油、化工、机械等都与钢材打交道,无处不存在焊接,为了提高焊接质量,焊接方式也有所不同。钨极鱼弧焊(TIG)主要用来焊接不锈钢管,通过不锈钢材料选择、以及钨极鱼弧焊(TIG)保护气体选择,应用在非连续成型焊接机组上,是一种非熔化极氢弧焊,它的焊接质量高,而且成形美观。

随着工业革命的发展,在石油、化工、医药、食品各个领域,应用耐腐蚀的不锈钢管道,使不锈钢管道的用量每年大幅度增长,同时它的品种和规格也在不断扩张。不锈钢的焊接方式也是千姿万态,当今社会可以实现机械化、焊接时无粉尘、无飞溅的有钨极氩弧焊(TIG)、熔化极氩弧焊(MIG)、等离子弧焊(PAW)等。钨极氩弧焊(TIG)主要应用在非连续成型焊接机组上,是一种非熔化极氩弧焊。

20世纪6070年代,苏联把一层很薄的活性焊剂涂在母材待焊表面上,进行钨极氩弧焊(TIG),此时的熔深是传统钨极氩弧焊(TIG)的2~3倍,也可单面焊双面成形,生产率高,成本低。到了90年代,美、英等国家研制出锰钢、低合金刚、不锈钢等不同材料的活性焊剂,形成焊接的新方法A-TIG焊。在20世纪末,我国也研发出使碳钢、不锈钢和铝合金的钨极氩弧焊(TIG)熔深增加1~2倍活性焊剂,本文通过以下几个方面对钨极氩弧焊(TIG)焊接工艺详细介绍。

1钨极氩弧焊(TIG)的特点钨极氩弧焊(TIG)的机械保护效果很好,焊缝金属纯净,焊接质量优良;在小电流时电弧很稳定;焊缝区没有熔渣,工人可以清楚地看到熔池和焊缝的成形过程;采用气体保护电焊,易于自动控制;适于薄板焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成形工艺。

1.1单面焊双面成形

由于从背面无法铲除焊根,时要求在坡口一侧进行,并且使焊接的正反面都能得到均匀、无缺陷的焊道叫做单面焊双面成形。它的焊接方法有两大类,即断续灭弧法和连续焊接法,连续焊接法又可以分为两种,即螺旋式和移距式,而在实际生产中,采用的方法是连续焊接法。同时,单面焊双面成形也存在不少的缺陷。

1.2尺寸上的缺陷

包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。

这些缺陷不仅影响使焊缝成形的美观,而且容易造成应力集中,影响焊缝与母材的结合强度。

1.3结构上的缺陷

包括气孔、夹渣、非金属夹杂物、熔合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。这些缺陷在焊接过程中最容易出现,影响焊缝的有效面积,降低了焊接接头的力学性能,而且易造成应力集中,引起裂纹,导致结构破坏,使焊接结构无法承受正常工作载荷。

1.4性质上的缺陷

包括力学性能和化学性质等不能满足焊件的使用要求。力学性能指的是抗拉强度、屈服点、疲劳强度、伸长率、冲击吸收功、硬度、塑性、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。这些缺陷阻碍焊缝结构,无法达到所需的设计要求。

2钨极氩弧焊(TIG)工艺钨极氩弧焊(TIG)的工艺主要分为:焊接电流与钨极直径、电弧电压、焊接速度、焊接电源种类和极性的选择、喷嘴直径和氩弧流量、钨极深出长度、喷嘴与工件距离、焊丝直径的选择以及焊接方向的选择。

1)焊接电流与钨极直径。在通常情况下,焊接电流按照工件的厚度、材质和接头的空间位置进行选择。钨极直径主要是由焊件厚度来选取。另外,在相同焊接条件下,电流种类和极性不同,钨极电流的许用值就不同,采用的钨极直径也不同,钨极直径选择不当,就会造成电弧不稳、钨极烧损和焊缝夹钨等现象。

2)电弧电压。弧长是决定电弧电压主要因素,通常,弧长近似等于钨极直径。弧长比较长时,电弧电压就会增加,焊缝宽度也增加,熔深就减小,容易出现未焊透和咬边,保护效果差。电弧太短时,不容易看到熔池,送丝容易碰钨极而引起短路,容易夹钨。

3)焊接速度。这方面要求比较严格,当焊接速度比较快时,熔深和熔宽就会减小,容易出现未焊透,焊缝过高过窄,使两侧熔合不好。当焊接速度慢时,焊缝就变得很宽,容易出现烧穿等现象。一般,焊工根据熔池大小、熔池形状和两侧熔合情况,来随时调整焊接速度。

4)焊接电源种类和极性的选择。氩弧焊采用电源种类和极性选择主要取决于材料的物理化学性能,有时还要考虑焊接材料的厚度,厚度不同,热物理量性能不同。

5)喷嘴的直径与氩气流量。一般在焊选定后,喷嘴直径基本上不发生改变,决定保护效果主要还是氩气流量。氩气流量太小时,保护气体起不了保护作用,氩气流量过大时,产生紊流的比例比较大,保护效果也不好。当保护气体喷出的气流是层流,这时的熔池平稳,焊缝外形美观,表面没有氧化痕迹,保护效果好,此时保护气体流量最适中。

6)钨极伸出长度。为了防止电弧热烧坏喷嘴,钨极端部要伸出喷嘴以外。钨极端部到喷嘴端面的距离叫钨极伸出长度。在焊对接缝时,钨极伸出长度约为3~5mm,在焊角焊缝时,钨极伸出长度约为5~7mm

7)喷嘴与工件距离。喷嘴与工件距离是指喷嘴端面到工件之间的距离,此距离越小,保护效果就越好,但是观察的范围也较小;反之,保护效果就越差。

8)焊丝直径的选择。一般,焊丝的直径由焊接电流的大小确定,电流越大,所选的焊丝直径就越粗,反之,焊丝直径越细。

9)焊接方向的选择。焊接方向的选择一般采用左焊法。

3不锈钢的分类

钨极氩弧焊(TIG)主要应用于不锈钢管,不锈钢属于高合金钢,所加合金元素的含量通常在10%以上,MoCrNSiNiWiNbAlC等是主要的合金元素。不锈钢的种类比较多,按照用途分为不锈钢、耐酸钢、热稳定钢、热强钢;按照空冷后钢的室温组织分为奥氏体钢、铁素体类钢、马氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢、沉淀硬化不锈钢吗。

4保护气体

钨极氩弧焊(TIG)常采用的保护气体有单一的纯氩气(Ar)、氩气(Ar+氢气(H2)混合气体、氩气(Ar+氦气(He)混合气体。

4.1氩气(Ar)氩气是一种惰性气体,比空气重,导热系数小,不与金属产生化学反应,不溶解于金属当中,也不轻易地漂浮散失,常做保护气体,。它做保护焊时,电弧一经点燃,燃烧非常稳定,在各类保护气体中,氩弧的稳定性最好,一般氩弧焊电弧电压仅8V~15V

4.2氩气(Ar+氢气(H2)混合气体氢气的密度小,热导率比较大,分解时能够吸收大量分解热,对电弧有较好的冷却作用。在氩气保护焊时,加入适量氢能够增大母材金属的输入热,可提高电弧电压,从而提高热功率、增加熔透性、提高焊接速度和生产效率。

4.3氩气(Ar+氮气(He)混合气体它们的混合气体依旧是惰性气体,但是跟单一纯氩气相比,混合后热导率增大。使用此混合气体在相同的电弧长度下电弧电压较高、电弧长度也比较高。

5结束语

钨极氩弧焊(TIG)在承载电流等方面有方面有些不足,但钨极氩弧焊(TIG)中氩气的保护效果很好,填充的金属丝没有电流通过有效地避免了飞溅等现象,焊接质量高,而且美观,尤其是它工作的电弧非常稳定,能在小电流下正常工作,主要用于薄板焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成形工艺。