簡易自動送絲鎢極氬弧焊施工工法

簡易自動送絲鎢極氬弧焊機施工工法XXX（作者姓名）（單位）1

前言本實用新型涉及一種改進后用于管道焊接的簡易自動送絲鎢極氬弧焊機?，F(xiàn)有的氬弧焊機大多采用手工送絲，或是購買專用自動送絲氬弧焊機。二者都存在一定的不足，主要是手工送絲不穩(wěn)定，接頭多，成形不美觀，焊接質量差；而專用自動送絲氬弧焊機價格高，需購買整套設備，不能與現(xiàn)有設備通用。針對手工氬弧焊機和專用自動送絲氬弧焊機本身存在的不足，本實用新型提供一種簡易的自動送絲鎢極氬弧焊機。該焊機通過控制電路和附具實現(xiàn)鎢極氬弧焊的自動送絲焊接，最大限度地利用現(xiàn)有的手工氬弧焊機和閑置的CO2送絲機，在保證焊接質量的同時，降低成本，提高效率。本實用新型已于2011.10.15獲中華人民共和國國家知識產(chǎn)權局授權專利，申請?zhí)枮?01120392932.7，授權公告號為CN202283628U。2

特點與傳統(tǒng)焊機相比，該簡易自動送絲鎢極氬弧焊機具有以下特點：2.1

提高工程質量：簡易自動送絲鎢極氬弧焊機裝置在不破壞普通手工鎢極氬弧焊機和CO2送絲機前提下，將二者通過集成在控制盒內(nèi)部的供電及調(diào)速裝置以及模擬手工送絲角度的送絲附具連結起來，實現(xiàn)了普通手工鎢極氬弧焊機送絲自動化，保證了送絲穩(wěn)定性，減少了接頭數(shù)量，提高了焊接質量。經(jīng)在工程中的實際運用，簡易自動送絲鎢極氬弧焊機的焊接質量完全達到了國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范的要求。2.2

提高生產(chǎn)效率：普通手工鎢極氬弧焊機送絲自動化的實現(xiàn)，解放了左手，直接節(jié)省了勞動力；此外，送絲是焊接過程中非常重要的一個操作環(huán)節(jié)，手工送絲多采用焊工手指捻動焊絲來完成送絲過程，焊工操作送絲時非常不方便，長時間焊接時需要頻繁拿取焊絲，因此，手工送絲準確性差、一致性差、送絲不穩(wěn)定，從而導致了焊接生產(chǎn)效率低下，焊接成型一致性差，勞動力的解放與送絲穩(wěn)定性的保證，直觀的提高了焊接效率。經(jīng)對比測算，效率較手工送絲提高約50%，并且管徑越大，效率越高。2.3

可節(jié)省材料用量：在焊接過程的送絲環(huán)節(jié)中，由于焊工手持焊絲長度有限，每段焊絲焊接完成時都會留存一小段焊絲無法使用，造成了浪費。通過手工鎢極氬弧焊機送絲自動化的實現(xiàn)，避免了焊接材料的損耗，節(jié)省了工程材料用量。2.4降低工程成本：普通手工鎢極氬弧焊機送絲自動化的實現(xiàn)不僅提高了焊接質量和焊接效率，同時，由于其對現(xiàn)有設備適用范圍的擴大，提高了閑置設備的使用效率，降低了生產(chǎn)成本。綜合考慮材料的用量、施工的速度，施工的難易程度、人工費用、用料的損耗、現(xiàn)場加工費用、機械加工費及場地等因素，可節(jié)省焊絲材料30%以上，縮短工期50%-70%，降低工程成本15%以上，具有相當可觀的經(jīng)濟效益。3

適用范圍本工法主要適用于管道焊接，直線焊縫和規(guī)則的曲線焊縫，且能用于持續(xù)焊接、間續(xù)焊接（有時稱為‘跳焊’）和點焊。鎢極氬弧焊是一種全姿勢位置焊接方式，且特別適于薄板的焊接—經(jīng)?？杀≈?.005英寸。鎢極氬弧焊的特性使其能適用于大多數(shù)的金屬和合金的焊接，可用鎢極氬弧焊焊接的金屬包括碳鋼、合金鋼、不銹鋼、耐熱合金、難熔金屬、鋁合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鎳合金、鈦合金和鋯合金等等。值得注意的是，鉛和鋅很難用鎢極氬弧焊方式焊接，這些金屬的低熔點使焊接控制極端的困難，鋅在1663F汽化，而此溫度仍比電弧溫度低很多，且由于鋅的揮發(fā)而使焊道不良。表面鍍鉛、錫、鋅、鎘或鋁的鋼和其它在較高溫度熔化的金屬，可用電弧焊接，但需特殊的程序。在鍍層的金屬中的焊道由于“交互合金”的結果，很可能具有低的機械性質，為防止在鍍層的金屬焊接中產(chǎn)生交互合金作用，必須將要焊接的區(qū)域的表面鍍層清除，焊接后再修補。4

工藝原理和工藝參數(shù)4.1工藝原理鎢極氬弧焊時常被稱為是一種在非消耗性電極和工作物之間產(chǎn)生熱量的電弧焊接方式；電極棒、溶池、電弧和工作物臨近受熱區(qū)域都是由氣體狀態(tài)的保護隔絕大氣混入，此保護是由氣體或混合氣體流供應，必須能提供全保護，因為甚至很微量的空氣混入也會污染焊道。鎢極氬弧焊是用鎢棒作為電極加上氬氣進行保護的焊接方法，其方法構成如圖4-1所示。焊接時氬氣從焊槍的噴嘴中連續(xù)噴出，在電弧周圍形成一個厚而密的氣體保護層隔絕空氣，以防止其對鎢極、熔池及鄰近熱影響區(qū)的氧化，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(chǎn)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與優(yōu)質的焊縫。焊接過程中根據(jù)工件的具體要求可以加或者不加填充焊絲。焊接薄板時，為防止變形可采用銅襯墊并將工件壓貼于襯墊上，以利散熱。還可將銅襯墊加工出凹槽，凹槽對準焊縫以便背面充氣保護。5.2操作要點5.2.1對氣體的控制要求：要求氣體先來后走，氬氣是較易被擊穿的惰性氣體，先在工件與電極針間充滿氬氣，有利于起弧；焊接完成后，保持送氣，有助于防止工件迅速冷卻防止氧化，保證了良好的焊接效果。5.2.2電流的手開關控制要求：要求按下手開關時，電流較氣延遲，手開關斷開（焊接結束后），根據(jù)要求延時供氣電流先斷。5.2.3高壓的產(chǎn)生與控制要求：氬弧焊機采用高壓起弧的方式，則要求起弧時有高壓，起弧后高壓消失。5.2.4干擾的防護要求：氬弧焊的起弧高壓中伴有高頻，其對整機電路產(chǎn)生嚴重的干擾，要求電路有很好的防干擾能力。5.2.5在使用前先觀察冷卻水系統(tǒng)內(nèi)有無冷卻水，必須保證有足夠的冷卻水，觀察電路，氣路，水路是否按照要求接好。5.2.6合上總電源開關，首先啟動冷卻水，然后打開氬氣鋼瓶閥門，調(diào)節(jié)閥門，保持氬氣有一定流量，再開啟焊機電源。5.2.7根據(jù)不同焊接樣品采用相應的焊接規(guī)范進行焊接，在焊接時保證室內(nèi)空氣流通。5.2.8焊接完以后應先關閉焊機電源，然后關閉氣瓶閥門，再關閉冷卻水，最后關閉總電源。5.2.9氬弧焊有較高的紫外線強度及采用較高空載電壓的電源，在使用焊機時必須穿戴好工作服，帽及手套，應做好個人防護，避免弧光，燒傷或烤傷。5.2.10要求要焊接的組成件的組合，必須牢固的保持在正確的相關的位置上。6

材料6.1主要材料氬弧焊機，CO2送絲機，控制盒，氬氣瓶，氬弧焊槍。6.2其他材料氬氣管，調(diào)速按鈕，調(diào)節(jié)附具，工件，220V插座。7

機具設備結合附圖7-1對本機具設備作進一步說明：簡易自動送絲鎢極氬弧焊機，由附圖7-1所示，包括氬弧焊機1、CO2送絲機2、控制盒3、氬氣瓶5及氬弧焊槍7，其特征在于：所述的氬弧焊機1通過其后部增加的220V插座10與控制盒3連接，而CO2送絲機2則通過快速插頭與控制盒3連接，與CO2送絲機2相連的調(diào)節(jié)附具8固定在氬弧焊槍7上，用于調(diào)節(jié)送絲角度，使其滿足焊接角度的需要。氬弧焊槍7通過氬氣管4與氬氣瓶5連接，氬弧焊槍7的把手上有調(diào)速旋鈕6調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)送絲速度，調(diào)速旋鈕6通過線路與控制盒3連接，調(diào)節(jié)附具8的出絲端與氬弧焊槍7的鎢極同時對準工件9的焊接位置，氬弧焊槍7上的電源開關通過電纜與氬弧焊機1連接。圖7-1本實用新型各構件布局示意圖圖中：1-氬弧焊機，2-CO2送絲機，3-控制盒，4-氬氣管，5-氬氣瓶，6-調(diào)速按鈕，7-氬弧焊槍，8-調(diào)節(jié)附具，9-工件。8

勞動組織和安全8.1施工中的有害因素氬弧焊影響人體的有害因素有三方面：1）放射性釷鎢極中的釷是放射性元素，但鎢極氬弧焊時釷鎢極的放射劑量很小，在允許范圍之內(nèi)，危害不大。如果放射性氣體或微粒進入人體作為內(nèi)放射源，則會嚴重影響身體健康。2）高頻電磁場采用高頻引弧時，產(chǎn)生的高頻電磁場強度在60～110V/m之間，超過參考衛(wèi)生標準(20V/m)數(shù)倍。但由于時間很短，對人體影響不大。如果頻繁起弧，或者把高頻振蕩器作為穩(wěn)弧裝置在焊接過程中持續(xù)使用，則高頻電磁場可成為有害因素之一。3）有害氣體——臭氧和氮氧化物氬弧焊時，弧柱溫度高。紫外線輻射強度遠大于一般電弧焊，因此在焊接過程中會產(chǎn)生大量的臭氧和氧氮化物；尤其臭氧其濃度遠遠超出參考衛(wèi)生標準。如不采取有效通風措施，這些氣體對人體健康影響很大，是氬弧焊最主要的有害因素。8.2勞動組織8.2.1根據(jù)工程規(guī)模的大小，組織若干個施工安裝小組。安裝前，按照圖紙要求對施工人員進行詳細交底。8.2.2施工人員在詳細閱讀設備說明書及經(jīng)過相應的培訓后方可使用該設備,在使用該設備之前必須獲得設備管理人員同意。8.3施工中的安全防護措施8.3.1通風措施：氬弧焊工作現(xiàn)場要有良好的通風裝置，以排出有害氣體及煙塵。除廠房通風外，可在焊接工作量大，焊機集中的地方，安裝幾臺軸流風機向外排風。此外，還可采用局部通風的措施將電弧周圍的有害氣體抽走，例如采用明弧排煙罩、排煙焊槍、輕便小風機等。8.3.2防護射線措施：盡可能采用放射劑量極低的鈰鎢極。釷鎢極和鈰鎢極加工時，應采用密封式或抽風式砂輪磨削，操作者應配戴口罩、手套等個人防護用品，加工后要洗凈手臉。釷鎢極和鈰鎢極應放在鋁盒內(nèi)保存。8.3.3防護高頻的措施：為了防備和削弱高頻電磁場的影響，應采取的措施有：1）工件良好接地，焊槍電纜和地線要用金屬編織線屏蔽；2）適當降低頻率；3）盡量不要使用高頻振蕩器做為穩(wěn)弧裝置，減小高頻電作用時間。4）其它個人防護措施：氬弧焊時，由于臭氧和紫外線作用強烈，宜穿戴非棉布工作服（如耐酸呢、柞絲綢等）。在容器內(nèi)焊接又不能采用局部通風的情況下，可以采用送風式頭盔、送風口罩或防毒口罩等個人防護措施。9

質量要求9.1嚴格按現(xiàn)行國家規(guī)范、規(guī)程及標準進行檢查驗收。9.2鎢極氬弧焊的檢驗包括所有的非破壞性方式，從金屬片形焊物的表面檢驗至較厚焊接物的放射線(X光)和超聲波方式檢驗,以檢查表面以下（內(nèi)部）較可能發(fā)生的缺陷。9.3因為在鎢極氬弧焊中，其熱量是在極棒和工作物之間產(chǎn)生，而將工作物邊緣熔化且當焊道熔池凝固時必須清潔，接合在一起。為了能以鎢極氬弧焊得到良好的品質的焊道，基本上必須將要焊接的所有表面和臨近的區(qū)域清潔干凈，如果使用熔填金屬也必須清潔。9.4焊絲端頭不能脫離保護區(qū)，打底焊應1次連續(xù)完成，避免?；∫詼p少接頭。焊接時發(fā)現(xiàn)有缺陷，如加渣、氣孔等應將缺陷清除，不允許應重復熔化的方法來消除缺陷。9.5第二層以后各層的焊接，應注意防止打底焊縫過燒。焊條直徑不應大于3.2mm，并控制線能量。采用氬弧焊應將層間接頭錯開，并嚴格掌握、控制層間溫度。10效益分析10.1經(jīng)濟效益此項技術降低了現(xiàn)場工人焊接的勞動強度。采用簡易自動送絲鎢極氬弧焊機取代人工手動送絲焊接，可以減少勞動力50%～70%。在基本相同的條件下，機械化自動送絲消耗的工時約為人工手動的30%-50%，從而加快了施工進度，為后續(xù)工程贏得了時間。節(jié)省材料30%以上，降低工程成本15%以上，縮短工程工期50%～70%，由此帶來許多直接與間接效益，甲方的投資回報期縮短，施工方設備費用、現(xiàn)場設施的簡化，間接費、人工費都直接下降，綜合考慮材料的用量、施工的速度，施工的難易程度、人工費用、用料的損耗、現(xiàn)場加工費用、機械加工費及場地等因素，其綜合經(jīng)濟效益顯著。10.2社會效益此技術的使用縮短了工期，減輕了工人的勞動強度，獲得了甲方、監(jiān)理、政府監(jiān)督部門的一致好評。節(jié)省焊絲等工程材料，減少了施工垃圾的產(chǎn)生，這些均有利于環(huán)境保護和文明施工，是對環(huán)保的一大貢獻，為創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益打下了堅實基礎。11應用實例（說明本工法應用的工程項目名稱、地點、開竣工日期、實物工程量和應用效果。一項工法的形成，一般需要有三個應用實例。）XXXXXXX12環(huán)保措施12.1編制環(huán)境保護實施計劃；12.2對現(xiàn)場施工人員進行環(huán)境保護教育；12.3正確處理垃圾；12.3.1盡量減少施工垃圾的產(chǎn)生；12.3.2產(chǎn)生的垃圾在施工區(qū)內(nèi)集中存放，并及時運往指定垃圾場。12.3.3集中回收廢棄物