|
低碳钢V形坡口对接平焊学习操作步骤 学习目标 1.了解氩弧焊的特点及适用范围，初步掌握氩弧焊板对接平焊的基本操作要领和技能。 2.理解钨极直径、焊接电流、焊丝直径、氩气流量等焊接参数的选用原则，能根据焊接材料、焊接位置选择相应的焊接参数。 3.理解常见缺陷的产生原因及防止措施，学会对焊件质量进行初步评判。 任务提出 在生产实践中，钨极氩弧焊多用于压力容器或输油气管道的环焊缝的打底焊接生产中，这种焊接方式可以在容器外面施焊而内面也能形成焊缝。如图1-1-1所示为V形坡口对接单面平焊双面成型工件图。  任务分析 手工钨极氩弧焊操作时，电弧燃烧稳定，热量集中，操作方便。焊缝塑性和韧性好，内应力小，不易产生过热组织、未焊透、气孔、裂纹及夹渣等缺陷，所以能获得优良的焊缝质量。 Q235B焊接性良好，手工钨极氩弧焊板V形坡口对接平焊时，焊缝置于水平悬空位置。采用左向焊法时，可以清晰的观察到坡口根部的熔化状态，操作方便。但液态金属受重力影响，坡口根部易烧穿，焊缝背面余高易过大，严重时产生下坠，甚至产生焊瘤。因此，必须严格控制熔池温度，电弧熔化坡口根部的速度应和焊丝的填充速度良好配合。 相关知识 一、钨极氩弧焊的特点与分类 1．特点 1）保护作用好，焊缝金属纯净，含氢量小。几乎可以焊接所有的金属或合金。 2）焊接过程稳定，不产生飞溅，焊缝成形好，热影响区小 3）交流钨极氩弧焊在负极性半周时，具有强烈的清除氧化膜的作用，为铝、镁及其合金的焊接提供了非常有利的条件。 4）需要高压引弧措施 由于氩气的电离电压较高，所以TIG焊的引弧较困难。 5）对工件清理要求严格TIG焊无冶金的脱氧或去氢措施，因此焊前对工件的除油、去锈及清除尘垢等准备工作要求严格，否则就会影响焊接质量。 6）焊接效率较低 由于钨极载流能力较低，熔敷速度小。 7）紫外线强烈、臭氧浓度高；抗风能力差。 2．分类 1．按操作方式 分为手工钨极氩弧焊和自动钨极氩弧焊。 2．按电流种类 可分为直流钨极氩弧焊、交流钨极氩弧焊和脉冲钨极氩弧焊。 二、手工钨极氩弧焊技术 1．引弧方式 （1）接触引弧法 将钨极在引弧板上轻轻接触或轻轻划擦，将电弧引燃，燃烧平稳后移至焊缝上。这种方法容易使钨极端部烧损，电弧不稳，如果在焊缝上直接引弧，容易引起焊缝夹钨。因此不推荐接触法引弧。只有在线路较长或高频功率太小，电弧不易引燃，使用电流较大，钨极端部引燃后能很快恢复稳定燃烧（交流氩弧焊）时可以采用。 （2）非接触引弧法 利用氩弧焊机的高频或脉冲电引弧装置来引燃电弧，是理想的引弧法。但引弧需在焊口内起焊点前方1.0mm左右进行，引燃后移至起焊处，不可在焊缝处引弧，以免造成弧坑斑点，引起腐蚀或裂纹。 2.焊炬（喷嘴与电极）、焊丝与焊件之间的角度 焊炬角度小，降低了氩气的保护效果，角度过大，操作和加焊丝比较困难。对某些易氧化的金属，如铝、钛等尽可能使焊炬与工件夹角为90°。 一般原则是在不影响操作和视线的情况下，要尽量使焊炬和工件平面垂直。管道焊口的焊接注意随管做圆周运动时，焊炬和焊丝的角度变化要协调一致。 3. 运弧形式 手工钨极氩弧焊一般采用左焊法，焊炬作直线移动。为了保证氩气的保护作用，焊炬移动速度不能太快。如果要求焊道较宽，焊炬必须横向移动时，焊炬要保持高度不变，横向移动要平稳。常用的焊炬运动方式有两种。 （1）沿焊缝纵向的移动 a.直线匀速移动 焊炬沿焊缝作平稳的直线匀速移动，适合于不锈钢、耐热钢等合金钢的薄件和厚度较大工件的打底焊接。优点是电弧稳定，避免焊缝重复加热，氩气保护效果好，焊接质量平稳。 b.直线断续移动 主要用于中等厚度材料的焊接，以及铝及其合金的焊接。在焊接过程中，焊炬接一定的时间间隔停留和前移。一般是在停留时间送入焊丝，然后焊炬向前移动。 （2）沿焊缝横向的摆动 根据焊缝的宽度和接头形式的不同，有时焊炬必须作一定幅度的横向摆动。为了保证氩气的保护效果，摆动幅度要尽可能的小。 a.正圆弧形摆动 焊炬横向摆动过程是划半圆，两侧略停顿而平稳前进。这种方法适合于丁字形角焊及等厚度材料的对接焊，以及要求较宽焊缝的焊接。 b.斜圆弧形摆动 焊炬横向摆动过程不仅划圆弧，而且呈斜形平稳前移。适合于不等厚度的角接和对接焊。 4. 焊丝加入熔池的形式 手工钨极氩弧焊焊丝加入熔池的方式对焊接质量极为重要，根据不同的材质、不同的焊接位置、焊丝送入的时机、送入熔池的位置、角度、深度可分为两种。 （1）断续送丝法 焊接时，将焊丝末端在氩气保护层内往复断续地送入熔池的1/3～1/4处。焊丝移出熔池时不可脱离气体保护区，送入时不可接触钨极。这种方法使用电流较小，焊接速度较慢。 （2）连续送丝法 在焊接时，将焊丝插入熔池一定位置，随着焊丝的送进，电弧同时向前移动，熔池逐渐形成。这种方法使用电流较大，焊接速度快，质量也较好，成形也美观。 5．接头 接头必须在起焊处的前方5～10mm处引弧，稳定之后将电弧移到起焊处起焊，重叠处要少加焊丝，以保证接头处厚度和宽度一致。 6．收弧 收尾不当，易引起弧坑裂纹、烧穿、缩孔等缺陷，影响焊缝质量。常用的收弧方法有：利用衰减装置，逐渐减小电流收弧；无衰减装置，可采用多次熄弧法或减小焊炬与工件夹角，拉长电弧的方法收弧。 任务实施 一、焊前准备 1.劳保 焊前，焊工必须穿戴好劳动防护用品，工作服要宽松，裤脚盖住鞋盖（护脚盖），上衣盖住下衣，不要扎在腰带里。绝缘工作手套不要有油污，不可破漏，佩戴平光防护眼镜。选用合适的护目玻璃色号。牢记焊工操作时应遵循的安全操作规程，在作业中贯彻始终。 2.母材 Q235钢板300×125×6mm，坡口30°，检查钢板平直度，并修复平整。为保证焊接质量，必须在坡口两侧正反面25mm内除锈、除油打磨干净，露出金属光泽，避免产生气孔、裂纹等缺陷，并修磨钝边。 3.焊材 焊丝 根据母材型号，按照等强度原则选用ER50-6（TIG-J50） ，直径为ф3mm焊丝。使用前除去锈蚀污物。 钨极 选用直径ф2.5mm铈钨极，修磨钨极端部成30°圆锥角，并修磨直径ф0.5㎜小平台。尽量使磨削纹路与母线平行，延长钨极使用时间。如图1-1-2所示。  保护气体 选择纯度为99.95%的氩气作保护气，检查并调整气体流量。 4.焊机准备 选用WS-300直流钨极氩弧焊机，或WSM-300直流脉冲钨极氩弧焊机，采用直流正接方式。检查设备状态，电缆线接头是否接触良好，焊钳电缆是否松动，避免因接触不良造成电阻增大而发热，烧毁焊接设备。检查安全接地线是否断开，避免因设备漏电造成人身安全隐患。检查设备气路、电路是否接通。清理喷嘴内壁飞溅物，使其干净、光滑，以免保护气通过受阻。 5.辅助工具和量具 焊工操作作业区附近应备好錾子、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、钢角尺、水平尺、活动板手、直磨机、角磨机、钢丝钳、钢锯条、焊缝万能量规、钢丝刷等辅助工具和量具。 6.确定焊接工艺参数 表1-1 板水平对接氩弧焊试件 焊接参数  二、装配与焊接 1.装配与定位焊 为保证焊接质量，装配定位焊很重要。为了保证焊透又不烧穿，必须留有合适的对接间隙和合理的钝边。根据试件板厚和焊丝直径大小，确定钝边p=0～0.5㎜，间隙b=2.5～3㎜（始端２.５终端３），反变形约2°，错边量≤0.5㎜。点固焊时，在试件两端坡口内侧点固，焊点长度10～15㎜，高度５～６㎜，以保证固定点强度，抵抗焊接变形时的收缩，见图1-1-3。  点焊前，在焊机面板选择４步操作法，调整焊接电流，收弧电流，上坡时间，下坡时间。戴好头盔面罩，左手握焊丝，右手握焊枪，喷嘴接触试件端部坡口处，按动引弧按钮引燃电弧，不松手，利用电弧光亮找到点焊位置，距试件端部10mm处坡口内侧，松开引弧按钮，电流开始上升，调整喷嘴高度，电弧长度约2～3㎜，加热坡口一侧，待形成熔池后，填加焊丝，移动电弧到坡口另一侧，待形成熔池，再填加焊丝，两侧搭桥后锯齿形摆动电弧，将坡口钝边熔化，焊丝一滴一滴填加到熔池，达到固定点长度后，右手按动收弧按钮，电流开始衰减，等熔池完全冷却后再移开焊枪。调整间隙，再点固另一端。调整反变形角度后，将试件装夹到变位器上，注意，大间隙端在左，小间隙端在右。 2.打底焊 采用左向焊法，在试件右端固定点引弧，焊枪与焊缝横向垂直，与焊缝方向成75～80°角，如图1-1-4。电弧长度约2～3mm，焊丝端部进入氩气保护范围，待固定点熔化后小锯齿摆动焊枪向右移动，至固定点低端电弧稍作停顿，击穿根部打开熔孔，使坡口两侧各熔化0.5～1mm，迅速将焊丝填入熔池，熔入一滴铁水后将焊丝退出，焊丝端部不得离开氩气保护范围，利用电弧外围预热焊丝，焊枪做小锯齿形向右摆动，电弧将熔池铁水带到坡口两侧稍作停顿，使其熔合良好，避免因焊缝中间温度过高熔池下坠，造成背面焊缝余高过大，焊缝正面中间凸起两侧形成沟槽。  正常焊接时，电弧每摆动一次交替填加焊丝一滴，焊丝只做填入和退出，不做横向摆动，电弧只做横向摆动和向前移动，不允许上下跳动，即要保证电弧长度不变。摆动幅度、前移尺寸大小要均匀，电弧的三分之二在正面熔池，电弧的三分之一通过间隙在坡口背面，用来击穿熔孔，保护背面熔池，图1-1-5所示。  焊接过程中，注意观察并控制熔孔大小保持一致在0.5～1mm。正常形状为半圆形，当发现熔池颜色变白亮时，其形状变为桃形或心形，说明熔池中部温度过高，铁水开始下坠，背面余高增大，甚至产生焊瘤，此时应加大电弧前移步伐，加快焊丝填入频率和熔入焊丝时间，以降低熔池温度。若熔池成椭圆形表明热输入不足，根部没有熔合，应减小电弧前移步伐，放慢填加焊丝频率，见图1-1-6。  氩弧焊接头，比较容易与起焊时相同。但收弧时，一定要等熔池完全冷却后再移开焊枪，让熔池在氩气保护下冷却，否则易出现气孔，一旦出现必须打磨掉再焊。 收尾时，如果采用４步操作法，使用衰减电流，可完成焊接收尾。如果采用2步操作法，可回焊收尾，逐渐提高电弧长度，熔池逐渐缩小，见图1-1-7。  3.填充层焊接 用钢丝刷清理去除底层焊缝氧化皮。修磨钨极端部，清理喷嘴污物。在试件右端引燃电弧，调整电弧长度并稍作停顿，预热试件端部，待形成熔池，锯齿摆动电弧，焊丝交替摆动填入熔池，（即焊丝紧跟电弧在坡口两侧熔池填入焊丝），焊枪角度、焊丝角度与打底层基本相同，电弧比打底层摆动幅度大，摆动速度稍慢，坡口两边稍作停顿。电弧前移步伐大小，以焊缝厚度为准，约２/3～1/2熔池大小。观察熔池长大情况，距棱边高1～1.5mm为宜，决定电弧前移步伐和焊丝填加频率大小，以不破坏坡口棱边为好，为盖面层留作参考基准，见图1-1-8。  接头时，在坑前方5mm处引燃电弧，回移电弧预热弧坑，当重新熔化弧坑并形成熔池时填加焊丝并转入正常焊接。 4.盖面层焊接 与填充层相同，电弧在坡口两边停顿时间稍长，电弧熔入棱边1～1.5mm，填充焊丝要饱满，避免咬边缺陷。焊缝余高约2mm，见图1-1-9。  三、焊缝外观检测 1.自检 ①试件焊接完成后，用敲渣锤、锉刀等清理熔渣、飞溅，用钢丝刷清理焊缝。 ②检查试件焊后角变形，是否平整，一般不大于3°。 ③检查焊缝是否有裂纹，表面气孔，夹渣，咬边等缺陷。 ④检查焊缝整体直线度，焊缝宽度是否宽窄一致。 ⑤检查焊缝整体余高是否高低一致。 ⑥检查焊缝是否有接头不良，超高或脱节现象。 ⑦检查焊缝背面是否有未焊透，未熔合，凹坑或焊瘤。 ⑧根据评分标准进行扣分。 2.互检和专检 按照自检的条款逐项进行检查，并按评分标准扣分，之后与自检得分对照，找出不同之处，在老师的指导下修改之。 任务评价 表1-2板对接氩弧焊试件外观检查项目及评分标准 姓名 学号 得分 检查项目 标准、分数 焊 缝 等 级 实际 得分 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 正面 焊缝余高 标准（mm） 0～1 >1,≤2 >2,≤3 >4 分 数 5 3 1 0 焊缝高低差 标准（mm） ≤1 >1，≤2 >2，≤3 >3 分 数 5 3 1 0 焊缝宽度 标准（mm） ≤12 >12，≤13 >13，≤14 >15 分 数 5 3 1 0 焊缝宽窄差 标准（mm） ≤1 >1，≤1.5 >1.5，≤2 >3 分 数 5 3 1 0 咬 边 标准（mm） 0 深度≤0.5 且长度≤10 深度≤0.5 长度≤20 深度>0.5 或长度>20 分 数 10 7 5 0 气孔 标准（mm） 无气孔 气孔≤0.5 数目：1个 气孔≤0.5 数目：2个 气孔>0.5 数目：>2个 分 数 10 6 2 0 错 边 量 标准（mm） 0 ≤0.5 >0.5，≤1 >1 分 数 5 3 1 0 角 变 形 标准（mm） 0～1 >1，≤3 >3，≤5 >5 分 数 5 3 1 0 焊缝外表 成形 标准（mm） 优 良 一般 差 成形美观， 鱼鳞均匀细密，高低宽窄一致 成形较好，鱼鳞均匀,焊缝平整 成形尚可，焊缝平直 焊缝弯曲，高低宽窄明显，有表面焊接缺陷 分数 5 3 1 0 反面 焊缝高度 0～3mm 5分 ＞3mm或＜0 0分 咬 边 无咬边 5分 有咬边 0分 气 孔 无气孔 5分 有气孔 0分 未焊透 无未焊透 10分 有未焊透 0分 凹陷 无内凹 20分 深度≤0.5mm，每2mm长扣0.5分（最多扣10分）深度>0.5mm 0分 |
|
|
