常用“薄壁不銹鋼方管手工鎢極氬弧焊”的探究

李長久

摘 ?要：隨著社會經濟的發展，生活生產水平的提高，薄壁不銹鋼材料的應用越來越普遍起來，然而相關焊接工藝與方法卻沒有跟上，所以要用普遍使用的焊接設備開展“薄壁不銹鋼方管”的焊接方法與工藝進行探究，開展有針對性的創新性生產實習教研，手工鎢極氬弧焊因設備普遍且設備多樣化（直流氬弧焊機、交流氬弧焊機、脈沖氬弧焊機等），而且不銹鋼氬弧焊絲規格齊、價格適中，氬氣瓶子也向小巧化發展，移動方便，最終確定鎢極氬弧焊為理想的“薄壁不銹鋼方管焊接”方法。

關鍵詞：薄壁 ?不銹鋼方管 ?手工鎢極氬弧焊 ?探究

中圖分類號：TU74 ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）05（a）-0070-02

隨著社會的發展、科學的進步，生活生產水平的提高，金屬材料也由黑色金屬向有色金屬發展（不銹鋼、鋁鎂合金、鈦金金屬等），薄壁不銹鋼材料的應用也普遍起來，然而我們的相關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”材料焊接的實訓內容，有也是3mm以上材料的焊接。所以我們焊接教學團隊利用學?，F有的設備開展“薄壁不銹鋼方管”的焊接方法與工藝進行探究，開展有針對性的創新性生產實習教研，使實習教學跟上時代的步伐，不失普遍性、實用性，得到廣泛的發展，找出高效的焊接方法與工藝，為今后的生產生活與教學服務。

1 ?薄壁不銹鋼方管的特點

經測量常用的薄壁不銹鋼方管為20mm×20mm×1mm的304不銹鋼，其特點為管壁太薄，增加了焊接難度，有焊接設備與材料的制約，其焊接方法與工藝直接影響焊接質量的保證。

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

因為激光焊機和等離子弧焊機設備昂貴且復雜，焊接成本較高，這兩種焊接方法不予考慮，在焊接設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，焊接效率和質量都難以保證。手工鎢極氬弧焊因設備普遍且設備多樣化（直流氬弧焊機、交流氬弧焊機、脈沖氬弧焊機等），而且不銹鋼氬弧焊絲規格齊、價格適中，氬氣瓶子也向小巧化發展，移動方便，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 ?確定焊接設備與焊接材料

（1）焊接設備：焊條∕氬弧兩用焊機（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、手錘等。

5 ?確定焊接參數

（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：鎢極直徑應根據焊接電流大小而定，焊接電流通常根據焊件的材質、厚度來選擇。鎢極直徑1.6mm（再細鎢極學校暫沒有），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，容易產生未焊透的缺陷，并使保護效果變差，因此應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：通常是由焊工根據熔池的大小、形狀和焊件熔合情況隨時調節。過快的焊接速度會使氣體保護氛圍破壞，焊縫容易產生熔合不好和氣孔;焊接速度太慢時，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，直接影響保護區的范圍，一般根據鎢極直徑來選擇。按生產經驗，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，熔池平穩，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，這個距離越小保護效果越好。所以，噴嘴距焊件間的距離應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：焊接時間稍長，填絲稍慢，接口有縫隙處，管壁被擊穿，焊接進行困難。

（2）分析出現問題的原因：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;減小焊接電流對焊縫的熱輸入和電弧吹力。③改連續焊接為斷續點焊，減小熱輸入。

（4）繼續施焊的效果：①減小焊接電流，引弧困難，電弧不穩，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）繼續分析改進：鎢極與焊絲沒有再細的了，只有另辟蹊徑了。根據多年的生產實踐經驗和《熔焊原理》的相關知識，決定改變焊接工藝參數，以降低焊縫的熱輸入，更好實施焊接。①把鎢極的伸出改為鎢極內縮到噴嘴里，②把5號陶瓷噴嘴改換為4號陶瓷噴嘴。

7 ?繼續進行，完成全部焊接

在經過改變工藝參數，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，焊接質量得到保證。

8 ?焊接完畢，檢查打磨清理

焊接完畢，仔細檢查每道焊縫，把多余的焊肉和毛刺用角磨機打磨光滑，直至滿意為止，然后關閉焊機，收拾機具，清理場地。

9 ?總結分析

為什么把鎢極縮到噴嘴內覺得焊接電流好像減小了，熔池的大小等都變化了呢？

其實很簡單：對圖1、圖2兩幅圖對比分析，其中的奧秘便孑然醒悟。

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

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

參考文獻

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[2] 徐佩蘭，石學軍.焊工操作技巧與禁忌.北京：機械工業出版社，2008.

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