薄壁不銹鋼管全自動氬弧焊工法

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1、適用范圍
    本工法主要適用于薄壁不銹鋼管氬弧焊焊接，焊接管徑在DN20mm~DN175mm，管壁σ≤3mm。對薄壁的有色金屬及其合金管材（如銅及銅合金）也可適用。
    2、焊接工藝原理
2.1焊接工藝評定：對一種型號的管材，在運用全自動氬弧焊時，必須根據(jù)全自動焊接的要求進行程序編制，同時對編制好的焊接程序輸入設(shè)備主機后，要進行焊接工藝的評定（Welding Process Quality），通過工藝評定來確定所編制的程序是否合理，確保正式施焊程序的可靠性，并進行永久性的程序。

擬定焊接工藝 →按擬定工藝做評定試驗 → 焊接工藝評定報告
                                           ↓
                       修改擬定工藝  ← 是否合格  →  制定焊接工藝
    2.1.1焊接工藝評定過程如下：2.1.2焊接程序的編制
    2.1.2.1焊接區(qū)域的確定：首先按管材對接焊縫環(huán)向定出各焊接區(qū)（包括各區(qū)的角度及所在位置）。具體形式見圖1：
    2.1.2.2焊接各區(qū)參數(shù)規(guī)范的確定
    (1)全自動焊焊接規(guī)范的確定即為全自動焊焊接程序的編制，在編制前，首先要知道管材的規(guī)格，按照公式1=δ×1000/25.4定出第一焊接區(qū)的峰值電流，以后各區(qū)電流基本上按95%、94%、97%、93%的比例遞減。
    (2)焊接脈沖的選擇通常根據(jù)公式：PULSE=2δ/25.4（秒）、基值電流為該區(qū)峰值電流通的40%～60%之間。通過對基值電流的確定來合理控制熱輸入。
    (3)焊接一般選擇500mm/min與700mm/min兩種，依管材直徑而定，大管取小，小管取大。通過合理的焊接速度的選擇來控制線能量。
    (4)氬氣流量選擇在15L/min至25L/min，起弧電流通選擇較小，一般為第一區(qū)峰電流的1/5左右，且不超過20A。上升段時間依第一區(qū)峰值電流而定，通常在5至10秒之間。如第一區(qū)峰值電流大，則起弧區(qū)上升段時間稍取大些，以防止電流上升過快造成電弧不穩(wěn)。收弧時間一般較起弧上升段時間略長一些即可。
    (5)為確保收弧處的焊接質(zhì)量，在熄弧后仍必需進行持續(xù)送氣保護，送氣時間為5~7秒即可。
(6)將以上所確定的數(shù)據(jù)形成的焊接原始程序通過設(shè)備表面輸入鍵輸入設(shè)備內(nèi)部，并按下Save鍵加以保存。程序設(shè)置最好可進行試焊，做好焊接工藝試驗（WPQ），通過焊接效果的具體情況，通過設(shè)備面板的Parameter Select鍵和Program Adjust鍵進行必要相修改，確定最佳最佳焊接參數(shù)值，保證最佳焊效果，這里必須指出修改后的數(shù)據(jù)，必須按Save鍵加以保存，否則修改后數(shù)據(jù)無效。該設(shè)備同時提供了磁盤接口，當機器內(nèi)設(shè)程序超過10個，可以使程序保存在磁盤上，這對于不同場合焊接相同規(guī)格的管道就顯得十分方便，操作人員只要根據(jù)現(xiàn)場的型號與尺寸，便可直接提取相應(yīng)的焊接程序，只要稍加調(diào)節(jié)便可作為施焊程序，這是手工鎢極氬弧焊無法比擬的方面。
    2.1.3焊接程序試驗：對已編制出的焊接程序進行試驗，試件制作必須保證端口平整、無毛刺、無油污等。對口間隙必須小于0.15×δmm（δ為壁厚），對口錯邊最必須小于0.5mm，將制作好的試件放入焊頭，調(diào)出已編制好的焊接程序直接進行試焊。
2.1.4將焊完的試樣進行外觀檢查及內(nèi)部無損探傷。
    外觀尺寸滿足標準：
    2.1.4.1表面凹陷不得大于0.1δmm。
    2.1.4.2咬邊應(yīng)≤0.05δmm 且≤0.5mm，咬邊總長不超過10%的焊縫周長。余高≤1+0.15b，且最大為3mm。
    2.1.4.3內(nèi)部缺陷標準：符合GB3323的Ⅱ級標準。
    2.2點固焊參數(shù)選取：作為管口對接點固焊所用焊接規(guī)范，電流值通常要比一般手工鎢極氬弧焊（TIG焊）小，不能焊透，電弧要盡量短。點焊焊縫長度不大于5mm，而且在圓周上均勻頒3點即可。
    3、工藝流程及操作要點
3.1工藝流程

    3.2操作要領(lǐng)
    3.2.1薄壁不銹鋼管切割用進管道專用管道切割機進行下料，確保端口質(zhì)量符合全自動焊接所要求的標準。通常薄壁不銹鋼管對口間隙必須在0.5mm之內(nèi)。
    3.2.2焊槍中，鎢極尺寸為1.6mm，鎢極端部離焊縫的長度在1.5~2.0mm，鎢極通常選鎢或釷鎢，以保證起弧的可靠性，也可采用進口鎢極。對厚度為3mm的不銹鋼管，為保證焊透，對口間隙為稍大一點，此時要適當填充焊絲，焊絲直徑?1mm，由機頭送絲機構(gòu)按設(shè)定的速度自支送入焊縫。焊接操作示意見圖3：
    3.2.3為保證焊縫的內(nèi)部質(zhì)量，管子內(nèi)部進行充氬保護，為使充氬時節(jié)約氬氣，我們采用了充氬機構(gòu)，使內(nèi)部氬氣只需在焊口周圍較小區(qū)域就可保證好的效果。內(nèi)部充氬機構(gòu)圖4：
    3.2.4焊完的焊縫也應(yīng)進行本能洗、鈍化，使焊縫得到與母材具有類似的光澤，同時，產(chǎn)生鈍化膜后，使焊縫處具備了抗氧化的能力。
    4、材料
    該技術(shù)對薄壁不銹鋼管進行焊接時，除了主材薄壁不銹鋼管外，還需用到其它輔助材料一覽表。
全自動氬弧焊輔助材料一覽表
序號 名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 備注
1 氬氣 純度達99.99% 米3  按實際焊接量
2 鎢極 Ф1.6mm Kg 0.1-0.2 進口釷鎢或鈰鎢
3 冷卻水 純凈水 Kg 18 防止水路堵塞
4 酸洗液  Kg  按實際焊接量
5 毛刷 2寸 把 4 涂酸洗液用
6 水砂紙 0# 張  按實際需要配用
7 綿布 69×16×2 kg 5 用來擦酸洗液
8 切割刀片  片  按實際焊接量
9 防護眼鏡  付  按實際配用
10 防護手套  付  按實際配用
11 塑料軟管  米 20 用于充氬
12 焊絲 1mm kg  按焊接需要配用
    5、機具設(shè)備
    下面為全自動氬弧焊焊接技術(shù)在焊接過程中所需的機具，用表格的方式說明其規(guī)格、型號等。
序號 名稱 規(guī)格、型號 單位 數(shù)量 備注
1 全自動氬弧焊機 ORBITIG350 臺 1 
2 全位置焊接機頭 HORBART 臺 1 
3 氬弧焊機 190GTS 臺 1 架空焊時點焊之用
4 管道切割器 RA41 臺 1 德國進口保證切口平直
5 臺式微型砂輪機  臺 1 用于鎢極研磨
6 氬氣表  套 2 
7 焊接平臺  臺 1 用于管件地面焊接
8 焊工面罩  付 1 點焊用
9 充氬器  套 4 按管徑配用
    6、勞動組織與安全生產(chǎn)
6.1勞動組織
在實施全自動氬弧焊焊接過程中，為保證焊接有序地進行，確保焊接質(zhì)量，提高工效，需要配備以下專業(yè)人員：管道工，要求熟悉施工圖紙，會操作切割管機械，能夠精確地撐握下料尺寸，懂管道施工工藝質(zhì)量要求和規(guī)范要求：電焊工，受到專業(yè)培訓(xùn)，熟悉全自動焊機性能，掌握操作要領(lǐng)，會研磨鎢極，熟悉普通焊材的化學(xué)成份，常用電流調(diào)節(jié)，焊接機頭與全自動焊機主機的保養(yǎng)；焊接技術(shù)員，熟悉全自動焊接工藝流程與全自動焊機性能，熟悉編程技術(shù)。下面為進行全自動氬弧焊時所需要配備相關(guān)人員一覽表。
勞動力配備表
工  種 數(shù)量 備注
焊接技術(shù)員（編程員） 1 要求大專學(xué)歷
管道工 1 高中以上
焊工 1 高中以上
6.2安全生產(chǎn)
    操作前，我們必須予先按照設(shè)備線路連接圖按各部件連接好，操作監(jiān)控人員在設(shè)備通電后，可操作盤面的試氣按鈕檢查氣路和調(diào)節(jié)氣壓，撥開冷卻管檢查水站是否通暢，以確保操作時安全生產(chǎn)。操作者在使用該設(shè)備之前，必須認真閱讀該設(shè)備的安全操作規(guī)程，做好必要的防護措施，避免不必要的傷害或事故發(fā)生。對進行操作者操作培訓(xùn)，使其了解焊機的運行機理，工作流程，并對人自動氬弧焊工藝進行闡述。最后與操作者簽定安全操作責任書，并在年終進行考核評分，進行必要的獎勵。
    7、質(zhì)量要求
    7.1焊縫要求：達到國家標準GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》及GB3323《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》
    7.2焊材要求：所用焊接材料必須有出廠合格證，嚴禁使用不合格品。使用時需對鎢極、焊絲除油、除銹、去除水份，氬氣純度達99.4%，機內(nèi)循環(huán)冷卻水用