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鎢極氬弧焊的技術特點及應用

  • 作者:admin
  • 發布時間:2019-11-12
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一、鎢極氬弧焊的工作原理

鎢極氬弧焊是利用惰性氣體(氬氣)保護的一種電弧焊焊接方法。從噴嘴中噴出的氬氣在焊接中造成一個厚而密的氣體保護層隔絕空氣,在氬氣層流的包圍中,電弧在鎢極與工件之間燃燒,利用電弧產生的熱量,熔化被焊處,并填充焊絲,把兩塊分離的金屬連接在一起,從而獲得牢固的焊接接頭。 

 

二、鎢極氬弧焊的特點

鎢極氬弧焊與手工焊條電弧焊相比主要有以下特點:

A、氬氣是惰性氣體,高溫下不分解,與焊縫金屬不發生反應,不溶解于液態金屬,故保護效果最佳,能有效的保護熔池金屬,是一種高質量的焊接方法。

B、氬氣是單原子氣體,高溫無二次吸放熱分解反應,導電能力差,以及氬氣流產生的壓縮效應和冷卻作用,使電弧熱集中,溫度高,電弧穩定性好,即使在低電流下電弧還能穩定燃燒。

C、氬弧焊熱量集中,從噴嘴中噴出的氬氣有冷卻作用,因此焊縫熱影響區窄,焊件變形小。

D、用氬氣保護無熔渣,提高了工作效率,而且焊縫成形美觀,質量好。

E、氬弧焊明弧操作,熔池可觀性好,便于觀察和操作,技術容易掌握,適合各種位置焊接。

F、除黑色金屬外,可用于焊接不銹鋼、鋁、銅等有色金屬及合金鋼。但氬弧焊成本高;而且氬氣電離勢高,引弧困難;氬弧焊產生紫外線強度高于手工焊條電弧焊5~30倍;另外,鎢極有一定放射性,對焊工也有一定的危害,目前推廣使用的鈰鎢極對焊工的危害較小。 

 

三、鎢極氬弧焊的分類

鎢極氬弧焊按操作方法可分為手工鎢極氬弧焊和機械化焊接兩種。對于直線焊縫和規則的曲線焊縫,可采用機械化焊接。而對于不規則的或較短的焊縫,則采用手工鎢極氬弧焊。目前使用較多的是直流手工鎢極氬弧焊,直流鎢極氬弧焊通常分為兩種:

1、直流反極性

在鎢極氬弧焊中,雖很少用直流反極性,但是,它有一種去除氧化膜作用。所謂去除氧化膜作用,在交流焊的反極性半波也同樣存在,它是成功地焊接鋁、鎂及其合金的重要因素。鋁、鎂及其合金的表面存在一層致密難熔的氧化膜覆蓋在焊接熔池表面,如不及時清除,焊接時會造成未熔合,在焊縫表面還會形成皺皮或產生內氣孔、夾渣,直接影響焊接質量。實踐證明,反極性時,被焊金屬表面的氧化膜在電弧的作用下,可以被清除掉而獲得成形美觀的焊縫。這種作用要求陰極斑點的能量密度要很高和被質量很大的正離子撞擊,致使氧化膜破碎。 

 

2、直流正極性

直流正極性時,焊件接正極,焊件接受電子轟擊放出的全部動能和逸出功,產生大量的熱,因此熔池深而窄,生產率高,焊件的收縮和變形都小。當采用直流正極性時,鎢極是陰極,鎢極的熔點高,在高溫時電子發射能力強,電弧燃燒穩定性好。除焊接鋁、鎂及其合金外,一般均采用直流正極性接法進行焊接。 

 

四、鎢極氬弧焊焊接工藝

1、焊接電流與鎢極直徑:通常根據工件的材質、厚度和接頭的空間位置選擇焊接電流。鎢極氬弧焊使用鎢極的直徑是比較重要的,必須根據焊接電流選擇合適的鎢極直徑。鎢極直徑一定時,在不同的電源和極性條件下,充許使用的電流范圍不同,直流正接時許用電流最大,直流反接時,許用電流最小。

 

2、電弧電壓:電弧電壓主要由弧長決定,弧長增加,電弧電壓增加,焊縫寬度增加,熔深減小,容易引起未焊透及咬邊,保護效果也不好,電弧太短,難看清熔池,送絲易碰鎢極引起短路,容易夾鎢,通常弧長近似等于鎢極直徑。

 

3、焊接速度焊:接速度增加,熔深和熔寬減小,容易未焊透,焊縫高而窄,兩側熔合不好,焊接速度太慢時,焊縫很寬,可能產生焊漏燒穿等缺陷。通常焊工根據熔池大小,熔池形狀和兩側熔合情況,隨時調整焊接速度。該文章講述了鎢極氬弧焊的技術特點及應用.

 

4、焊接電源種類和極性的選擇:氬弧焊采用電源種類和極性選擇主要取決于焊件的材料,即根據材料不同的物理化學性能決定,有時還需同時考慮由于焊件厚薄不同而造成的熱物理性能差異的因素。

 

5、噴嘴的直徑與氬氣流量:噴嘴直徑越大,保護區范圍越大,要求保護氣體的流量也越大。通常焊槍選定以后,噴嘴直徑很少能改變,所以決定保護效果的是氬氣流量。氬氣流量太小時,保護氣體軟弱無力,氬氣流量太大,容易產生紊流,保護效果不好。保護氣體流量合適時,噴出的氣流是層流,熔池平穩,表面明亮,沒有渣,焊縫外形美觀,表面沒有氧化痕跡,保護效果好。

 

6、鎢極伸出長度:為了防止電弧熱燒壞噴嘴,鎢極端部需伸出噴嘴以外。鎢極端部到噴嘴端面的距離叫鎢極伸出長度。焊對接縫時,鎢極伸出長度為3~5mm較好,焊角焊縫時,鎢極伸出長度為5~7mm較好。

 

7、噴嘴與工件距離:指的是噴嘴端面到工件間的距離,這個距離越小,保護效果越好,但觀察的范圍較小;這個距離越大,保護效果越差。

 

8、焊絲直徑的選擇:一般根據焊接電流的大小選擇焊絲的直徑,電流越大,所選的焊絲直徑越粗,反之,焊絲直徑越細。

 

9、焊接方向的選擇:一般采用左焊法。 

 

五、鎢極氬弧焊的應用及操作要點

鎢極氬弧焊的應用很廣,在不同的材料焊接上都能應用。如低合金高強度鋼、不銹鋼、耐熱鋼、銅、鈦及其合金、鋁、鎂及其合金等。由于鎢極載流能力有限,電弧功率受到限制,致使焊縫熔深淺,焊接速度低,所以,鎢極氬弧焊一般只適于焊接厚度小于6mm的焊件或管道的打底焊接。

根據實際情況,先后開設了直徑為60mm管的全氬弧焊水平固定焊和水平固定障礙焊,以及直徑為108mm管的氬弧焊打底與焊條蓋面焊等項目,重點抓住了以下幾個方面的操作要點:

(一)焊前準備

1、焊接設備、電路、氣路的檢查:首先開啟焊機電源開關,電源指示燈亮,冷卻風扇轉動正常,各儀表指示正常,開關打到氬弧焊,檢查各連線是否可靠,焊槍的噴嘴、鎢極均符合標準,檢查氣瓶或總閥門的開啟,氬氣流量調節器的開通,調好流量,最終確認自焊槍噴嘴流出足夠的保護氣流。

 

2、焊絲的檢查:首先焊絲的牌號及直徑應符合所焊工件的要求,打磨干凈焊絲上的油污,銹蝕等雜物,并露出金屬光澤方可使用。

 

3、坡口的清理:焊件在點固前,應將坡口兩側至少20mm以內清理出金屬光澤并不許有油污。 

 

4、焊件點固:為防止焊接時工件受熱膨脹引起變形,必須保證定位焊縫的數量及長度,定位焊縫是正式焊縫的一部分,必須焊牢,不允許有缺陷,必須按正式焊接工藝要求焊接定位焊縫。焊好定位焊縫后,兩端應磨成斜坡,以便接頭,定位焊縫不能太高,定位焊縫上如有裂紋、氣孔,應打磨掉重焊,不允許用重熔修補。

 

(二)焊接操作

鎢極氬弧焊在操作過程中與手工焊條電弧焊相比,氬弧焊須雙手同時操作,一手持焊槍,一手拿焊絲,持焊槍的手要保證電弧長度和電弧的穩定性,所以必須用手指做一個支撐點,持焊絲的手也要保證焊絲的均勻送進。因此培訓過程中要重點培養學員的雙手靈活配合程度。由于氬弧焊是明弧操作,可清楚的看見熔池,所以對熔池的控制比焊條電弧焊更容易,和焊條電弧焊相比,更易實現單面焊接雙面成型。

 

1、引弧:為了提高焊接質量,手工鎢極氬弧焊多采用高頻引弧。其優點鎢 
極與工件不接觸就能在施焊點直接引燃電弧,鎢極端頭損耗小,焊接質量高,不會產生夾鎢。 

 

2、焊接和接頭:

(1)、打底焊焊縫應該具有一定的厚度,應一氣呵成,不允許中途停止, 焊接時,要掌握好焊槍角度、送絲位置,力求送絲均勻,填絲必須等坡口兩側熔化后才能填絲,以免造成熔合不良。填絲時,焊絲應與工件表面成15度夾角,送絲速度快慢適當,應與焊接速度相適應。送絲方法有連續送絲、斷續填絲、焊絲緊貼坡口與鈍邊一起熔入等。操作過程中如有夾鎢、氣孔等,必須打磨出金屬光澤,直至消除缺陷,才能繼續焊接。氬弧焊槍可做橫向擺動,以不破壞熔池為原則,由焊工靈活掌握,焊后經自檢合格后才能蓋面,焊完打底焊后,焊第二道不得將打底焊道燒穿,防止焊道下凹或背面劇烈氧化。

(2)、接頭質量的控制是很重要的,因它是兩段焊縫交接的地方,會出現多種缺陷,因此,接頭處要有斜坡,不能有死角,重新引弧應在原弧坑后面20— 30mm 處,重疊處一般不加或少加焊絲,熔池要貫穿到接頭根部,以確保熔透。

 

3、收弧:收弧不當會影響焊縫質量,一般氬弧焊設備都配有電流自動衰減裝置,停弧后,焊槍噴嘴應延時10S再移開(一般設備都有提前送氣,滯后關氣的裝置),防止金屬在高溫下產生氧化反應。

 

4、焊后應關閉電源,關閉氣路,將焊槍盤好掛起。 

 

(三)焊后檢驗

氬弧焊試件焊完后,應首先對其進行外觀檢查,在焊縫外觀各項指標都符合標準后,還對其進行X光射線探傷,當探傷達到二級片標準后,再進行彎曲試驗。整個培訓過程嚴格按照國家壓力容器標準進行實施評定。

由于氬弧焊具有焊接質量好,焊縫成型美觀,適用范圍廣等諸多優點,因此非常值得我們不斷推廣發展,為推動我國的焊接事業發展做出應有的努力。

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