)速接(jie)(jie)通(tong)鎢(wu)極(ji)(ji)和(he)(he)(he)焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，使電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)轉移(yi)到鎢(wu)極(ji)(ji)和(he)(he)(he)焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)直接(jie)(jie)燃燒(shao)；同時(shi)切斷(duan)鎢(wu)極(ji)(ji)和(he)(he)(he)噴(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，轉移(yi)型等(deng)離子弧(hu)就正式建(jian)立(li)。在(zai)(zai)正常工(gong)作狀態下，噴(pen)嘴(zui)(zui)不帶電(dian)(dian)(dian)(dian)，在(zai)(zai)開始(shi)引弧(hu)時(shi)產(chan)生的(de)(de)等(deng)離子弧(hu)只作為建(jian)立(li)轉移(yi)弧(hu)的(de)(de)中間(jian)媒介。正常的(de)(de)轉移(yi)弧(hu)應建(jian)立(li)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)與(yu)(yu)焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)，但對于某一(yi)個(ge)噴(pen)嘴(zui)(zui)，若(ruo)離子氣流量過小、電(dian)(dian)(dian)(dian)流過大或者(zhe)噴(pen)嘴(zui)(zui)與(yu)(yu)焊(han)(han)件接(jie)(jie)觸，噴(pen)嘴(zui)(zui)內壁表面的(de)(de)冷氣膜便容易被擊穿(chuan)而形(xing)成串聯(lian)雙(shuang)弧(hu)。這時(shi)，一(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)與(yu)(yu)噴(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)，另一(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)產(chan)生在(zai)(zai)噴(pen)嘴(zui)(zui)與(yu)(yu)焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)，出現雙(shuang)弧(hu)將會破壞(huai)正常的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)，嚴重(zhong)時(shi)還會燒(shao)毀噴(pen)嘴(zui)(zui)。
b. 焊接中(zhong)工藝參(can)數(shu)的選擇(ze)
①. 焊(han)接電流(liu)：板厚和噴嘴結構確(que)定后，選(xuan)定穩(wen)定形(xing)成(cheng)小(xiao)孔效應的(de)合適(shi)電流(liu)，且與(yu)離(li)子氣流(liu)量有關。
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(qi)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、焊接(jie)工(gong)藝評定(ding)后的焊接(jie)參(can)數
1. 小孔(kong)等(deng)離子弧焊焊接(jie)參(can)數（不開坡口）（見(jian)表3-77）。
注：焊槍保護氣(qi)(qi)(qi)流量20～25L／min；拖罩氣(qi)(qi)(qi)體流量20～25L／min；背(bei)面(mian)保護氣(qi)(qi)(qi)體流量10～15L／min；送絲速度120～180cm／min。
2. 表(biao)3-78為小孔等(deng)離(li)子弧焊打底，熔透型(xing)等(deng)離(li)子弧蓋面的焊接參數。
注(zhu)：1．第1層(ceng)(ceng)小孔離(li)子氣Ar流量6.7L／min；第2層(ceng)(ceng)熔透(tou)型離(li)子氣Ar流量1.3L／min。
2．保護氣(qi)（氣(qi)體分數）：Ar95％＋He5％，流(liu)量(liang)(liang)20L／min；Ar拖罩氣(qi)體流(liu)量(liang)(liang)20L／min；Ar背(bei)面氣(qi)體流(liu)量(liang)(liang)8L／min。
3. 表3-79為小(xiao)孔等(deng)離(li)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；保護氣(qi)（氣(qi)體(ti)分數(shu)）：A195％＋He5％，流量20L／min；Ar拖罩氣(qi)20L／min；Ar背(bei)氣(qi)8L／min。
可以認為：對于板厚8～10mm時開Y形坡(po)口可以多(duo)道焊(han)(han)完成，也可以采用小(xiao)孔(kong)等離(li)子弧焊(han)(han)打底(di)，而后再用焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)或熔化(hua)極氣體保護組合(he)焊(han)(han)完成。
四、焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量評(ping)估
經焊接工藝評定(ding)后檢查：
1. 焊(han)(han)縫表面無氣孔有深度不(bu)大于0.5mm的咬邊(bian)，開坡口(kou)比(bi)不(bu)開坡口(kou)焊(han)(han)縫成形(xing)更美(mei)觀。
2. 進(jin)行100％X射(she)線檢測，無缺陷。
3. 力學性能檢查(cha)：抗拉強(qiang)度和彎曲試驗均合格，符合ASME IX標準，厚度范(fan)圍為1.6~20mm。
五、制造能力
該(gai)廠(chang)除了(le)完(wan)成此產(chan)品外(wai)，還(huan)用該(gai)自動焊接裝置成功地(di)在(zai)消聲器產(chan)品中對不銹(xiu)鋼(gang)筒(tong)體的縱焊縫(feng)，管(guan)道(dao)縱、環(huan)縫(feng)（管(guan)道(dao)長度一(yi)般為6m）進行了(le)焊接，產(chan)品焊接質量(liang)穩定(ding)且提高了(le)生產(chan)效(xiao)率。
