拉弧式螺柱焊接技術(shù)的應(yīng)用與效益分析

苗青　林發(fā)森　朱科亮

摘? 要：現(xiàn)如今，我國工程技術(shù)行業(yè)不斷發(fā)展的同時，螺柱焊接技術(shù)的不斷成熟，不但在船舶行業(yè)，汽車工業(yè)及建筑業(yè)有應(yīng)用，在電力與電器行業(yè)也有廣泛應(yīng)用。具體針對電力建設(shè)行業(yè)，其主要適用于保溫螺柱安裝焊接、鋼結(jié)構(gòu)螺柱/螺栓安裝焊接可免開孔穿裝，建筑裝修固定螺栓安裝焊接（固定、懸掛）。該文主要分析拉弧式螺柱焊接技術(shù)的應(yīng)用與效益。

關(guān)鍵詞：可靠? 拉弧式螺柱焊接? 受限? 重點(diǎn)

中圖分類號：TG453 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（a）-0100-02

1? 拉弧式螺柱焊接技術(shù)特點(diǎn)介紹

（1）螺柱焊接為半自動焊接技術(shù)，根據(jù)設(shè)備設(shè)定的參數(shù)，自動完成螺柱焊接，適合受限空間作業(yè)。燃機(jī)罩殼內(nèi)空間狹小、且存在多方交叉作業(yè)的情況，如果保溫螺桿焊接施工時間持續(xù)較長，將對其他施工造成一定的影響，而螺柱焊接方法效率較高，對于施工工期有較大的改善，能夠更好地減少交叉作業(yè)沖突時間，為整個施工進(jìn)展創(chuàng)造更好的條件。

（2）螺柱焊接完成的螺柱焊縫質(zhì)量良好，焊接接頭可以達(dá)到很高的強(qiáng)度（螺柱焊接的接頭強(qiáng)度不低于螺柱本身的強(qiáng)度），且基本能夠一次成形，能夠良好地滿足燃機(jī)罩殼保溫對螺柱焊縫質(zhì)量的要求。螺桿焊接過程中使用焊槍對螺柱的垂直度進(jìn)行調(diào)整，可較好地確保螺桿安裝的垂直度，而不像傳統(tǒng)手工氬弧焊方法還需要一人進(jìn)行安裝固定螺桿，且常常出現(xiàn)垂直度產(chǎn)生偏差的情況。

（3）螺柱焊接的焊接過程是短時間、大電流，焊接熔深較小，能夠焊接到很薄的板材上，可以有效地避免焊接過程中損傷燃機(jī)排氣段設(shè)備母材。

（4）螺柱焊接方法操作簡單成本低，僅需一名焊接操作工就能完成施工（傳統(tǒng)手工氬弧焊方法則需要另一個人員配合安裝就位保溫螺桿），且相對于氬弧焊焊工培訓(xùn)周期長、培訓(xùn)成本高、培訓(xùn)難度大，螺柱焊接操作工只需進(jìn)行較短時間培訓(xùn)即可勝任工作，因此，螺柱焊接培訓(xùn)成本、人工成本更低。螺柱焊接方法相對于傳統(tǒng)手工氬弧焊方法可免除氬氣、氬氣表、填充焊絲等材料，從而節(jié)省材料成本。

2? 拉弧式螺柱焊接技術(shù)控制的重點(diǎn)

螺柱焊接的技術(shù)控制主要分為兩部分：一為試驗(yàn)螺柱焊接主要相關(guān)參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整，也用于完成焊接工藝評定記錄（PQR）和焊工技能評定（WPQ）;二為現(xiàn)場通過試驗(yàn)進(jìn)行螺柱焊接質(zhì)量驗(yàn)證，相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定和調(diào)整均達(dá)到最佳數(shù)值。彎曲試驗(yàn)用于測試螺柱焊接的焊縫質(zhì)量。分別對1S（平焊）、2S（橫焊）、4S（仰焊）這3個不同方向完成的試驗(yàn)螺柱焊接接頭進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)螺柱焊接接頭質(zhì)量符合要求。

拉弧式螺柱焊接技術(shù)主要控制的要素：時間控制、線能量選擇、保護(hù)措施、螺柱操作。上述4個要素參數(shù)確定，需要在焊接前根據(jù)螺柱直徑和母材厚度、材質(zhì)進(jìn)行匹配。不同制造商的焊接工藝參數(shù)也有所差別，因此正式焊接開始前要多次試焊，綜合評定焊縫外觀檢查、無損檢測、力學(xué)性能等，調(diào)節(jié)出符合要求的螺柱焊接工藝參數(shù)。

（1）把控焊接時間。焊接熱輸入量直接受控于電流持續(xù)供給時間，同時也包括對焊接預(yù)引弧時間的把控，其對焊接熔合及熔深影響較大，一般電源的引弧電流固定而通過引弧時間控制焊接熔深。根據(jù)周期長短進(jìn)行控制，短則40～100ms，長則范圍要寬些。焊接時間控制也可以用公式（1）（2）進(jìn)行估算，有利對焊接時間的測算。

TW=（2～4）d，d≤12mm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

TW=（4～5）d，d>12mm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

焊接線能量選擇（IMAX）：焊接電流控制要結(jié)合根據(jù)螺柱的直徑確定，電流作為焊接線能量控制的核心，一般在300～3000A內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

（2）保護(hù)措施。氣體保護(hù)、無外加保護(hù)和陶瓷套圈保護(hù)措施均可應(yīng)用與拉弧式螺柱焊接的保護(hù)。氣體保護(hù)措施使用的氣體主要有CO2、Ar;無外加保護(hù)多用于螺柱直徑≤6mm的拉弧式螺柱焊接;陶瓷套圈的形式則根據(jù)螺柱焊腳的外觀成型要求選擇。

（3）螺柱操作。包括螺柱的伸出長度和提升高度的操作。螺柱的伸出長度決定螺柱熔化長度，一般控制在直徑的1.5～6.5mm與螺柱直徑成正比，提升高度與螺柱直徑也成正比，約1.5～7.5mm。提升高度的合理操作能有效防止熔滴過渡時短路引起的電弧不穩(wěn)避免焊接質(zhì)量不佳。

焊接工藝參數(shù)確定后對焊接接頭工藝進(jìn)行評定，符合要求后方可程序化一類焊接工藝參數(shù)。接頭質(zhì)量分析如下。

（1）優(yōu)良焊接接頭。焊縫均勻飽滿地分布在螺柱基部周圍，焊腳有光滑的表面和光滑的鋸齒邊緣（陶瓷套圈端面有鋸齒）。

（2）過熱焊接接頭。較低、凹面的焊腳，但焊縫表面光滑。主要原因可能為焊接熱輸入量過大，即電流過大、焊接時間過長。解決方法：減少時間，減小電流，或兩者兼有。

（3）欠溫焊接接頭。焊縫完成，但過渡不圓滑，且有灰色、顆粒表面。主要原因可能為熱輸入量較小或焊接時間不足，即焊接電流較小、焊接時間過短。解決方法：增加時間，增大電流，或兩者兼有。

3? 拉弧式螺柱焊接技術(shù)與手工氬弧焊焊接工藝的效益分析

以往項(xiàng)目基本采用手工氬弧焊焊接的方式進(jìn)行保溫螺桿的焊接，但普遍存在以下幾個問題。

（1）由于保溫螺桿直徑較小，存在較大的焊接難度，再加上焊前還需要另一個人對每個保溫螺桿進(jìn)行安裝就位，因此手工氬弧焊焊接效率較低。

（2）由于焊接時需要安裝人員與焊工進(jìn)行配合，容易產(chǎn)生安裝焊接后保溫螺桿不垂直的情況，加之保溫螺桿直徑較小，焊接質(zhì)量控制也存在一定的難度，容易產(chǎn)生熔合不良的質(zhì)量缺陷。

（3）手工氬弧焊焊接時，至少同時需要2名施工人員參與施工，人工成本較高。

從以上分析來看，拉弧式螺柱焊接方法除了設(shè)備成本偏高外，其他成本均比手工氬弧焊焊接方法低很多，且隨著焊接工作量的增加，工期的差距將會越來越大，成本差異將越發(fā)明顯，績效效益較好。

4? 結(jié)語

拉弧式螺柱焊的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省時間和材料成本，焊縫質(zhì)量高，能夠進(jìn)行全位置焊接，焊后少變形，螺柱焊接的焊接過程是短時間、大電流，焊接熔深較小，能夠焊接到很薄的板材上，可以有效地避免損傷工件母材，拉弧式螺柱焊人工成本更低，適合受限空間作業(yè)，節(jié)省工期;由此可見使用螺柱焊接方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工氬弧焊焊接方法在保溫螺桿焊接施工方面有很大的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

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