薄壁不锈钢管全自动氩弧焊工法

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1、适用范围
    本工法主要适用于薄壁不锈钢管氩弧焊焊接，焊接管径在DN20mm~DN175mm，管壁σ≤3mm。对薄壁的有色金属及其合金管材（如铜及铜合金）也可适用。
    2、焊接工艺原理
2.1焊接工艺评定：对一种型号的管材，在运用全自动氩弧焊时，必须根据全自动焊接的要求进行程序编制，同时对编制好的焊接程序输入设备主机后，要进行焊接工艺的评定（Welding Process Quality），通过工艺评定来确定所编制的程序是否合理，确保正式施焊程序的可靠性，并进行永久性的程序。

拟定焊接工艺 →按拟定工艺做评定试验 → 焊接工艺评定报告
                                           ↓
                       修改拟定工艺  ← 是否合格  →  制定焊接工艺
    2.1.1焊接工艺评定过程如下：2.1.2焊接程序的编制
    2.1.2.1焊接区域的确定：首先按管材对接焊缝环向定出各焊接区（包括各区的角度及所在位置）。具体形式见图1：
    2.1.2.2焊接各区参数规范的确定
    (1)全自动焊焊接规范的确定即为全自动焊焊接程序的编制，在编制前，首先要知道管材的规格，按照公式1=δ×1000/25.4定出第一焊接区的峰值电流，以后各区电流基本上按95%、94%、97%、93%的比例递减。
    (2)焊接脉冲的选择通常根据公式：PULSE=2δ/25.4（秒）、基值电流为该区峰值电流通的40%～60%之间。通过对基值电流的确定来合理控制热输入。
    (3)焊接一般选择500mm/min与700mm/min两种，依管材直径而定，大管取小，小管取大。通过合理的焊接速度的选择来控制线能量。
    (4)氩气流量选择在15L/min至25L/min，起弧电流通选择较小，一般为第一区峰电流的1/5左右，且不超过20A。上升段时间依第一区峰值电流而定，通常在5至10秒之间。如第一区峰值电流大，则起弧区上升段时间稍取大些，以防止电流上升过快造成电弧不稳。收弧时间一般较起弧上升段时间略长一些即可。
    (5)为确保收弧处的焊接质量，在熄弧后仍必需进行持续送气保护，送气时间为5~7秒即可。
(6)将以上所确定的数据形成的焊接原始程序通过设备表面输入键输入设备内部，并按下Save键加以保存。程序设置最好可进行试焊，做好焊接工艺试验（WPQ），通过焊接效果的具体情况，通过设备面板的Parameter Select键和Program Adjust键进行必要相修改，确定最佳最佳焊接参数值，保证最佳焊效果，这里必须指出修改后的数据，必须按Save键加以保存，否则修改后数据无效。该设备同时提供了磁盘接口，当机器内设程序超过10个，可以使程序保存在磁盘上，这对于不同场合焊接相同规格的管道就显得十分方便，操作人员只要根据现场的型号与尺寸，便可直接提取相应的焊接程序，只要稍加调节便可作为施焊程序，这是手工钨极氩弧焊无法比拟的方面。
    2.1.3焊接程序试验：对已编制出的焊接程序进行试验，试件制作必须保证端口平整、无毛刺、无油污等。对口间隙必须小于0.15×δmm（δ为壁厚），对口错边最必须小于0.5mm，将制作好的试件放入焊头，调出已编制好的焊接程序直接进行试焊。
2.1.4将焊完的试样进行外观检查及内部无损探伤。
    外观尺寸满足标准：
    2.1.4.1表面凹陷不得大于0.1δmm。
    2.1.4.2咬边应≤0.05δmm 且≤0.5mm，咬边总长不超过10%的焊缝周长。余高≤1+0.15b，且最大为3mm。
    2.1.4.3内部缺陷标准：符合GB3323的Ⅱ级标准。
    2.2点固焊参数选取：作为管口对接点固焊所用焊接规范，电流值通常要比一般手工钨极氩弧焊（TIG焊）小，不能焊透，电弧要尽量短。点焊焊缝长度不大于5mm，而且在圆周上均匀颁3点即可。
    3、工艺流程及操作要点
3.1工艺流程

    3.2操作要领
    3.2.1薄壁不锈钢管切割用进管道专用管道切割机进行下料，确保端口质量符合全自动焊接所要求的标准。通常薄壁不锈钢管对口间隙必须在0.5mm之内。
    3.2.2焊枪中，钨极尺寸为1.6mm，钨极端部离焊缝的长度在1.5~2.0mm，钨极通常选钨或钍钨，以保证起弧的可靠性，也可采用进口钨极。对厚度为3mm的不锈钢管，为保证焊透，对口间隙为稍大一点，此时要适当填充焊丝，焊丝直径?1mm，由机头送丝机构按设定的速度自支送入焊缝。焊接操作示意见图3：
    3.2.3为保证焊缝的内部质量，管子内部进行充氩保护，为使充氩时节约氩气，我们采用了充氩机构，使内部氩气只需在焊口周围较小区域就可保证好的效果。内部充氩机构图4：
    3.2.4焊完的焊缝也应进行本能洗、钝化，使焊缝得到与母材具有类似的光泽，同时，产生钝化膜后，使焊缝处具备了抗氧化的能力。
    4、材料
    该技术对薄壁不锈钢管进行焊接时，除了主材薄壁不锈钢管外，还需用到其它辅助材料一览表。
全自动氩弧焊辅助材料一览表
序号 名称 规格 单位 数量 备注
1 氩气 纯度达99.99% 米3  按实际焊接量
2 钨极 Ф1.6mm Kg 0.1-0.2 进口钍钨或铈钨
3 冷却水 纯净水 Kg 18 防止水路堵塞
4 酸洗液  Kg  按实际焊接量
5 毛刷 2寸 把 4 涂酸洗液用
6 水砂纸 0# 张  按实际需要配用
7 绵布 69×16×2 kg 5 用来擦酸洗液
8 切割刀片  片  按实际焊接量
9 防护眼镜  付  按实际配用
10 防护手套  付  按实际配用
11 塑料软管  米 20 用于充氩
12 焊丝 1mm kg  按焊接需要配用
    5、机具设备
    下面为全自动氩弧焊焊接技术在焊接过程中所需的机具，用表格的方式说明其规格、型号等。
序号 名称 规格、型号 单位 数量 备注
1 全自动氩弧焊机 ORBITIG350 台 1 
2 全位置焊接机头 HORBART 台 1 
3 氩弧焊机 190GTS 台 1 架空焊时点焊之用
4 管道切割器 RA41 台 1 德国进口保证切口平直
5 台式微型砂轮机  台 1 用于钨极研磨
6 氩气表  套 2 
7 焊接平台  台 1 用于管件地面焊接
8 焊工面罩  付 1 点焊用
9 充氩器  套 4 按管径配用
    6、劳动组织与安全生产
6.1劳动组织
在实施全自动氩弧焊焊接过程中，为保证焊接有序地进行，确保焊接质量，提高工效，需要配备以下专业人员：管道工，要求熟悉施工图纸，会操作切割管机械，能够精确地撑握下料尺寸，懂管道施工工艺质量要求和规范要求：电焊工，受到专业培训，熟悉全自动焊机性能，掌握操作要领，会研磨钨极，熟悉普通焊材的化学成份，常用电流调节，焊接机头与全自动焊机主机的保养；焊接技术员，熟悉全自动焊接工艺流程与全自动焊机性能，熟悉编程技术。下面为进行全自动氩弧焊时所需要配备相关人员一览表。
劳动力配备表
工  种 数量 备注
焊接技术员（编程员） 1 要求大专学历
管道工 1 高中以上
焊工 1 高中以上
6.2安全生产
    操作前，我们必须予先按照设备线路连接图按各部件连接好，操作监控人员在设备通电后，可操作盘面的试气按钮检查气路和调节气压，拨开冷却管检查水站是否通畅，以确保操作时安全生产。操作者在使用该设备之前，必须认真阅读该设备的安全操作规程，做好必要的防护措施，避免不必要的伤害或事故发生。对进行操作者操作培训，使其了解焊机的运行机理，工作流程，并对人自动氩弧焊工艺进行阐述。最后与操作者签定安全操作责任书，并在年终进行考核评分，进行必要的奖励。
    7、质量要求
    7.1焊缝要求：达到国家标准GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》及GB3323《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》
    7.2焊材要求：所用焊接材料必须有出厂合格证，严禁使用不合格品。使用时需对钨极、焊丝除油、除锈、去除水份，氩气纯度达99.4%，机内循环冷却水用