中國化學(xué)工程第十六建設(shè)公司焊接試驗(yàn)室主任   孫潮強(qiáng) 
 1         焊接設(shè)備、材料及焊接規(guī)范（1）焊接設(shè)備：a120―400熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)。（2）母材：1cr18ni9ti。長600mm，寬300mm，厚10mm。裝配簡圖見圖1。（3）實(shí)芯焊絲：0cr18ni12v，φ1.2mm。（4）保護(hù)氣體：98%ar+2%o2 。（5）焊接規(guī)范：直流反接，焊接規(guī)范見表1。 表1 gmaw實(shí)芯焊絲焊接1cr18ni9ti板焊接規(guī)范    

序號

 

焊接電流

（a）

電弧電壓

（v）

過渡形式

焊絲干伸

長（mm）

噴嘴直徑

（mm）

氣體流量

（l/min）

焊接速度

（cm/min）

底層

190－195

21

短路過渡

12－14

16

15~18

25~28

面層

235－240

26

射流過渡

13－15

16

15~18

42~50

2 操作要點(diǎn)
2.1 焊絲的運(yùn)條和擺動底層焊接采用左向焊法，月牙形擺動，擺動幅度要均衡，在焊縫兩側(cè)要作短時(shí)停留，停留時(shí)電弧不得拉長。蓋面層焊接也采用左向焊法，月牙形擺動，與底層焊接不同的是在焊縫兩側(cè)停留的時(shí)間要比底層焊接時(shí)更長一些。在底層焊接時(shí)，當(dāng)?shù)谝粋�(gè)熔池形成后，焊絲必須壓在熔池的沿焊縫縱向的1/2處橫向擺動運(yùn)行（見圖2）。在焊接過程中，焊絲自始自終在熔池內(nèi)擺動，如果一旦焊絲超過熔池往坡口兩邊擺動時(shí)，當(dāng)焊絲運(yùn)行到坡口間隙處時(shí)，由于此處底部留有較大的空間，弧焊電壓就會立即升高，送絲速度明顯加快，焊絲通過間隙處無母材和熔化金屬承托，會出現(xiàn)竄絲和頂絲現(xiàn)象，造成飛濺和根部燒穿、保護(hù)不好等缺陷。當(dāng)焊接中斷需要再次接頭的時(shí)候，起弧點(diǎn)必須在熔池的前端大約5－8mm處，此時(shí)在坡口一側(cè)引弧，當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)快速將焊絲拉到熔池內(nèi)開始正常的焊接。
                       

          圖1  裝配簡圖                圖2  焊絲在熔池中的位置

2.2 熔池的控制

在正常焊接過程中，必須保證要有一定的熔深。當(dāng)熔深達(dá)到一定程度時(shí)，能夠保證背面焊縫焊透。同時(shí)，焊工操作時(shí)要及時(shí)觀察焊接熔池前端的熔孔(亦稱為熔孔效應(yīng))，熔孔尺寸始終保持在大于對口間隙0.5－1mm左右。當(dāng)發(fā)現(xiàn)熔孔尺寸逐漸增大時(shí)，說明背面焊縫在逐漸增高，再繼續(xù)下去將會導(dǎo)致焊瘤或燒穿現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)放慢前進(jìn)速度，將焊絲往坡口兩邊運(yùn)送，或壓在熔池后面運(yùn)行，直到熔孔尺寸恢復(fù)原狀，再進(jìn)行正常的送絲焊接。如果發(fā)現(xiàn)熔孔尺寸逐漸減小直至沒有熔孔，說明背面焊縫過低甚至出現(xiàn)未焊透，此時(shí)應(yīng)加快前進(jìn)速度，焊絲壓在熔池的前半部或直線運(yùn)絲，直到打開熔孔為正常尺寸，再進(jìn)行正常的焊接。總之，在焊接過程中應(yīng)隨時(shí)調(diào)節(jié)焊槍的前進(jìn)速度，始終將熔孔保持在一定的尺寸內(nèi)，才能得到背面寬度一致、高度一致、外形平整的焊縫。在蓋面焊的過程中，由于在大電流下熔滴過渡屬于射流過渡，此時(shí)把握不當(dāng)會出現(xiàn)熔寬增加，熔深減小，咬邊，焊縫表面不規(guī)則等缺陷。2.3 導(dǎo)電嘴距離控制操作時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)電嘴距離。導(dǎo)電嘴距離過低，第一會影響焊工視線，第二使過渡金屬受保護(hù)氣體的壓縮后沖擊熔池，使熔池產(chǎn)生較大的波動而造成焊縫表面不平，第三氣體保護(hù)過近易形成紊流產(chǎn)生氣孔。導(dǎo)電嘴距離過高會使氣體保護(hù)效果不好，也容易產(chǎn)生氣孔、飛濺、咬邊等缺陷。合理的方法是：導(dǎo)電嘴距焊縫表面8－10mm，焊接時(shí)中間快，兩邊停留，尤其在兩邊停留時(shí)，應(yīng)控制導(dǎo)電嘴的高度，否則容易出現(xiàn)咬邊缺陷。2.4 焊槍角度的控制焊縫表面的余高與熔寬與焊槍傾角有著很大的關(guān)系，焊槍前傾角越小或垂直于工件（圖3a），得到的是窄而高的焊縫；前傾角大得到是平而寬的焊縫（圖3b）。

                                                                                             圖3   焊槍傾角與焊縫形狀的關(guān)系2.5 焊縫收縮余量雖然奧氏體不銹鋼熱膨脹系數(shù)比較大，但是gmaw焊接速度要大大高于smaw，線能量適中，所以短焊縫（＜1m）焊接時(shí)不必預(yù)留焊縫橫向收縮余量。3 保護(hù)氣體用全ar作保護(hù)氣體，對焊絲金屬的熔滴過渡只僅僅起到了保護(hù)作用，相反對熔滴過渡起到了壓縮作用。所以，焊接時(shí)電弧飄移，熔化金屬和母材幾乎是不熔合，而且飛濺甚大，無法達(dá)到焊接效果。在ar中加入大于3％的o₂，促使熔滴過渡時(shí)可以充分燃燒，電弧可以穩(wěn)定，但是焊接飛濺較大，咬邊嚴(yán)重，焊縫容易氧化，焊縫背面有明顯的氧化層。在試驗(yàn)中我們曾在ar中加入了25％co₂，此時(shí)的電弧能夠穩(wěn)定燃燒，焊接效果比較理想，但是焊縫增碳嚴(yán)重，在不銹鋼焊接中不應(yīng)采取。在小于3％o₂的基礎(chǔ)上反復(fù)試驗(yàn)后，我們確定了在ar中加入2％的o₂, 其焊接效果明顯改善。由于o₂的作用，在底層焊接時(shí)，熔滴在過渡中得到了比較充分地燃燒，克服了純ar焊接中電弧飄移和過渡金屬與母材不相熔的問題；提高了熔滴過渡的穩(wěn)定性，尤其在大電流的射流過渡中，改善了熔池的流動性，能夠較好地控制熔池形狀，有效地克服了焊縫咬邊、飛濺等現(xiàn)象， 終能夠得到表面成型平滑，根部熔合良好的焊縫，其效果相當(dāng)理想。4 背面保護(hù)通常在不銹鋼焊接中除了正面要求保護(hù)以外，焊縫背面也要求予以保護(hù)，如果背面得不到保護(hù)，再加上工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，背面焊縫容易出現(xiàn)表面不光滑、有氧化。但是如果背面采用氣體保護(hù)，其工藝較為繁瑣且成本高，我們在焊接中發(fā)現(xiàn)，在根部焊接時(shí)，只要控制在小電流范圍內(nèi)，采用短路過渡形式，送絲均勻，同樣可以獲得較為理想的背面效果。在施工焊接中，由于現(xiàn)場施工條件、環(huán)境因素的影響，在對接焊縫的焊接中可以采用陶質(zhì)襯墊來加強(qiáng)背面保護(hù)，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其保護(hù)效果理想。5 小結(jié)從試驗(yàn)的結(jié)果可以看出，采用98％ar+2％o₂、實(shí)芯焊絲焊接1cr18ni9ti板件，焊接技術(shù)容易掌握、工藝簡便、焊工勞動強(qiáng)度低、成本低。只要掌握操作要點(diǎn)、工藝參數(shù)、保護(hù)氣體的配比，完全可以替代成本較高的藥芯焊絲焊接。     

（來源：《焊接技術(shù)能手絕技絕活》1-12）

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