浙江至德鋼業有限公司用等(deng)離子弧焊焊接304（相當我國鋼號標準06Cr19Ni10）奧氏體不(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間腐蝕能力。
小(xiao)孔(kong)(kong)型(xing)和熔透(tou)型(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)，這兩種焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)，都適(shi)用于(yu)大直(zhi)徑筒體縱、環縫(feng)(feng)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。小(xiao)孔(kong)(kong)型(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)可產(chan)生強(qiang)有(you)力的(de)(de)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)束(shu)，與(yu)激(ji)光(guang)或(huo)電子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)一樣，它(ta)能夠(gou)在(zai)材(cai)料上(shang)產(chan)生充分的(de)(de)熔融。施焊(han)(han)(han)(han)(han)時，壓縮(suo)的(de)(de)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)焰(yan)流(liu)速度(du)較(jiao)快，電弧(hu)(hu)細長(chang)而(er)(er)有(you)力，為(wei)熔池前端穿(chuan)透(tou)焊(han)(han)(han)(han)(han)件而(er)(er)形(xing)成一個(ge)小(xiao)孔(kong)(kong)，焰(yan)流(liu)穿(chuan)過(guo)母材(cai)而(er)(er)噴出，稱(cheng)之小(xiao)孔(kong)(kong)效應(ying)。由于(yu)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)能量密(mi)度(du)的(de)(de)提高(gao)有(you)一定限制。因(yin)此，小(xiao)孔(kong)(kong)型(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)只能在(zai)有(you)限厚(hou)板(ban)上(shang)進行(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。當等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)氣流(liu)量較(jiao)小(xiao)、弧(hu)(hu)柱壓縮(suo)程度(du)較(jiao)弱(ruo)時，此種等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程中只熔化焊(han)(han)(han)(han)(han)件而(er)(er)不產(chan)生小(xiao)孔(kong)(kong)效應(ying)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成形(xing)原理(li)與(yu)鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)相(xiang)似，稱(cheng)為(wei)熔透(tou)型(xing)等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)或(huo)稱(cheng)柔性等(deng)(deng)(deng)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)，主要用于(yu)3mm以下(xia)薄(bo)板(ban)單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)雙面(mian)成形(xing)及厚(hou)板(ban)的(de)(de)多層焊(han)(han)(han)(han)(han)。
一、產品焊接時自動焊機裝備配置
配(pei)備(bei)了十字操作架(jia)、滾輪架(jia)、壓(ya)床及焊接(jie)系統(tong)。縱縫、環縫用(yong)(yong)不同的工裝，共用(yong)(yong)一套焊接(jie)系統(tong)。電(dian)源配(pei)備(bei)是法國原(yuan)裝等離子弧焊電(dian)源，可(ke)儲存參(can)數，通過預(yu)先參(can)數設(she)置并修改后保存，焊接(jie)時調用(yong)(yong)。可(ke)調送(song)絲(si)機構由直流電(dian)動機驅動，可(ke)輸送(song)φ0.8mm～φ1.6mm的焊絲(si)。
1. 縱縫工(gong)裝(zhuang)
縱(zong)縫采(cai)用壓床工(gong)裝(zhuang)，氣動琴健壓板(ban)分別加壓固定工(gong)件，配備(bei)焊縫定位裝(zhuang)置。壓床上圓柱(zhu)形(xing)芯軸(zhou)頂端帶有(you)凹(ao)槽銅墊(dian)，槽內通背面保護氣體(ti)。銅墊(dian)如圖3-85所示(shi)，凹(ao)槽寬(kuan)13mm，深19mm。焊接縱(zong)縫時(shi)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(ti)焊縫以(yi)外，以(yi)保證(zheng)焊縫質量。
2. 環縫(feng)工裝
環(huan)縫(feng)焊接通(tong)過(guo)流(liu)輪架(jia)轉(zhuan)動工件(jian)，操作架(jia)機頭(tou)在筒體(ti)頂(ding)端(duan)外側固定焊接。環(huan)縫(feng)等(deng)離(li)子弧焊時，環(huan)縫(feng)正面采用圓弧狀氣(qi)體(ti)保護拖罩，背面也采有(you)圓弧狀氣(qi)體(ti)保護裝置，如圖3-86所示。采用電(dian)流(liu)及離(li)子氣(qi)量(liang)遞(di)增的(de)方(fang)式(shi)形成合適的(de)小孔形成區；同樣(yang)采用電(dian)流(liu)及離(li)子氣(qi)量(liang)遞(di)減的(de)方(fang)式(shi)獲得小孔收尾(wei)區。
二、焊接(jie)工藝(yi)評(ping)定后的焊接(jie)工藝(yi)要(yao)點
1. 焊前準備
a. 坡口選擇
焊(han)(han)接厚(hou)4～8mm板(ban)可(ke)不(bu)開坡(po)口，但厚(hou)度＞8mm的板(ban)最好略開坡(po)口，鈍邊留5～6mm，如(ru)圖3-87。第一道(dao)(dao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)采(cai)用(yong)小孔法(fa)焊(han)(han)接（可(ke)不(bu)加絲(si)），填充焊(han)(han)道(dao)(dao)則采(cai)用(yong)柔性等離(li)子弧熔透(tou)法(fa)完成，這樣可(ke)使焊(han)(han)縫(feng)(feng)表(biao)面成形美觀(guan)。
b. 裝配好鎢極
調整好鎢(wu)極(ji)內縮量及(ji)鎢(wu)極(ji)與噴(pen)嘴(zui)壓縮孔的同(tong)(tong)心(xin)度(du)，同(tong)(tong)心(xin)度(du)調節(jie)要視高(gao)頻(pin)火花分布情況(kuang)而(er)定，一般在(zai)(zai)看到(dao)高(gao)頻(pin)火花均(jun)勻分布在(zai)(zai)鎢(wu)極(ji)四周75％～80％以上時即可(ke)。噴(pen)嘴(zui)分收斂(lian)擴散型(xing)(xing)和普通圓柱型(xing)(xing)。收斂(lian)擴散型(xing)(xing)噴(pen)嘴(zui)減弱噴(pen)嘴(zui)壓縮程度(du)，但是可(ke)以采用更(geng)大(da)焊接電流而(er)不(bu)產(chan)生(sheng)雙(shuang)弧，這樣可(ke)加大(da)工件厚度(du)和焊接速度(du)。當(dang)鎢(wu)極(ji)伸出噴(pen)嘴(zui)時，電弧變(bian)為自由電弧，無壓縮效果。
c. 控制筒體間(jian)隙和錯邊量
焊(han)(han)(han)前要(yao)控制筒體間隙和錯邊量(liang)小于1mm。如果錯邊量(liang)略大，可以通過加(jia)大焊(han)(han)(han)接(jie)參數來(lai)補償(chang)。裝配工(gong)件時采用手工(gong)TIG焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)定位焊(han)(han)(han)點，每隔150mm焊(han)(han)(han)接(jie)一個定位焊(han)(han)(han)縫，長度以4～5mm為宜(yi)。
特別提示：焊(han)(han)前要確保焊(han)(han)槍噴(pen)嘴與焊(han)(han)縫中(zhong)心同心，以(yi)避免背面(mian)局部未熔合。
2. 焊接(jie)過程的控制
a. 引弧
首先(xian)接(jie)通(tong)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)與(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)路，引燃(ran)(ran)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)與(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)；然后迅速接(jie)通(tong)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)和焊(han)件(jian)之間(jian)(jian)電(dian)(dian)路，使電(dian)(dian)弧(hu)(hu)轉(zhuan)移(yi)到鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)和焊(han)件(jian)之間(jian)(jian)直接(jie)燃(ran)(ran)燒；同時(shi)切斷鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)和噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之間(jian)(jian)的(de)電(dian)(dian)路，轉(zhuan)移(yi)型等離子(zi)弧(hu)(hu)就正式(shi)建(jian)(jian)立。在(zai)正常工作狀態(tai)下，噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)不帶(dai)電(dian)(dian)，在(zai)開(kai)始引弧(hu)(hu)時(shi)產生(sheng)的(de)等離子(zi)弧(hu)(hu)只作為建(jian)(jian)立轉(zhuan)移(yi)弧(hu)(hu)的(de)中間(jian)(jian)媒介(jie)。正常的(de)轉(zhuan)移(yi)弧(hu)(hu)應建(jian)(jian)立在(zai)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)與(yu)焊(han)件(jian)之間(jian)(jian)，但對(dui)于某(mou)一(yi)個(ge)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)，若離子(zi)氣流量(liang)過小、電(dian)(dian)流過大或者噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)與(yu)焊(han)件(jian)接(jie)觸(chu)，噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)內壁表面的(de)冷氣膜便(bian)容易被擊穿(chuan)而形成串聯雙弧(hu)(hu)。這時(shi)，一(yi)個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)與(yu)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)之間(jian)(jian)，另一(yi)個(ge)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)與(yu)焊(han)件(jian)之間(jian)(jian)，出現(xian)雙弧(hu)(hu)將會(hui)破壞正常的(de)焊(han)接(jie)，嚴重時(shi)還會(hui)燒毀(hui)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)。
b. 焊(han)接中工藝參數的選擇
①. 焊接電(dian)流(liu)(liu)：板厚和(he)噴嘴結構確(que)定后，選定穩(wen)定形成小孔效應(ying)的合(he)適電(dian)流(liu)(liu)，且與離(li)子氣流(liu)(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. 其他參(can)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. 小孔等離子弧焊(han)焊(han)接(jie)參(can)數（不開坡口）（見表3-77）。
注：焊(han)槍保護(hu)氣流(liu)量(liang)20～25L／min；拖(tuo)罩(zhao)氣體流(liu)量(liang)20～25L／min；背面保護(hu)氣體流(liu)量(liang)10～15L／min；送絲速(su)度120～180cm／min。
2. 表3-78為小孔等離子弧焊(han)打底，熔(rong)透(tou)型等離子弧蓋面的(de)焊(han)接(jie)參數。
注：1．第(di)1層小孔離子氣Ar流(liu)量(liang)6.7L／min；第(di)2層熔透型離子氣Ar流(liu)量(liang)1.3L／min。
2．保護氣(qi)（氣(qi)體分數(shu)）：Ar95％＋He5％，流(liu)量20L／min；Ar拖罩氣(qi)體流(liu)量20L／min；Ar背面氣(qi)體流(liu)量8L／min。
3. 表3-79為小孔(kong)等離子弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)進行(xing)打(da)底(di)、焊(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)（SMAW）蓋面的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參(can)數(shu)。
注：離子氣(qi)Ar流(liu)量6.7L／min；保(bao)護(hu)氣(qi)（氣(qi)體分數(shu)）：A195％＋He5％，流(liu)量20L／min；Ar拖(tuo)罩氣(qi)20L／min；Ar背氣(qi)8L／min。
可(ke)以(yi)認(ren)為(wei)：對于板厚8～10mm時開Y形坡口可(ke)以(yi)多道焊(han)(han)完(wan)成(cheng)，也(ye)可(ke)以(yi)采用小(xiao)孔(kong)等(deng)離(li)子弧焊(han)(han)打底，而(er)后再用焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)或熔化極氣(qi)體保(bao)護組(zu)合(he)焊(han)(han)完(wan)成(cheng)。
四、焊(han)接接頭質量(liang)評估(gu)
經焊接工藝評(ping)定(ding)后檢查(cha)：
1. 焊(han)縫(feng)表面無氣孔有深度不大于0.5mm的咬邊(bian)，開坡(po)口比(bi)不開坡(po)口焊(han)縫(feng)成形更(geng)美(mei)觀。
2. 進行100％X射(she)線檢(jian)測，無缺陷。
3. 力學性能檢查：抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)和彎曲試驗均合格，符(fu)合ASME IX標(biao)準，厚度(du)范圍(wei)為1.6~20mm。
五、制造能力
該廠除了(le)完成此產(chan)品外，還(huan)用(yong)該自動焊(han)接裝(zhuang)置成功地在消聲器產(chan)品中對不銹鋼筒體的縱(zong)焊(han)縫(feng)，管道(dao)縱(zong)、環縫(feng)（管道(dao)長度一般為6m）進行了(le)焊(han)接，產(chan)品焊(han)接質量穩(wen)定且提高了(le)生產(chan)效率(lv)。
