1. 坡口形(xing)式
由于受許用焊接電流的限制,這種焊接方法主要用于薄板的單層焊和中厚板多層焊的封底焊道,也可用于中厚板的焊接。在保證焊透的情況下,對接焊縫應力求縮小焊縫截面積,減少熔敷金屬并考慮操作方便,常用的坡口形式有V形、U形、雙面V形及V-U組合形等。奧氏體型不銹鋼管子對接焊坡口形式見表4-26。
表4-26奧氏體型不銹鋼(gang)管子對接焊坡口形式
各(ge)種接(jie)(jie)頭(tou)中T形接(jie)(jie)頭(tou)、對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的保(bao)護(hu)效果(guo)較好,而角接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)、端(duan)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)因氣(qi)體流量分散性較大(da),保(bao)護(hu)效果(guo)較差,如圖4-35所示。
2. 焊前(qian)清(qing)理(li)
焊接(jie)區及填充焊絲均應進行嚴格清理,清除氧化膜(mo)、油污、臟物和水分等污物。
3. 焊接參數
a. 焊接電(dian)流(liu)
根據焊件厚度、接頭形式、焊接位置等(deng)因(yin)素來選用焊接電流(liu),除此(ci)還要考慮鎢極(ji)所(suo)承受電流(liu)的能力。焊接電流(liu)過(guo)(guo)大(da),容易產生燒穿或使(shi)焊縫下陷和咬邊等(deng)缺(que)陷,嚴重(zhong)時還會引起鎢極(ji)燒損(sun)或產生夾鎢等(deng)缺(que)陷。焊接電流(liu)過(guo)(guo)小,電弧燃燒不穩定,會造(zao)成未焊透等(deng)缺(que)欠。
b. 電弧電壓
主要取決(jue)于焊接(jie)過程中電弧(hu)的長度,電弧(hu)拉(la)長、電弧(hu)電壓(ya)增大,熔(rong)(rong)寬增寬,熔(rong)(rong)深變淺。當(dang)電弧(hu)電壓(ya)過高時(shi),會(hui)導致焊接(jie)電弧(hu)不(bu)(bu)穩,易產生未(wei)(wei)焊透、未(wei)(wei)熔(rong)(rong)合和熔(rong)(rong)池保護(hu)不(bu)(bu)佳(jia)等缺陷(xian)。應在(zai)保證電弧(hu)不(bu)(bu)短(duan)路的情況下,盡量減少弧(hu)長,電弧(hu)電壓(ya)一(yi)般(ban)控制在(zai)9~20V范圍內,最(zui)常用的電弧(hu)電壓(ya)為9~14V。
c. 焊(han)接速度
為了(le)不(bu)破(po)壞氣流對(dui)熔池的保護作用,焊接(jie)(jie)(jie)速度(du)一般不(bu)宜(yi)過快。在保證(zheng)焊縫(feng)金屬(shu)和母材金屬(shu)不(bu)被氧化(hua)的前(qian)提(ti)下(xia),為了(le)提(ti)高生(sheng)產(chan)效率(lv),盡可能提(ti)高焊接(jie)(jie)(jie)速度(du)。提(ti)高焊接(jie)(jie)(jie)速度(du),焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在450~850℃危險溫度(du)停留時間會相(xiang)對(dui)減(jian)少,有(you)利于(yu)提(ti)高焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的耐腐蝕性(xing)能。
d. 焊(han)絲
同一牌號的奧氏(shi)體不銹鋼焊接,焊絲的選擇見表4-27,不同牌號的奧氏體不銹鋼焊接,焊絲的選擇見表4-28。不銹鋼藥芯焊絲的選用見表2-28~表2-31。
我(wo)國的不(bu)銹鋼藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)與AWS A5.22-1995《耐(nai)腐蝕鉻及(ji)鉻鎳(nie)鋼用藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)》及(ji)其他國家不(bu)銹鋼藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)的對應關系,見表(biao)2-64。
e. 氬氣純(chun)度與流量
氬氣(qi)(qi)純(chun)度不低于99.9%(體積(ji)分數),氬氣(qi)(qi)純(chun)度愈(yu)高(gao),保護效果(guo)愈(yu)好。氣(qi)(qi)體流量過低,氣(qi)(qi)體挺(ting)度不足(zu),排除(chu)周(zhou)圍(wei)空氣(qi)(qi)的(de)能力減(jian)弱,造成(cheng)熔池(chi)保護效果(guo)不佳;氣(qi)(qi)體流量過大,容易將熔池(chi)周(zhou)圍(wei)的(de)空氣(qi)(qi)卷入熔池(chi),形成(cheng)氣(qi)(qi)體紊流,降低保護效果(guo)。氬氣(qi)(qi)流量與噴嘴直徑(jing)大小有關,見式(4-6)。
氬氣流量不僅與(yu)噴嘴直(zhi)徑(jing)有關,還與(yu)焊接電(dian)流大小有關,它(ta)們之間的(de)參數選擇見表4-29。
f. 電極極性
為了減少鎢(wu)極(ji)燒損,延長(chang)鎢(wu)極(ji)壽命,一般采用(yong)直(zhi)流電源正接(工件(jian)接電源正極(ji),鎢(wu)極(ji)接電源負極(ji)。直(zhi)流正接在工藝(yi)文件(jian)上用(yong)符號DC或DCSP表示,DC是英(ying)(ying)文di-rect current 的(de)縮寫;DCSP 是英(ying)(ying)文 direct current straight polarity的(de)縮寫),也(ye)可以(yi)用(yong)交流鎢(wu)極(ji)氬弧焊機(ji)焊接奧氏體型不銹鋼。
g. 鎢極
鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)純鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)、釷(tu)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)鈰鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)3種,其中鈰鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(活化(hua)鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji))比純鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)工藝性好得多,且對(dui)人體損害小(xiao),推薦首選使(shi)用。鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)直徑與相應焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)源和(he)極(ji)(ji)(ji)(ji)性條件下(xia)的(de)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)允許值,參見表4-30、表4-31。施焊(han)(han)前,要(yao)將鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)端(duan)(duan)部(bu)(bu)磨成一定形(xing)狀(zhuang)(zhuang),通常有(you)尖(jian)(jian)(jian)頭(tou)和(he)平頭(tou)等形(xing)狀(zhuang)(zhuang)。采用較小(xiao)的(de)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)施焊(han)(han)時(shi),要(yao)選用小(xiao)直徑的(de)鎢(wu)棒,端(duan)(duan)頭(tou)磨成尖(jian)(jian)(jian)頭(tou)形(xing)狀(zhuang)(zhuang),錐(zhui)頂角度約30°,如圖(tu)4-36(a)所示。當采用大的(de)焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)施焊(han)(han)時(shi),鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)應磨成帶(dai)有(you)平頂的(de)錐(zhui)形(xing)形(xing)狀(zhuang)(zhuang),如圖(tu)4-36(b)所示。平頂錐(zhui)形(xing)的(de)端(duan)(duan)頭(tou)可避免(mian)尖(jian)(jian)(jian)端(duan)(duan)過(guo)熱(re)熔化(hua),減少鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)端(duan)(duan)部(bu)(bu)損耗,同時(shi)還有(you)利(li)于防止陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)斑(ban)點的(de)游動,從(cong)而穩定電(dian)(dian)弧。鎢(wu)極(ji)(ji)(ji)(ji)端(duan)(duan)頭(tou)愈尖(jian)(jian)(jian)愈易燒(shao)損,燒(shao)損后(hou)將導致(zhi)電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)壓增高,直接(jie)影響熔池(chi)保(bao)護效(xiao)果,也(ye)會使(shi)焊(han)(han)縫(feng)氧化(hua),甚至(zhi)產(chan)生焊(han)(han)縫(feng)寬度不均的(de)缺陷。
h. 鎢極伸出(chu)長度
鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)伸出(chu)(chu)長度指鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)超(chao)出(chu)(chu)噴嘴端面的長度。鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)伸出(chu)(chu)的短,可以使噴嘴與焊件相對靠近,氣體保護(hu)效果好(hao),通(tong)常鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)伸出(chu)(chu)長度為2~8mm。
i. 噴(pen)嘴(nozzle)
常用(yong)(yong)鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)用(yong)(yong)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)結構(gou)如圖(tu)4-37所示,D端(duan)(duan)與焊(han)(han)(han)槍(qiang)連接(jie)段(duan)為(wei)長10~12mm的(de)圓柱體(ti)(ti)(ti);小(xiao)圓柱的(de)末(mo)端(duan)(duan)部分的(de)長度L不(bu)應(ying)小(xiao)于噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)孔(kong)徑(jing),其長度以1.2~1.5倍噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)孔(kong)內徑(jing)(d)為(wei)宜(yi)。噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)的(de)錐形(xing)部分有緩沖(chong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)的(de)作用(yong)(yong),可(ke)改(gai)善保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)效果。為(wei)了(le)提高(gao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)效果,噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)的(de)內壁應(ying)光滑、不(bu)允許(xu)有棱角、凹槽,不(bu)得沾上飛濺物。為(wei)了(le)使氬氣(qi)(qi)(qi)(qi)從噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)噴(pen)(pen)(pen)出時(shi)成(cheng)為(wei)穩(wen)定(ding)的(de)層(ceng)流(liu),提高(gao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)效果,焊(han)(han)(han)槍(qiang)應(ying)有氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)透鏡(類似穩(wen)定(ding)裝置)、多孔(kong)性擋板(可(ke)用(yong)(yong)1~2層(ceng)銅(tong)絲網組成(cheng),網目數(shu)不(bu)得少于600~700孔(kong)/c㎡)及緩沖(chong)室。氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)量不(bu)變(bian),增大噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)內徑(jing)時(shi),氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)挺度下降(jiang),對熔池保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)減弱;氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)量不(bu)變(bian),噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)內徑(jing)變(bian)小(xiao)時(shi),氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)流(liu)速增加過多,可(ke)造(zao)成(cheng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)紊流(liu),也會造(zao)成(cheng)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)效果不(bu)好。實踐證明,在(zai)手工鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)(han)時(shi),噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)內徑(jing)在(zai)8~20mm 范圍(wei)內,氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)量以10~25L/min為(wei)宜(yi)。當噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)和(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)量一定(ding)時(shi),噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)至焊(han)(han)(han)件之間的(de)距離愈(yu)短(duan),則保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)效果愈(yu)好,但(dan)過小(xiao)會影響焊(han)(han)(han)工的(de)視(shi)線和(he)(he)引起鎢極(ji)與焊(han)(han)(han)件短(duan)路。對于噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)內徑(jing)為(wei)8~20mm的(de)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui),距離焊(han)(han)(han)件一般(ban)不(bu)超過15mm。
j. 焊接電流(liu)、噴嘴(zui)直徑和保(bao)護氣體流(liu)量對(dui)應關系
焊接電(dian)流(liu)、噴嘴直(zhi)徑和(he)保護氣(qi)體流(liu)量對應關系見表4-29。
k. 冷卻水(shui)流量
焊(han)槍額定電流大于(yu)160A時,焊(han)接前焊(han)槍須通冷(leng)卻水,焊(han)接完成(cheng)須滯后停止(zhi)冷(leng)卻水。冷(leng)卻水流量不得(de)小于(yu)1L/min,否則焊(han)機無法啟動或(huo)易燒(shao)毀焊(han)槍。
4. 提高(gao)氣體(ti)保(bao)護效(xiao)果的(de)措施
為了(le)使焊(han)接接頭正(zheng)面和背(bei)面得(de)到可(ke)靠保(bao)護,可(ke)采用圖(tu)4-38~圖(tu)4-40所示的工藝裝備來提高保(bao)護效果。
5. 操作技術(shu)
裝配定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han),應采用(yong)與(yu)(yu)(yu)正(zheng)式焊(han)(han)接(jie)(jie)相同的(de)(de)焊(han)(han)絲和工藝,定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)縫的(de)(de)長(chang)(chang)度(du)(du)(du)距離應根據焊(han)(han)件(jian)厚度(du)(du)(du)與(yu)(yu)(yu)結構(gou)剛度(du)(du)(du)而定(ding)。一般每段定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)縫長(chang)(chang)度(du)(du)(du)為(wei)5~15mm,焊(han)(han)縫厚度(du)(du)(du)不大于2mm。例如直徑(jing)φ60mm以下(xia)的(de)(de)不銹鋼管(guan)子,用(yong)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)點固定(ding)2~3處,定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)縫長(chang)(chang)度(du)(du)(du)約5mm。直徑(jing)159mm的(de)(de)不銹鋼管(guan)子,用(yong)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)點固定(ding)4處,定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)縫長(chang)(chang)度(du)(du)(du)約10mm。定(ding)位(wei)(wei)焊(han)(han)縫須保證質量,不允許存在焊(han)(han)接(jie)(jie)缺陷。對接(jie)(jie)焊(han)(han)時(shi),焊(han)(han)槍與(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)件(jian)之(zhi)間(jian)保持后(hou)傾,鎢極與(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)件(jian)之(zhi)間(jian)傾角(jiao)(jiao)為(wei)75°~80°,填充焊(han)(han)絲與(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)件(jian)傾角(jiao)(jiao)為(wei)75°~15°,希(xi)望填充焊(han)(han)絲與(yu)(yu)(yu)焊(han)(han)件(jian)傾角(jiao)(jiao)越(yue)小越(yue)好(hao),過大則(ze)容易擾亂氣體保護;角(jiao)(jiao)接(jie)(jie)焊(han)(han)時(shi),除了對接(jie)(jie)焊(han)(han)的(de)(de)要求(qiu)(qiu)外,還要求(qiu)(qiu)與(yu)(yu)(yu)板之(zhi)間(jian)的(de)(de)相對位(wei)(wei)置。
填(tian)充(chong)焊(han)(han)(han)絲時(shi)動作要緩、穩,不(bu)要破壞(huai)氬氣對(dui)熔(rong)池的保(bao)護(hu)。不(bu)能(neng)像氣焊(han)(han)(han)那樣(yang)在熔(rong)池中(zhong)攪拌,應一滴(di)一滴(di)地緩慢送入熔(rong)池,或者(zhe)將焊(han)(han)(han)絲端頭浸入熔(rong)池中(zhong)不(bu)斷(duan)填(tian)入,并(bing)向前移動,焊(han)(han)(han)絲端頭不(bu)能(neng)脫離氣體(ti)保(bao)護(hu)區。要防止(zhi)焊(han)(han)(han)絲與鎢極(ji)接觸(chu)、碰撞,否(fou)則加(jia)劇鎢極(ji)燒損,而(er)引起(qi)焊(han)(han)(han)縫夾鎢。焊(han)(han)(han)接收弧時(shi)、應減慢焊(han)(han)(han)接速度、增加(jia)焊(han)(han)(han)絲填(tian)充(chong)量。焊(han)(han)(han)接薄板時(shi),為了防止(zhi)變形可采用銅襯墊,并(bing)將焊(han)(han)(han)件壓貼于(yu)(yu)襯墊上,以(yi)利于(yu)(yu)散熱。在銅墊板上加(jia)工出凹槽,凹槽對(dui)準焊(han)(han)(han)縫以(yi)便背面充(chong)氬氣保(bao)護(hu),見圖(tu)4-39、圖(tu)4-40。電弧熄(xi)滅后(hou),焊(han)(han)(han)槍噴嘴(zui)仍須對(dui)準熔(rong)池,以(yi)延長氬氣保(bao)護(hu)效果。
實踐證(zheng)明(ming),從焊接接頭的顏色,也可以(yi)判斷焊接區(qu)的保護效果,詳(xiang)見(jian)表(biao)4-32。
機械操(cao)作不(bu)加填(tian)充焊(han)(han)(han)絲的鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝參(can)(can)數(shu)(shu),見(jian)(jian)表(biao)4-33;機械操(cao)作加填(tian)充焊(han)(han)(han)絲的鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝參(can)(can)數(shu)(shu),見(jian)(jian)表(biao)4-34;鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)加填(tian)充焊(han)(han)(han)絲焊(han)(han)(han)接(jie)薄板奧氏體不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)(can)數(shu)(shu),見(jian)(jian)表(biao)4-35;手工鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)加填(tian)充焊(han)(han)(han)絲的焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)(can)數(shu)(shu),見(jian)(jian)表(biao)4-36~表(biao)4-38,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)管鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)(can)數(shu)(shu),見(jian)(jian)表(biao)4-39。