鎢極氬弧焊管管對(duì)接操作要點(diǎn)

1、西安技師學(xué)院10屆焊接預(yù)備技師班畢業(yè)論文題目：鎢極氬弧焊管-管對(duì)接操作要點(diǎn)姓 名： 蔣國(guó)祥 專(zhuān) 業(yè)： 焊接技術(shù)及自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 10JHG117 指導(dǎo)教師： 賈靖 馬江濤 時(shí) 間： 2010/4/30 目錄摘 要1關(guān)鍵詞1一、引言1二、焊接材料分析11. 母材成分分析12. 母材力學(xué)性能13.母材焊接性分析1三、焊前準(zhǔn)備21.使用材料及工具22. 焊前加工及清理23. 焊絲選用原則24. 焊接規(guī)范3四、 焊接過(guò)程31. 定位焊32. 焊接操作工藝要點(diǎn)33. 填絲注意事項(xiàng)44. 收弧與接頭55. 收尾方法5五、焊后要求6六、易出現(xiàn)缺陷的防止方法61. 裂紋的防止62. 氣孔的防止63. 未焊透

2、74. 非金屬夾雜和夾鎢的防止75. 焊縫尺寸超標(biāo)的預(yù)防7六、結(jié)束語(yǔ)7參考文獻(xiàn)8致謝9鎢極氬弧焊管-管對(duì)接工藝要點(diǎn)摘 要本文主要描述了在進(jìn)行鎢極氬弧焊時(shí)，需要根據(jù)焊口的一些實(shí)際因素，如母材的焊接性及焊縫實(shí)際使用條件，選擇合適的焊接設(shè)備和焊接材料，通過(guò)對(duì)材料本身成分分析，選擇合適的焊接方法和焊接工藝進(jìn)行焊接，最后對(duì)焊接過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題及缺陷進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的解決方法和預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：焊接材料、焊接性、引弧、定位焊、選用原則、工藝要點(diǎn)、注意事項(xiàng)、收弧、熄弧一、引言近年來(lái)，隨著大容量、高參數(shù)機(jī)組的投人及運(yùn)行，高溫高壓受熱面管道焊接采用鎢極氬弧焊方法日益增多。目前，在火力發(fā)電廠，焊接受熱面小徑管

3、比較成熟的方法是采用全氬弧焊接或氬弧打底、焊條電弧焊蓋面的方法進(jìn)行焊接,因此,針對(duì)鎢極氬弧焊容易出現(xiàn)的問(wèn)題做以下討論。12Cr1MoV屬于Gr-Mo型珠光體耐熱鋼，屬于低合金鋼范疇，低合金鋼焊接的有利一面是能提高抗氧化性和熱強(qiáng)化性，不利的一面是增強(qiáng)了脆硬傾向和形成裂紋的機(jī)會(huì)增大，因此給焊接工作帶來(lái)了很多困難。二、焊接材料分析1. 母材成分分析:12Cr1MoV鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）CSiMnP maxS maxCrMoVCu maxFe0.080.150.170.370.40.70.030.030.91.20.250.350.150.30.2其余2. 母材力學(xué)性能: 12Cr1MoV鋼的

4、常溫力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度 Rm/Mpa屈服強(qiáng)度 Rel/Mpa斷后收縮率 A/（%）47025520 3.母材焊接性分析： 鋼材焊接性的好壞取決于它的化學(xué)成分，影響最大的是碳元素，也就是說(shuō)金屬含碳量的多少?zèng)Q定它的可焊性，鋼中含碳量增加，淬硬傾向增大，塑性降低，容易產(chǎn)生焊接裂紋。母材屬于低合金珠光體型耐熱鋼，具有較高的熱強(qiáng)性能，但由于其具有一定淬硬傾向所以在焊接循環(huán)決定的冷卻速度條件下，焊縫金屬和熱影響區(qū)易形成冷裂敏感的顯微組織，另外，母材中含有Cr、Mo、V等元素，在提高了鋼的蠕變強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性的同時(shí)，這些強(qiáng)烈碳化物形成元素又增加了接頭過(guò)熱區(qū)產(chǎn)生再生熱裂紋的傾向。12Cr1MoV具有更大的淬硬傾

5、向，而使熱影響區(qū)更易產(chǎn)生冷裂紋。三、焊前準(zhǔn)備 1.使用材料及工具： 1.1 工件： 12Cr1MoV 100×4mm1.2 焊機(jī)： 時(shí)代逆變 WS3501.3 焊槍?zhuān)?PQ85/150型空冷焊槍1.4 氬氣流量計(jì)：AT15/301.5 鎢棒： 鈰鎢極 2.5mm1.6 焊絲： H08Mn2SiA1.7 氬氣： 純度99.99%2. 焊前加工及清理：2.1 坡口形式為：70°V形坡口，對(duì)口間隙225mm，鈍邊115 mm；2.2 焊前清理用角向磨光機(jī)將坡口面及坡口兩側(cè)10mm15mm范圍內(nèi)打磨至露出金屬光澤，用圓銼，砂布清理管內(nèi)側(cè)銹蝕及毛刺，如有必要可用丙酮清洗坡口表面及焊絲

6、。 3. 焊絲選用原則:手工鎢極氬弧焊打底所選用的焊絲，除應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)械性能要求外，還應(yīng)具有良好的可操作性并且不產(chǎn)生缺陷。從焊接工藝試驗(yàn)的機(jī)械性能可以看出，H08Mn2SiA焊絲打底焊縫的抗拉強(qiáng)度均比其原焊絲HO8A較高；從無(wú)損探傷和現(xiàn)場(chǎng)手工焊接操作性上看，H08A焊絲打底容易產(chǎn)生氣孔，且焊縫成型差；關(guān)鍵在于其Mn、Si元素的含量。焊縫中Mn、Si是主要合金化元素，同時(shí)也是一種較好的脫氧劑，Si脫氧能力比Mn要強(qiáng)，Mn和Si都能減少焊縫金屬中的氧含量，改善焊縫金屬的性能，防止氣孔產(chǎn)生；另外，Mn可以提高焊縫的強(qiáng)度和韌性，而Si含量過(guò)多時(shí)，將會(huì)使焊縫金屬的塑性和韌性降低。因此，必須使焊縫材料保持適當(dāng)

7、的Mn/Si比值，該比值愈高，焊縫金屬的韌性愈好，一般認(rèn)為Mn/Si2對(duì)焊縫韌性不利。4. 焊接規(guī)范焊接電流/A電壓/V鎢極直徑/mm噴嘴直徑/mm氬氣流L/min鎢極伸出度/mm焊接速度mm/min8010015172581057約5 74O60四、 焊接過(guò)程1. 定位焊：1.1 點(diǎn)焊固定采取三點(diǎn)周向?qū)ΨQ(chēng)點(diǎn)焊固定方法，焊點(diǎn)宜小，先從一端始焊然后過(guò)渡到另一端，保證焊點(diǎn)熔透無(wú)缺陷。1.2 定位焊縫操作要點(diǎn)：定位焊是焊縫的一部分，必須焊牢，不允許有缺陷。定位焊縫不能太高，以免焊接到定位焊縫處接頭困難，如果碰到這種情況，最好將定位焊縫磨低些，兩端磨成斜坡，以便焊接時(shí)接頭容易。如果定位焊縫上發(fā)現(xiàn)裂紋，

8、氣孔等缺陷，應(yīng)將其打磨掉重焊，絕不允許用重熔的辦法修補(bǔ)。1.3 分半逆向焊接，為減少出現(xiàn)氣孔 可能性，在起焊的六點(diǎn)位置不設(shè)點(diǎn)焊固定點(diǎn)。焊槍與工件及焊絲間相對(duì)位置見(jiàn)圖。 2. 焊接操作工藝要點(diǎn)：打底焊應(yīng)盡量一氣呵成，打底層應(yīng)有一定厚度，如果10mm的管子，其厚度應(yīng)4mm。如圖1 ： 2.1 在仰焊位置6點(diǎn)以前的58處A點(diǎn)引弧焊絲與坡口的鈍邊保持1-1.5mm的間距，在平焊時(shí)，焊絲與內(nèi)壁的鈍邊要平行，保持這樣的間距，焊縫背部不會(huì)出現(xiàn)凹陷，余高大約0.5-1mm.始焊時(shí)，在對(duì)口處形成熔池（不能擊穿）將焊絲插入熔池中，借助電弧吹力，使熔滴擠入間隙內(nèi)并透過(guò)，在兩側(cè)鈍邊處（已熔化）搭成“橋”，以該“橋”為

9、基礎(chǔ)逐步施焊。引弧部位在焊接方向前10 mm左右，絕不允許在管壁上引弧，引弧后，電弧始終保持在間隙中心。2.2 焊接過(guò)程中，由于管子水平固定，隨著焊接位置變化，焊工的身體也隨之移動(dòng)，為保持平穩(wěn)，進(jìn)行仰位焊接時(shí)，可同時(shí)伸出手指支撐在管上；2.3 采用“二點(diǎn)法”焊接，控制弧長(zhǎng)23mm，對(duì)坡口根部?jī)蓚?cè)同時(shí)加熱，捻動(dòng)送絲，使焊絲端頭始終處于氬氣保護(hù)范圍內(nèi)，邊熔化邊送絲，焊絲不直接插入熔池。而位于熔池前方，焊絲端頭應(yīng)呈圓形，送絲動(dòng)作干凈利落，控制坡口兩側(cè)熔透均勻，以保證管內(nèi)壁成形均勻。2.4 前半圓焊到平焊位置時(shí)，將弧坑填滿(mǎn)，在B點(diǎn)收弧，以利于后半圓接頭。后半圓在焊接前將接頭處打磨出斜面至露出金屬光澤，

10、從仰焊位置起焊至平焊位置結(jié)束。2.5 收弧時(shí)在熄弧前向熔池連送兩滴填充金屬將熔池移至坡口一側(cè)收弧。熄弧后將噴嘴罩住熔池，待完全冷卻變暗后再移開(kāi)。2.6 每半圓焊接一次完成，中途不停頓。如中途再度起焊，將端頭打磨并使焊縫重疊57 mm。2.7 焊接時(shí)如發(fā)現(xiàn)電弧氣氛呈藍(lán)色，或者熔池有發(fā)泡現(xiàn)象，立即停下修磨，清除缺陷后繼續(xù)焊接直至完成。2.8 焊接時(shí)要掌握好焊槍角度，送絲到位，力求送絲均勻，才能保證焊縫成型美觀，焊第二層時(shí)，應(yīng)注意不得將打底層焊道燒穿，防止焊道下凹或背面劇烈氧化。3. 填絲注意事項(xiàng)：3.1 必須等坡口兩側(cè)熔化后才能填絲，以免造成熔合不良，填絲時(shí)，焊絲應(yīng)與工件表面夾角成15°

11、左右。填絲要均勻，快慢適當(dāng)，過(guò)快焊縫余量大，過(guò)慢則焊縫下凹和咬邊，焊絲端應(yīng)始終處在氬氣保護(hù)區(qū)內(nèi)。對(duì)口間隙大于焊絲直徑時(shí)，焊絲應(yīng)跟隨電弧同步橫向擺動(dòng)，不得擾動(dòng)氬氣保護(hù)層，以防空氣侵入。3.2 操作過(guò)程中如不慎使鎢極與焊絲相碰，發(fā)生瞬間短路，將產(chǎn)生很大的飛濺和煙霧，會(huì)造成焊縫污染和夾鎢，這時(shí)應(yīng)立即停止焊接，用砂輪磨掉被污染處，直至磨出金屬光澤。被污染的鎢極，應(yīng)在別處重新引弧熔化掉污染端部或重新磨尖后，方可繼續(xù)焊接。3.3 撤回焊絲時(shí)，不要讓焊絲端頭撤出保護(hù)區(qū)以免焊絲端被氧化，在下次進(jìn)入熔池時(shí)，造成氧化物夾渣或產(chǎn)生熔孔。4. 收弧與接頭：4.1 收弧不當(dāng)會(huì)影響焊縫質(zhì)量，使弧坑過(guò)深或產(chǎn)生弧坑裂紋，甚至

12、造成返修。收弧時(shí)，焊把應(yīng)由內(nèi)側(cè)坡口處稍向外拉至電弧熄滅，并要注意控制速度，不能過(guò)快，以免產(chǎn)生縮孔。接頭處所有焊縫無(wú)論有無(wú)缺陷都要用手砂輪修磨成斜面，然后在焊接方向的反向10 mm處引弧，將焊把向回移動(dòng)，直至把原焊縫35 mm長(zhǎng)度全部熔化，才開(kāi)始送絲，直到焊完整個(gè)焊口。最后收弧時(shí)，一般多采用稍拉電弧，重疊焊縫10mm20mm，在重疊部分不加或少加焊絲，速度要快。?；『螅瑲鍤忾_(kāi)關(guān)應(yīng)延時(shí)10s左右在關(guān)閉，防止金屬在高溫下繼續(xù)氧化。4.2 接頭時(shí)，在熔坑中間或靠后些引弧形成熔池后便可填充焊絲完成接頭，“頭與頭”相接是在焊接水平或斜固定管時(shí)，當(dāng)焊接另一側(cè)的仰焊接頭時(shí)，只以電弧將接頭部位的原起始焊縫端部熔

13、化，形成熔池，便可送絲，完成該處接頭。 接頭質(zhì)量控制：接頭處理要有斜坡不能有死角，重新引弧的位置在原弧坑后面使焊縫重疊5mm-10mm，重疊處一般不填絲，焊絲緊貼坡口與鈍邊一起熔入、即將焊絲彎成弧形緊貼在坡口間隙處，焊接電弧熔化坡口鈍邊的同時(shí)也熔化焊絲。5. 收尾方法焊接過(guò)程在收尾時(shí)，應(yīng)將熔坑填滿(mǎn)，把電弧拉向?qū)诘囊粋?cè)電弧熄滅，最后收尾時(shí)，將始焊?jìng)?cè)的焊道端熔化，將已熔金屬與新熔化的熔池相碰接，再將新出現(xiàn)的熔池填滿(mǎn)連接在一起。如有條件可采用電流衰減法，焊接終止時(shí)，停止填絲使焊接電流逐漸減小，從而使熔池體積不斷縮小，最后斷電，焊槍停止行走。五、焊后要求1經(jīng)外觀檢查后，應(yīng)立即進(jìn)行熱處理。正火：960

14、980，回火：740760。2. 發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部或外部有缺陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行處理，采取挖補(bǔ)辦法時(shí)，補(bǔ)焊前仍然需要進(jìn)行預(yù)熱，然后重新進(jìn)行熱處理。六、易出現(xiàn)缺陷的防止方法1. 裂紋的防止：1.1 選擇合適牌號(hào)的焊絲，采用低硫磷低雜質(zhì)元素的焊材；1.2 選擇合適的焊接規(guī)范參數(shù)，采用軟規(guī)范，以較小的焊接電流和盡可能快的焊速進(jìn)行焊接；1.3 采用軟規(guī)范，盡量縮短高溫停留時(shí)間，減少過(guò)熱和晶粒長(zhǎng)大傾向；1.4 選擇合理的焊接接頭和坡口形式，控制焊縫金屬中焊絲對(duì)母材所占的比例，即控制熔合比；1.5 嚴(yán)格焊前焊道坡口及管內(nèi)外表面的清理；1.6 采用正確的收弧方式，填滿(mǎn)弧坑，減少弧坑裂紋的傾向，選用有電流衰減的焊接設(shè)備；

15、1.7 采取合理的焊接順序焊接，以便減少焊接應(yīng)力。2. 氣孔的防止：2.1 嚴(yán)格焊件坡口表面油、銹、氧化皮和焊絲焊道附近端頭部分的清理，尤其注意細(xì)管內(nèi)焊道附近端頭部分的清理工作，最后可采用丙酮清洗表面；2.2 提高焊工操作水平，熟練焊接技術(shù)，防止焊接時(shí)觸碰鎢極和熔池停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而送不上絲；2.3 送絲采用“二點(diǎn)法”，送絲過(guò)渡熔滴要求快而準(zhǔn)，在保證焊縫熔合好的情況下平穩(wěn)移動(dòng)，防止熔池過(guò)燒、沸騰，焊槍擺動(dòng)幅度不可過(guò)大；2.4 加強(qiáng)硅錳聯(lián)合脫氧作用，采用脫氧元素含量高的焊絲，尤其是在端頭搭接重熔時(shí)更應(yīng)如此；2.5 發(fā)現(xiàn)熔池發(fā)泡或電弧氣氛呈現(xiàn)藍(lán)色即表明已有氣孔產(chǎn)生，應(yīng)立即停下清理打磨后重新施焊；2.6

16、 以左焊法焊接，弧長(zhǎng)盡量短。焊縫盡量一次焊完，盡可能減少重復(fù)加熱和補(bǔ)焊次數(shù)，搭頭起焊部位用砂輪打磨掉氧化膜后再施焊；2.7 保持合適的焊速，保證焊件、焊槍、焊口三者之間正確的相對(duì)位置。3. 未焊透：3.1 提高焊工的操作熟練程度，采用合適的焊接規(guī)范焊接;3.2 采用合理的焊接接頭坡口形式，在便于組對(duì)的情況下鈍邊盡量小，為便于焊接，坡口角度應(yīng)稍大；3.3 嚴(yán)格檢查焊縫組對(duì)質(zhì)量。尤其在小鈍邊接頭情況下，應(yīng)控制組對(duì)錯(cuò)邊量<15mm；3.4 采取合適的鎢極尖端形狀，修磨的鎢極長(zhǎng)度，一般為鎢極直徑的35倍，末端的最小直徑為鎢極直徑的1/21/5,尖端夾角應(yīng)采用3O°為好；3.5 嚴(yán)格焊前

17、清洗，尤其對(duì)管內(nèi)坡口端部附近的氧化膜應(yīng)清理干凈。4. 非金屬夾雜和夾鎢的防止焊接前仔細(xì)清理表面氧化膜，加強(qiáng)氬氣保護(hù)效果，焊絲端頭應(yīng)盡量置于氬氣保護(hù)范圍內(nèi)，選擇合適的鎢極直徑及焊接規(guī)范，正確修磨鎢極夾角，保持正確的鎢極尖端形狀，當(dāng)鎢極觸粘在焊縫上時(shí)，應(yīng)及時(shí)將觸粘處修磨掉。5. 焊縫尺寸超標(biāo)的預(yù)防選擇合適的焊接規(guī)范參數(shù)，提高操作技術(shù)水平及熟練程度，送絲及時(shí)、到位準(zhǔn)確、移動(dòng)一致，正確控制熔池溫度。在條件具備的情況下，盡量采用轉(zhuǎn)動(dòng)焊，當(dāng)進(jìn)行全位置焊接時(shí)，應(yīng)采用逆向分半焊接順序，嚴(yán)格控制焊縫的組對(duì)質(zhì)量和對(duì)接間隙，坡口鈍邊厚度應(yīng)選擇適當(dāng)。六、結(jié)束語(yǔ)隨著鎢極氬弧焊（GTAW）應(yīng)用的日益廣泛越來(lái)越引起焊接工作者的重視，本文對(duì)GTAW焊接過(guò)程中的一些重要步驟進(jìn)行分析，希望對(duì)焊接工作者有所幫助。參考文獻(xiàn)1 焊接工程師手冊(cè)/陳