常用“薄壁不銹鋼方管手工鎢極氬弧焊”的探究

李長久

摘 ?要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活生產(chǎn)水平的提高，薄壁不銹鋼材料的應(yīng)用越來越普遍起來，然而相關(guān)焊接工藝與方法卻沒有跟上，所以要用普遍使用的焊接設(shè)備開展“薄壁不銹鋼方管”的焊接方法與工藝進(jìn)行探究，開展有針對(duì)性的創(chuàng)新性生產(chǎn)實(shí)習(xí)教研，手工鎢極氬弧焊因設(shè)備普遍且設(shè)備多樣化（直流氬弧焊機(jī)、交流氬弧焊機(jī)、脈沖氬弧焊機(jī)等），而且不銹鋼氬弧焊絲規(guī)格齊、價(jià)格適中，氬氣瓶子也向小巧化發(fā)展，移動(dòng)方便，最終確定鎢極氬弧焊為理想的“薄壁不銹鋼方管焊接”方法。

關(guān)鍵詞：薄壁 ?不銹鋼方管 ?手工鎢極氬弧焊 ?探究

中圖分類號(hào)：TU74 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）05（a）-0070-02

隨著社會(huì)的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步，生活生產(chǎn)水平的提高，金屬材料也由黑色金屬向有色金屬發(fā)展（不銹鋼、鋁鎂合金、鈦金金屬等），薄壁不銹鋼材料的應(yīng)用也普遍起來，然而我們的相關(guān)焊接工藝與方法卻沒有跟上，筆者翻閱了大量的焊接教材，都沒有“薄壁不銹鋼”材料焊接的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，有也是3mm以上材料的焊接。所以我們焊接教學(xué)團(tuán)隊(duì)利用學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備開展“薄壁不銹鋼方管”的焊接方法與工藝進(jìn)行探究，開展有針對(duì)性的創(chuàng)新性生產(chǎn)實(shí)習(xí)教研，使實(shí)習(xí)教學(xué)跟上時(shí)代的步伐，不失普遍性、實(shí)用性，得到廣泛的發(fā)展，找出高效的焊接方法與工藝，為今后的生產(chǎn)生活與教學(xué)服務(wù)。

1 ?薄壁不銹鋼方管的特點(diǎn)

經(jīng)測(cè)量常用的薄壁不銹鋼方管為20mm×20mm×1mm的304不銹鋼，其特點(diǎn)為管壁太薄，增加了焊接難度，有焊接設(shè)備與材料的制約，其焊接方法與工藝直接影響焊接質(zhì)量的保證。

2 ?可焊接薄壁不銹鋼方管的方法

激光焊、等離子弧焊、焊條電弧焊、手工鎢極氬弧焊等。

3 ?分析選擇理想的焊接方法與工藝

因?yàn)榧す夂笝C(jī)和等離子弧焊機(jī)設(shè)備昂貴且復(fù)雜，焊接成本較高，這兩種焊接方法不予考慮，在焊接設(shè)備普遍的焊條電弧焊和手工鎢極氬弧焊兩種焊接方法上展開探研，焊條電弧焊可以焊接薄壁銹鋼方管，但因常用的不銹鋼焊條直徑最小為2.5mm，焊接1mm的不銹鋼難度太大，受焊接材料的制約，焊接效率和質(zhì)量都難以保證。手工鎢極氬弧焊因設(shè)備普遍且設(shè)備多樣化（直流氬弧焊機(jī)、交流氬弧焊機(jī)、脈沖氬弧焊機(jī)等），而且不銹鋼氬弧焊絲規(guī)格齊、價(jià)格適中，氬氣瓶子也向小巧化發(fā)展，移動(dòng)方便，最終確定鎢極氬弧焊為理想的“薄壁不銹鋼方管焊接”方法。

4 ?確定焊接設(shè)備與焊接材料

（1）焊接設(shè)備：焊條∕氬弧兩用焊機(jī)（PNE61-400）。

（2）焊絲：HOCr19Ni99。

（3）氬氣：純度99.9%。

（4）鎢極：鈰鎢極直徑1.6mm，端頭磨成錐形。

（5）其他工具：角磨機(jī)、手錘等。

5 ?確定焊接參數(shù)

（1）焊接電源的種類和極性：采用直流正接。

（2）鎢極直徑與焊接電流：鎢極直徑應(yīng)根據(jù)焊接電流大小而定，焊接電流通常根據(jù)焊件的材質(zhì)、厚度來選擇。鎢極直徑1.6mm（再細(xì)鎢極學(xué)校暫沒有），端頭磨成錐形。焊接電流30A。

（3）電弧電壓：電弧電壓主要由弧長決定。電弧長度增加，容易產(chǎn)生未焊透的缺陷，并使保護(hù)效果變差，因此應(yīng)在電弧不短路的情況下，盡量控制電弧長度，一般弧長近似等于鎢極直徑。

（4）焊接速度：通常是由焊工根據(jù)熔池的大小、形狀和焊件熔合情況隨時(shí)調(diào)節(jié)。過快的焊接速度會(huì)使氣體保護(hù)氛圍破壞，焊縫容易產(chǎn)生熔合不好和氣孔;焊接速度太慢時(shí)，焊縫容易燒穿和咬邊。

（5）氬氣流量與噴嘴直徑：噴嘴直徑的大小，直接影響保護(hù)區(qū)的范圍，一般根據(jù)鎢極直徑來選擇。按生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，2倍的鎢極直徑再加上4mm即為選擇的噴嘴直徑。流量合適時(shí)，熔池平穩(wěn)，表面明亮無渣，無氧化痕跡，焊縫成形美觀;流量不合適，熔池表面有渣，焊縫表面發(fā)黑或有氧化皮。氬氣的合適流量為0.8～1.2倍的噴嘴直徑。

（6）噴嘴與焊件間的距離：指噴嘴端面和焊件間的距離，這個(gè)距離越小保護(hù)效果越好。所以，噴嘴距焊件間的距離應(yīng)盡量小些但過小使操作、觀察不便。

（7）鎢極伸出長度：為了防止電弧熱燒壞噴嘴，鎢極端部應(yīng)突出噴嘴以外，其伸出長度一般為3～4mm。

6 ?焊接之中，解決遇到問題

（1）焊接中遇到的問題：焊接時(shí)間稍長，填絲稍慢，接口有縫隙處，管壁被擊穿，焊接進(jìn)行困難。

（2）分析出現(xiàn)問題的原因：管壁太薄，焊接電流大。

（3）解決問題的辦法：①減小焊接電流。②焊絲施焊前放在焊縫處;減小焊接電流對(duì)焊縫的熱輸入和電弧吹力。③改連續(xù)焊接為斷續(xù)點(diǎn)焊，減小熱輸入。

（4）繼續(xù)施焊的效果：①減小焊接電流，引弧困難，電弧不穩(wěn)，效果不好。②方法效果有作用，采納。但還是焊接電流有些偏大，稍有不慎就焊“漏”，焊接效率還不高。

（5）繼續(xù)分析改進(jìn)：鎢極與焊絲沒有再細(xì)的了，只有另辟蹊徑了。根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和《熔焊原理》的相關(guān)知識(shí)，決定改變焊接工藝參數(shù)，以降低焊縫的熱輸入，更好實(shí)施焊接。①把鎢極的伸出改為鎢極內(nèi)縮到噴嘴里，②把5號(hào)陶瓷噴嘴改換為4號(hào)陶瓷噴嘴。

7 ?繼續(xù)進(jìn)行，完成全部焊接

在經(jīng)過改變工藝參數(shù)，使焊縫的熱輸入變小，熔池變小，焊接操作得到有效控制，焊縫燒穿缺陷得到有效控制，焊接質(zhì)量得到保證。

8 ?焊接完畢，檢查打磨清理

焊接完畢，仔細(xì)檢查每道焊縫，把多余的焊肉和毛刺用角磨機(jī)打磨光滑，直至滿意為止，然后關(guān)閉焊機(jī)，收拾機(jī)具，清理場(chǎng)地。

9 ?總結(jié)分析

為什么把鎢極縮到噴嘴內(nèi)覺得焊接電流好像減小了，熔池的大小等都變化了呢？

其實(shí)很簡(jiǎn)單：對(duì)圖1、圖2兩幅圖對(duì)比分析，其中的奧秘便孑然醒悟。

（1）通過圖1鎢極的外伸與內(nèi)縮氬氣流對(duì)電弧約束的比較，可以看出鎢極內(nèi)縮后，再加上換了小直徑的4號(hào)噴嘴，對(duì)熔池的冷卻作用加大，使熱影響區(qū)減小，熔池存在的時(shí)間變短。

（2）通過圖2鎢極外伸與內(nèi)縮焊接電弧的橫截面積對(duì)比，可以看出鎢極內(nèi)縮后，噴嘴到焊件之間的距離減小了，對(duì)熔池的橫截面變小，同時(shí)冷卻作用也加大了，使熱影響區(qū)減小，熔池存在的時(shí)間變短。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫景榮.焊接難題解析問答[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[2] 徐佩蘭，石學(xué)軍.焊工操作技巧與禁忌.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3] 張其樞.不銹鋼焊接技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.