【正文】 +氬弧焊工藝基礎(chǔ)知識 一 .鎢極氬弧焊 (氬弧焊工藝基礎(chǔ)知識 ) 以下內(nèi)容是鎢極氬弧焊的基礎(chǔ)知識，建議用戶認真閱讀，對正確使用焊機很重要。 鎢極氬弧焊就是把氬氣做為保護氣體的焊接。借助產(chǎn)生在鎢電極與焊體之間的電弧，加熱和熔化焊材本身（在添加填充金屬時也被熔化），而后形成焊縫金屬。鎢電極，熔池，電弧以及被電弧加熱的連接縫區(qū)域，受氬氣流的保護而不被大氣污染。 氬弧焊時 ,焊炬、填充金屬及焊件的相對位置如下圖： 弧長一般取 倍鎢電極直徑。 停止焊接時，首先從熔池中抽出填充金屬（填充金屬根 據(jù)焊件厚薄添加），熱端部仍需停留在氬氣流的保護下，以防止其氧化。 （焊炬） 鎢極氬弧焊槍（也稱焊炬）除了夾持鎢電極，輸送焊接電流外，還要噴射保護氣體。大電流焊槍長時間焊接還需使用水冷焊槍。因此，焊槍的正確使用及保護是相當重要的。 鎢電極負載電流能力（ A) 鎢電極直徑（ mm) 直流正極（焊槍接焊機輸入一） 純鎢 釷鎢 鈰鎢 2060 1580 2080 40100 70150 50160 60150 100200 100200 140180 200300 240320 300400 300400 420520 氣路由氬氣瓶減壓閥、流量計、軟管及電磁氣閥（在焊機內(nèi) )等組成。減壓閥用以減壓和調(diào)節(jié)保護氣體的壓力。流量計是標定和調(diào)節(jié)保護氣體流量，氬弧焊機通常采用組合一體式的減壓流量計，這樣使用方便、可靠。 氬弧焊時材質(zhì)對氬氣純度的要求 金屬材料 鉻鎳不銹鋼 太難熔金屬 氬氣純度（ %） ≥ ≥ 鎢極氬弧焊的規(guī)范參數(shù)主要由電流、電壓、焊速、氬氣流量，其值與被焊材料種類、板厚及接頭型式有關(guān)。其余參數(shù)如鎢極伸出噴嘴的長度，一般取 12倍鎢極直徑，鎢電極與焊件距離（弧長）一般取 倍以下鎢電極直徑，噴嘴大小等則在焊接電流值確定后再選定。一般不銹鋼氬弧焊規(guī)范如下： 電流種類 及極性 板厚 mm 卷邊對接 對接加填充焊絲 焊絲直徑 焊接電流（ A) 氬氣流量（ L/min) 焊接電流（ A) 氬氣流量（ L/min) 直流正接 （焊炬接焊機輸出一） 3050 4 3540 4 3050 4 3540 4 3560 4 4070 4 4580 45 5085 45 75120 56 80130 56 110140 67 120150 67 焊縫表面顏色與氣體保護效果 焊件材料 效果 不銹鋼 最好 良好 較好 不良 最壞 銀白、金黃 藍色 紅灰 灰色 黑色 缺陷 產(chǎn)生原因 防止措施 夾鎢 （ 1）鎢極直接 接觸焊件 （ 2）鎢極熔化 （ 1）采用高頻引弧 （ 2）減少焊接電流或增加鎢極直徑 （ 3）調(diào)換有裂紋的鎢極 氣保護效果差 氬氣純度不高 （ 1）采用純度為 %的氬氣 （ 2）有足夠的提前送氣和滯后停氣時間 （ 3）做好焊前清理工作 （ 4）正確選擇保護氣流量 （ 5）增大噴嘴尺寸，電極伸出長度等 電弧不穩(wěn) （ 1）焊件上有油污 （ 2）鎢電極污染 （ 1）做好焊前清理工作 （ 2）去除污染部分 （ 3）鎢電極直徑過大 （ 4）弧長過長 （ 5）鎢電極端頭未磨好 （ 3）使用正確尺寸的鎢電極及夾頭 （ 4）調(diào)整噴嘴距離 （ 5）重新磨制鎢極端圓錐角大小 鎢極損耗 （ 1）保護不好，鎢電極氧化 （ 2）槍與焊機極性接反 （ 3）夾頭過熱 （ 4）鎢電極直徑過小 （ 5）停焊時鎢電極被氧化 （ 1）清理噴嘴，縮短噴嘴距離，適當增加氬氣流量 （ 2）更改焊槍與焊機輸出的連接 （ 3）增大夾頭直徑 （ 4）調(diào)大鎢極直徑 （ 5）磨光鎢電極，調(diào)換夾頭 以上工藝規(guī)范僅供參考，如欲更深了解請參閱專業(yè)焊接工藝手冊。 鎢極氬弧焊對焊件和填充金屬表面的污染相當敏感，因此焊前須清除焊件表面的油脂，涂層，加工用的潤滑劑及氧化膜等。 鎢極氬弧焊操作者，必須戴好頭面罩、手套、穿好工作服、工作鞋，以避免電弧光中的紫外線和紅外線灼傷。 斯泰爾鎢極氬弧焊機均裝有高頻引弧器，小功率的高頻高壓電雖不會電擊操作者，但當絕緣性能不良時，高頻電會灼傷操作者手的表皮，且很難治愈，所以焊接手把的絕緣性能一定要經(jīng)常檢查。 鎢極氬弧焊接時，應加強焊接區(qū)的通風。在不能進行通風的局部空間施焊時，應戴供給新鮮空氣面罩或防毒面具。 手工電弧焊對鑄鐵軸承座的修復工藝 (圖 ) 摘 要 :介紹了小齒輪座底板的斷裂情況 ,通過對其材料的技術(shù)性能、鐵的可焊性等性能的分析 ,確定了手工電弧冷焊的施工方案 ,并提出了具體的焊接工藝 ,順利完成了該工件的修復。 關(guān)鍵詞 :手工電弧焊 ,修復 ,焊接 中鋁山西分公司氧化鋁一分廠 GM223 型管磨機小齒輪座 ,材質(zhì)為 HT15233 ,在使用過程中其底板四個地腳螺絲孔處兩個斷裂 ,一個發(fā)生裂紋。由于重新訂貨至少需 時三個月 ,且生產(chǎn)形勢較為緊張 ,要求管磨機早日投用 ,因此決定對該小齒輪座進行焊接修復。 1 缺陷情況及失效分析 小齒輪座的斷裂情況 小齒輪座底板四個地腳螺絲孔有兩個斷裂 (在小齒輪座同 1) 底板斷裂有兩處 ,位置及裂口開頭見圖 圖 2 ,斷塊尺寸 270 mm250 mm70 mm,斷口尺寸 270 mm(100 mm～ 130 mm) 。 2) 底板斷裂一處 ,見圖 1 ,已裂透。 失效分析 小齒輪座在使用中本身受到的拘束度較大。在管磨機運行過程中承受交變載荷作用。工件本身存在制造缺陷 ,在加強筋邊緣與底板連接之處存在應力集中。運行中 ,由于大拘束度及交變載荷作用 ,預應力集中處發(fā)生破壞 ,形成裂紋 ,逐步擴展至筋板處 ,發(fā)生斷裂。 2 修復方案選擇 根據(jù)技術(shù)手段的現(xiàn)狀 ,選用手工電弧焊方法進行修復。 材料的技術(shù)性能參數(shù) 1) HT15233 的化學成分見表 1 。 1 化學成分 % 2) HT15233r 的性能參數(shù)見表 2 。 2 性能參數(shù) 鐵的可焊性分析 由于鑄鐵的固有性質(zhì)及冶金特性 ,給電弧焊帶來了極大的困難 ,具體如下 : 1) 熔化后鑄鐵冷卻速度快 ,在熱影響區(qū)易出現(xiàn)白口組織 ,焊接時開裂傾向較大。 2) 鑄鐵組成成分中 ,碳的含量高 ,在焊接過程中碳易被氣化 ,容易產(chǎn)生氣孔。 3) 鑄鐵強度高 ,塑性差 ,焊接時殘余應力大 ,易產(chǎn)生焊接熱裂紋。 4) 鑄鐵中 C、 S、 P 等元素含量高 ,并在焊接過程中熔化到焊縫中 ,會增加金屬的硬度 ,降低塑性和韌性 ,易產(chǎn)生裂紋 ,并降低可加工性。 5) 鑄鐵在冶煉過程中 ,易出現(xiàn)石墨 粗大化 ,石墨與基體產(chǎn)生間隙 ,使鑄件在使用過程中油、水滲入形成氧化物 ,嚴重阻礙焊接時的熔合 ,同時 ,增加產(chǎn)生焊接裂紋和氣孔的可能性。 6) 鑄鐵在焊接熔化時 ,液態(tài)金屬流動性很差 ,嚴重妨礙焊接時的熔合 ,熔池中熔渣和有害氣體難以逸出 ,會在焊縫中產(chǎn)生嚴重缺陷。 針對以上不利因素 ,必須從焊接工藝、操作方法、焊接程序、焊接材料幾方面加以解決。 焊接方法的選擇 鑄鐵手工焊可采用熱焊和冷焊兩種方法。手工電弧熱焊是將工件整體加熱到 600 ℃ ～650 ℃ 以上開始施焊 ,焊接過程中工作溫度不得低于 400 ℃ ,焊 后馬上加熱到 650 ℃ ,以消除應力退火。 小齒輪座的重量為 1. 74 t ,且氧化鋁一分廠沒有合適的加熱裝備 ,故采用手工電弧冷焊法修復。冷焊法是指用不預熱、嚴格控制層間溫度、小線能量的焊接方法進行焊接。 焊接材料的選擇 HT15233 的可焊性較差且底座的下表面為加工表面 ,為保證焊接質(zhì)量及下表面的可加工性宜采用純鎳基焊條 Z308 進行焊接。但 Z308 焊條價格昂貴 ,為節(jié)約費用 ,可采用以 Z308 焊條焊隔離層、 J507 焊條與 Z308 焊條相互填充、 Z308 焊條蓋面的方法進行修復 ,這樣既可 降低成本又可保證焊接質(zhì)量及下表面的可加工性能。 Z308 焊條的機械性能見表 3 。 2. 5 焊接次序 1) 裂紋處按非加工面再加工面的次序施焊。 2) 斷塊處先焊筋板側(cè) ,保證焊透 ,再從另一側(cè)清根、施焊。后焊筋板。 3 焊接 焊接前要對所有焊接部位進行徹底清理 ,清除所有結(jié)疤、油污 等缺陷因素 ,然后再開始焊接準備。 裂紋處焊接準備 表面清理干凈后 ,用角向拋光機修磨裂紋處至磨出所要求的雙 U 型坡口。修磨時要求消除所有裂紋傾向 ,坡口邊緣平滑過渡 ,鈍邊、間隙以單邊能焊透為準。 斷塊處焊接準備 兩斷塊斷裂口處形狀基本規(guī)則 ,表面清理后用角向拋光機將斷口按坡口所要求形狀、尺寸修磨成雙 U 型坡口 ,鈍邊、間隙以單邊能焊透、另一側(cè)以清根為準 ,然后按尺寸在劃線平臺上將斷塊與小齒輪座本體組對、點固。 3. 3 焊接 小齒輪座焊接熔敷量較大 ,為減小焊接應力及焊接變形 ,保證焊接質(zhì)量 ,采用兩班工作制 ,固定高水平焊工施焊。焊接時環(huán)境溫度保證在 20 ℃ 以上 ,夜班如果溫度過低則停止焊接。為防止穿堂風 ,在施焊時搭設(shè)圍篷以防風保溫。焊接時先焊裂紋 ,然后再焊斷裂塊。焊裂紋時先焊兩螺絲孔中間的裂紋 ,焊完后再焊外側(cè)裂紋。 1) 焊接前 ,Z308 焊條要 150 ℃ 烘干 1 h ,J507 要 250 ℃ 烘干 2 h ,烘干后放入保溫桶中保溫 ,隨用隨取。 2) 每次焊接時都將焊道放置在水平位置 ,以利于操作。 3) 焊接時采用短道、快速、不擺條、斷續(xù)、分散焊法 ,每段長度不超過 30 mm ,收弧時要填滿 弧坑。 4) 焊完一道馬上用鈍頭小錘錘擊整個焊道以釋放焊接應力 ,錘擊速度要快 ,力量由重漸輕。 5) 嚴格控制層間溫度 ,每焊完一道必須冷卻到 50 ℃ 以下方可繼續(xù)施焊。 6) 打底時采用小熔合比進行焊接 ,填充焊和蓋面焊時可適當放大熔合比。 7) 清除熔渣后 ,用五倍放大鏡觀察 ,無裂紋 ,再繼續(xù)下一步焊接。 淺析 C