浙江至德鋼業有限公司用等(deng)離(li)子弧焊焊接304（相當我國鋼號標準06Cr19Ni10）奧氏體不銹(xiu)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(jian)腐蝕(shi)能力。
小(xiao)(xiao)孔(kong)型和熔(rong)(rong)透(tou)(tou)型等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)，這(zhe)兩種焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法，都適用(yong)于大直(zhi)徑筒(tong)體縱(zong)、環縫(feng)的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。小(xiao)(xiao)孔(kong)型等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)可(ke)產生(sheng)強(qiang)有(you)力的(de)等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)束，與激光或電子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)一(yi)樣，它能(neng)(neng)夠在(zai)材料上產生(sheng)充分的(de)熔(rong)(rong)融。施焊(han)時(shi)，壓縮的(de)等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)焰流(liu)速度較快(kuai)，電弧(hu)(hu)(hu)細長而(er)有(you)力，為(wei)熔(rong)(rong)池(chi)前端(duan)穿(chuan)透(tou)(tou)焊(han)件(jian)而(er)形成(cheng)一(yi)個小(xiao)(xiao)孔(kong)，焰流(liu)穿(chuan)過(guo)母材而(er)噴(pen)出，稱之小(xiao)(xiao)孔(kong)效應。由于等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)能(neng)(neng)量密度的(de)提高有(you)一(yi)定限制。因此(ci)，小(xiao)(xiao)孔(kong)型等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)只能(neng)(neng)在(zai)有(you)限厚板(ban)(ban)上進行焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。當等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)氣流(liu)量較小(xiao)(xiao)、弧(hu)(hu)(hu)柱壓縮程度較弱(ruo)時(shi)，此(ci)種等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程中只熔(rong)(rong)化焊(han)件(jian)而(er)不產生(sheng)小(xiao)(xiao)孔(kong)效應，焊(han)縫(feng)成(cheng)形原理與鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)相似(si)，稱為(wei)熔(rong)(rong)透(tou)(tou)型等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)或稱柔性(xing)等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)，主要(yao)用(yong)于3mm以下薄(bo)板(ban)(ban)單面(mian)(mian)焊(han)雙面(mian)(mian)成(cheng)形及厚板(ban)(ban)的(de)多層焊(han)。
一、產品焊接(jie)時自動焊機裝備配置
配備了十字(zi)操作架(jia)、滾(gun)輪(lun)架(jia)、壓床及焊(han)接系統。縱縫、環縫用不同的工裝(zhuang)，共用一(yi)套焊(han)接系統。電源配備是法國原裝(zhuang)等離(li)子弧焊(han)電源，可(ke)(ke)儲(chu)存參(can)數，通過預(yu)先參(can)數設置并修(xiu)改后保存，焊(han)接時調(diao)用。可(ke)(ke)調(diao)送絲機構由直流電動機驅(qu)動，可(ke)(ke)輸送φ0.8mm～φ1.6mm的焊(han)絲。
1. 縱縫工裝
縱縫(feng)采用壓(ya)(ya)床工裝，氣(qi)動琴健壓(ya)(ya)板分別加(jia)壓(ya)(ya)固定工件，配備焊縫(feng)定位裝置(zhi)。壓(ya)(ya)床上圓柱(zhu)形芯軸頂端帶有凹(ao)槽銅墊，槽內通(tong)背面保護氣(qi)體(ti)。銅墊如圖3-85所示，凹(ao)槽寬13mm，深19mm。焊接縱縫(feng)時采用引弧板和(he)引出(chu)(chu)板，將小孔(kong)起始(shi)區及收尾(wei)區引出(chu)(chu)筒體(ti)焊縫(feng)以(yi)外，以(yi)保證焊縫(feng)質量。
2. 環縫工裝
環縫焊(han)接通(tong)過(guo)流(liu)(liu)(liu)輪(lun)架(jia)轉動工件，操作架(jia)機頭在筒體(ti)頂端外側固(gu)定(ding)焊(han)接。環縫等(deng)離子(zi)弧焊(han)時，環縫正(zheng)面采用(yong)圓(yuan)(yuan)弧狀(zhuang)氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)拖罩，背(bei)面也(ye)采有圓(yuan)(yuan)弧狀(zhuang)氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)裝置，如(ru)圖3-86所示。采用(yong)電流(liu)(liu)(liu)及離子(zi)氣(qi)(qi)量(liang)遞增(zeng)的(de)方式(shi)形成合適(shi)的(de)小孔形成區；同(tong)樣采用(yong)電流(liu)(liu)(liu)及離子(zi)氣(qi)(qi)量(liang)遞減的(de)方式(shi)獲得小孔收尾(wei)區。
二、焊接工(gong)藝評定后(hou)的焊接工(gong)藝要點
1. 焊前(qian)準備
a. 坡口選擇(ze)
焊(han)(han)接厚4～8mm板(ban)可不開坡口，但(dan)厚度(du)＞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)縫采用小孔法焊(han)(han)接（可不加(jia)絲），填充焊(han)(han)道則采用柔性(xing)等(deng)離子弧熔透法完成(cheng)，這樣可使焊(han)(han)縫表面成(cheng)形美觀。
b. 裝(zhuang)配好鎢極
調(diao)整好鎢極(ji)內縮(suo)量及(ji)鎢極(ji)與噴(pen)嘴壓縮(suo)孔的同心度(du)(du)(du)，同心度(du)(du)(du)調(diao)節要視高頻(pin)火花(hua)分(fen)布情況而定，一般在(zai)看到(dao)高頻(pin)火花(hua)均勻分(fen)布在(zai)鎢極(ji)四周75％～80％以(yi)上時即可(ke)(ke)。噴(pen)嘴分(fen)收斂擴(kuo)散型(xing)和普通圓(yuan)柱型(xing)。收斂擴(kuo)散型(xing)噴(pen)嘴減弱噴(pen)嘴壓縮(suo)程度(du)(du)(du)，但是(shi)可(ke)(ke)以(yi)采用更大焊接電流而不(bu)產生雙弧，這(zhe)樣可(ke)(ke)加大工件厚度(du)(du)(du)和焊接速度(du)(du)(du)。當鎢極(ji)伸出噴(pen)嘴時，電弧變為自由(you)電弧，無壓縮(suo)效果。
c. 控制筒體間隙和錯(cuo)邊量
焊(han)前(qian)要控制筒體(ti)間隙和錯邊(bian)量小于1mm。如果錯邊(bian)量略大，可以(yi)(yi)通過(guo)加(jia)大焊(han)接(jie)參數來補償(chang)。裝配工件時采用手工TIG焊(han)焊(han)接(jie)定位(wei)焊(han)點，每隔150mm焊(han)接(jie)一(yi)個定位(wei)焊(han)縫，長度(du)以(yi)(yi)4～5mm為(wei)宜。
特別提示：焊前要確保(bao)焊槍噴嘴與(yu)焊縫中心(xin)同(tong)心(xin)，以避免背面局(ju)部未熔(rong)合。
2. 焊接過程的控制
a. 引(yin)弧
首先接通鎢(wu)極(ji)(ji)與(yu)(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，引(yin)燃(ran)鎢(wu)極(ji)(ji)與(yu)(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)；然后迅速(su)接通鎢(wu)極(ji)(ji)和焊(han)(han)件(jian)(jian)之(zhi)間(jian)(jian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，使電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)轉(zhuan)移到鎢(wu)極(ji)(ji)和焊(han)(han)件(jian)(jian)之(zhi)間(jian)(jian)直接燃(ran)燒；同時(shi)切斷鎢(wu)極(ji)(ji)和噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，轉(zhuan)移型等離子(zi)弧(hu)就正式建立(li)。在(zai)正常(chang)工作(zuo)狀態下，噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)不(bu)帶電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，在(zai)開始引(yin)弧(hu)時(shi)產生的(de)等離子(zi)弧(hu)只作(zuo)為(wei)建立(li)轉(zhuan)移弧(hu)的(de)中間(jian)(jian)媒介。正常(chang)的(de)轉(zhuan)移弧(hu)應(ying)建立(li)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)與(yu)(yu)焊(han)(han)件(jian)(jian)之(zhi)間(jian)(jian)，但對于某一個噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)，若(ruo)離子(zi)氣(qi)流量過小、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流過大或者噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)與(yu)(yu)焊(han)(han)件(jian)(jian)接觸(chu)，噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)內壁表面的(de)冷氣(qi)膜便容易被擊穿(chuan)而形成串聯雙(shuang)弧(hu)。這時(shi)，一個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)與(yu)(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之(zhi)間(jian)(jian)，另(ling)一個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生在(zai)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)與(yu)(yu)焊(han)(han)件(jian)(jian)之(zhi)間(jian)(jian)，出(chu)現雙(shuang)弧(hu)將會破壞正常(chang)的(de)焊(han)(han)接，嚴重時(shi)還會燒毀噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)。
b. 焊接中工藝參數(shu)的選擇
①. 焊(han)接電(dian)流：板厚和噴(pen)嘴(zui)結構確定(ding)后(hou)，選定(ding)穩定(ding)形成小孔效應的合適(shi)電(dian)流，且與離(li)子氣(qi)流量有關。
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. 其他參數的(de)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、焊(han)接工藝評定后(hou)的焊(han)接參數(shu)
1. 小孔等離子弧焊(han)焊(han)接參(can)數（不(bu)開坡口(kou)）（見表3-77）。
注：焊槍保護氣(qi)(qi)流量20～25L／min；拖罩(zhao)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)流量20～25L／min；背面(mian)保護氣(qi)(qi)體(ti)(ti)流量10～15L／min；送絲速度(du)120～180cm／min。
2. 表3-78為(wei)小孔等離子(zi)弧焊(han)打底，熔透型(xing)等離子(zi)弧蓋(gai)面的焊(han)接參(can)數(shu)。
注(zhu)：1．第1層小孔離(li)子氣Ar流(liu)量6.7L／min；第2層熔(rong)透型離(li)子氣Ar流(liu)量1.3L／min。
2．保護氣(qi)（氣(qi)體(ti)分(fen)數）：Ar95％＋He5％，流量(liang)20L／min；Ar拖罩(zhao)氣(qi)體(ti)流量(liang)20L／min；Ar背面氣(qi)體(ti)流量(liang)8L／min。
3. 表3-79為(wei)小(xiao)孔等離子(zi)弧焊進行打底、焊條電弧焊（SMAW）蓋(gai)面的(de)焊接(jie)參數(shu)。
注：離子氣(qi)Ar流量6.7L／min；保護氣(qi)（氣(qi)體分數(shu)）：A195％＋He5％，流量20L／min；Ar拖罩(zhao)氣(qi)20L／min；Ar背氣(qi)8L／min。
可(ke)以認為(wei)：對于板厚8～10mm時開(kai)Y形(xing)坡口可(ke)以多道焊(han)(han)完成，也可(ke)以采用小孔等離子弧焊(han)(han)打底，而后再用焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)或(huo)熔(rong)化極氣體(ti)保護組合(he)焊(han)(han)完成。
四(si)、焊(han)接接頭質量評估(gu)
經焊接(jie)工藝評定后檢查：
1. 焊縫表面無氣孔(kong)有深度不(bu)大于0.5mm的(de)咬邊，開(kai)坡口(kou)比不(bu)開(kai)坡口(kou)焊縫成形(xing)更美觀。
2. 進行100％X射(she)線檢測，無缺陷。
3. 力學性能檢(jian)查：抗拉(la)強度(du)和彎曲試驗均合格(ge)，符合ASME IX標(biao)準，厚(hou)度(du)范圍為(wei)1.6~20mm。
五(wu)、制(zhi)造能力
該廠除了完成此(ci)產(chan)品(pin)外，還用該自動焊接(jie)裝置成功地在消聲器產(chan)品(pin)中對不(bu)銹鋼筒體的縱焊縫(feng)，管道(dao)縱、環縫(feng)（管道(dao)長度一般為6m）進行了焊接(jie)，產(chan)品(pin)焊接(jie)質量穩(wen)定且提高了生產(chan)效率。
