浙江至德鋼業有限公司用等離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)焊接304（相當我國鋼號標準06Cr19Ni10）奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼筒體縱縫和環縫，所焊筒體直徑為300～1500mm，壁厚4mm（少量6～10mm），產品結構如圖3-84所示。
等離子弧焊（PAW）又稱高能密度焊接，它能量集中，電弧穩定，所需電流較小，對工件的熱輸入較小，熱影響區小，產生的焊接變化也小，同時還能提高焊縫抗晶間腐(fu)蝕能力。
小孔(kong)型和熔(rong)透(tou)型等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)，這兩種焊(han)(han)(han)接方(fang)法，都適用于(yu)大直徑筒體縱、環縫的(de)焊(han)(han)(han)接。小孔(kong)型等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)可產(chan)生(sheng)強有(you)力的(de)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)束，與激光或電子(zi)(zi)束焊(han)(han)(han)接一樣，它能(neng)夠在材(cai)料(liao)上(shang)產(chan)生(sheng)充分的(de)熔(rong)融(rong)。施(shi)焊(han)(han)(han)時(shi)，壓(ya)縮的(de)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)焰流(liu)速度較快，電弧(hu)細(xi)長而(er)(er)有(you)力，為熔(rong)池前端(duan)穿透(tou)焊(han)(han)(han)件(jian)而(er)(er)形(xing)成一個(ge)小孔(kong)，焰流(liu)穿過(guo)母(mu)材(cai)而(er)(er)噴出，稱(cheng)之小孔(kong)效(xiao)應(ying)。由于(yu)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)能(neng)量密(mi)度的(de)提高有(you)一定限制。因此(ci)(ci)，小孔(kong)型等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)只能(neng)在有(you)限厚板(ban)上(shang)進(jin)行焊(han)(han)(han)接。當(dang)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)氣流(liu)量較小、弧(hu)柱壓(ya)縮程(cheng)度較弱時(shi)，此(ci)(ci)種等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)在焊(han)(han)(han)接過(guo)程(cheng)中(zhong)只熔(rong)化焊(han)(han)(han)件(jian)而(er)(er)不產(chan)生(sheng)小孔(kong)效(xiao)應(ying)，焊(han)(han)(han)縫成形(xing)原(yuan)理(li)與鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)相似，稱(cheng)為熔(rong)透(tou)型等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)或稱(cheng)柔性等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)，主(zhu)要用于(yu)3mm以下薄板(ban)單面焊(han)(han)(han)雙(shuang)面成形(xing)及厚板(ban)的(de)多(duo)層焊(han)(han)(han)。
一、產品焊接時自動焊機裝備配置
配備(bei)了十(shi)字操作架、滾輪架、壓床及焊(han)接系(xi)統。縱(zong)縫(feng)(feng)、環縫(feng)(feng)用不同(tong)的(de)工裝(zhuang)，共用一套焊(han)接系(xi)統。電源配備(bei)是(shi)法國原裝(zhuang)等離(li)子弧(hu)焊(han)電源，可(ke)(ke)儲存參數，通(tong)過預先參數設置(zhi)并(bing)修改(gai)后保存，焊(han)接時調(diao)用。可(ke)(ke)調(diao)送(song)絲機構由(you)直流電動機驅動，可(ke)(ke)輸送(song)φ0.8mm～φ1.6mm的(de)焊(han)絲。
1. 縱縫工裝(zhuang)
縱(zong)縫(feng)采(cai)用(yong)壓床(chuang)工裝(zhuang)，氣(qi)動琴健壓板分(fen)別加壓固定(ding)(ding)工件，配備焊(han)縫(feng)定(ding)(ding)位裝(zhuang)置。壓床(chuang)上圓柱形芯軸頂端帶(dai)有凹槽銅墊，槽內通背面保(bao)護氣(qi)體。銅墊如圖3-85所示(shi)，凹槽寬13mm，深19mm。焊(han)接縱(zong)縫(feng)時采(cai)用(yong)引(yin)弧板和(he)引(yin)出板，將小(xiao)孔起(qi)始區(qu)及收尾區(qu)引(yin)出筒體焊(han)縫(feng)以(yi)外(wai)，以(yi)保(bao)證焊(han)縫(feng)質量。
2. 環縫工(gong)裝
環(huan)縫焊(han)接通過流(liu)輪架轉動工件(jian)，操(cao)作架機頭(tou)在筒體(ti)頂端外(wai)側固定焊(han)接。環(huan)縫等離子(zi)(zi)弧(hu)焊(han)時(shi)，環(huan)縫正面采(cai)用圓(yuan)弧(hu)狀氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)(hu)拖罩，背面也采(cai)有圓(yuan)弧(hu)狀氣(qi)(qi)體(ti)保護(hu)(hu)裝置，如圖(tu)3-86所示。采(cai)用電流(liu)及(ji)離子(zi)(zi)氣(qi)(qi)量遞(di)增的(de)(de)方式形成合適的(de)(de)小孔形成區(qu)；同樣采(cai)用電流(liu)及(ji)離子(zi)(zi)氣(qi)(qi)量遞(di)減的(de)(de)方式獲得小孔收尾區(qu)。
二(er)、焊接(jie)工(gong)藝評(ping)定后的焊接(jie)工(gong)藝要點
1. 焊前準備
a. 坡(po)口選擇
焊(han)接厚(hou)4～8mm板(ban)可不(bu)(bu)開坡(po)(po)口(kou)(kou)，但厚(hou)度＞8mm的(de)板(ban)最好略開坡(po)(po)口(kou)(kou)，鈍邊(bian)留5～6mm，如圖(tu)3-87。第一道焊(han)縫采用小孔法(fa)(fa)焊(han)接（可不(bu)(bu)加絲），填(tian)充焊(han)道則采用柔(rou)性等離子弧熔透(tou)法(fa)(fa)完成(cheng)，這樣可使焊(han)縫表面成(cheng)形(xing)美觀(guan)。
b. 裝(zhuang)配好鎢極
調整好鎢(wu)極(ji)(ji)內(nei)縮量及鎢(wu)極(ji)(ji)與噴嘴(zui)壓(ya)縮孔的同(tong)(tong)心度，同(tong)(tong)心度調節(jie)要視高頻火花分(fen)布(bu)情況而定，一般在看到高頻火花均(jun)勻分(fen)布(bu)在鎢(wu)極(ji)(ji)四周75％～80％以上(shang)時(shi)即(ji)可(ke)。噴嘴(zui)分(fen)收斂(lian)擴散型(xing)和普通(tong)圓柱型(xing)。收斂(lian)擴散型(xing)噴嘴(zui)減(jian)弱噴嘴(zui)壓(ya)縮程(cheng)度，但是可(ke)以采(cai)用更(geng)大焊接電(dian)流(liu)而不(bu)產生雙弧(hu)，這樣可(ke)加(jia)大工件厚度和焊接速度。當鎢(wu)極(ji)(ji)伸出噴嘴(zui)時(shi)，電(dian)弧(hu)變為自(zi)由(you)電(dian)弧(hu)，無壓(ya)縮效(xiao)果。
c. 控(kong)制筒體間隙和錯(cuo)邊量
焊(han)前要(yao)控制(zhi)筒(tong)體間隙(xi)和錯邊(bian)量(liang)小于1mm。如果錯邊(bian)量(liang)略(lve)大，可以(yi)通過加大焊(han)接(jie)參數(shu)來補償。裝配(pei)工件時采用手工TIG焊(han)焊(han)接(jie)定位(wei)焊(han)點(dian)，每隔150mm焊(han)接(jie)一個(ge)定位(wei)焊(han)縫，長度以(yi)4～5mm為宜(yi)。
特別提示(shi)：焊前(qian)要確保焊槍噴嘴(zui)與焊縫(feng)中心同心，以避免背面局部未熔(rong)合。
2. 焊接過程(cheng)的控制
a. 引(yin)弧
首(shou)先(xian)接(jie)通鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)與(yu)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，引(yin)燃鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)與(yu)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)；然后迅速接(jie)通鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)和焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，使電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)轉移到(dao)鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)和焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間直接(jie)燃燒；同(tong)時切斷鎢(wu)(wu)極(ji)(ji)(ji)和噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，轉移型等離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)就(jiu)正式(shi)建(jian)立(li)。在(zai)(zai)正常(chang)工作(zuo)狀態下(xia)，噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)不帶電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，在(zai)(zai)開始引(yin)弧(hu)(hu)(hu)(hu)時產生(sheng)的等離(li)(li)子(zi)弧(hu)(hu)(hu)(hu)只作(zuo)為建(jian)立(li)轉移弧(hu)(hu)(hu)(hu)的中間媒介。正常(chang)的轉移弧(hu)(hu)(hu)(hu)應建(jian)立(li)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)與(yu)焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間，但對于某一個噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)，若離(li)(li)子(zi)氣流量過小、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流過大或者(zhe)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)與(yu)焊(han)(han)件接(jie)觸(chu)，噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)內壁表面的冷氣膜(mo)便容易被擊穿而形成串聯雙(shuang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)。這時，一個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)與(yu)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間，另一個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)產生(sheng)在(zai)(zai)噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)與(yu)焊(han)(han)件之(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)間，出現(xian)雙(shuang)弧(hu)(hu)(hu)(hu)將會破壞正常(chang)的焊(han)(han)接(jie)，嚴重時還會燒毀噴(pen)(pen)(pen)嘴(zui)(zui)(zui)(zui)。
b. 焊接(jie)中工藝參(can)數的選擇
①. 焊接電流：板厚和噴嘴結構(gou)確定后，選(xuan)定穩定形成小孔效(xiao)應的(de)合適電流，且與(yu)離子(zi)氣流量有關。
②. 焊接速度：焊接速度是影響小孔效應的一個重要參數。其他條件一定時，焊速增大，焊接熱輸入減小，小孔直徑亦隨之減小，最后消失；反之如果焊速太低，母材過熱，背面焊縫會出現下陷，甚至燒穿。
③. 離子氣流量：離子氣流量增大，可使等離子流力度和熔透能力增大，在其他條件不變時，為了形成小孔效應，必須要有足夠的離子氣流量；但離子氣流量過大也不好，會使小孔直徑過大而不能保證焊縫成形。總之，噴嘴孔徑確定后，離子氣流量、焊接電流和焊接速度這三者之間要有機地匹配，才能獲得滿意的焊縫。
c. 其他參數的選(xuan)擇
①. 噴嘴距離一般取3～8mm。
②. 等離子弧焊槍有兩層氣體，即從噴嘴流出的離子氣和從保護氣罩流出的保護氣，保護氣體流量一般在15～30L／min。有時為了加強保護，還需使用保護拖罩及通氣的背面墊板以擴大保護氣的保護范圍。
③. 小孔效應的等離子氣流為4.0～6.5L／min；熔透性的等離子氣流量應小些，范圍在1.5～2.0L／min。
三(san)、焊接工藝(yi)評定后的焊接參數
1. 小孔等離子弧焊(han)焊(han)接參(can)數(shu)（不開坡口）（見(jian)表3-77）。
注：焊槍(qiang)保護氣(qi)流(liu)量(liang)20～25L／min；拖罩氣(qi)體流(liu)量(liang)20～25L／min；背(bei)面保護氣(qi)體流(liu)量(liang)10～15L／min；送絲速度120～180cm／min。
2. 表3-78為小孔等離(li)子弧焊打底，熔(rong)透型等離(li)子弧蓋面(mian)的焊接(jie)參數。
注：1．第1層小孔離(li)(li)子氣(qi)Ar流量(liang)6.7L／min；第2層熔透型離(li)(li)子氣(qi)Ar流量(liang)1.3L／min。
2．保護氣(qi)（氣(qi)體(ti)分數）：Ar95％＋He5％，流(liu)量20L／min；Ar拖罩氣(qi)體(ti)流(liu)量20L／min；Ar背(bei)面(mian)氣(qi)體(ti)流(liu)量8L／min。
3. 表3-79為(wei)小(xiao)孔(kong)等離子弧焊進行(xing)打底、焊條電弧焊（SMAW）蓋(gai)面的焊接參數(shu)。
注：離子氣Ar流量(liang)6.7L／min；保護氣（氣體分數）：A195％＋He5％，流量(liang)20L／min；Ar拖(tuo)罩氣20L／min；Ar背氣8L／min。
可(ke)以認為(wei)：對于板(ban)厚8～10mm時(shi)開Y形坡(po)口可(ke)以多道焊完(wan)成(cheng)，也可(ke)以采用小孔等離子弧焊打(da)底(di)，而(er)后再用焊條電弧焊或熔化極氣體保護組(zu)合焊完(wan)成(cheng)。
四、焊(han)接接頭質量評估
經焊(han)接工藝評(ping)定后檢查：
1. 焊(han)縫表面無(wu)氣孔有深度不大(da)于0.5mm的咬邊，開(kai)坡(po)口比不開(kai)坡(po)口焊(han)縫成形更美觀(guan)。
2. 進行100％X射(she)線檢測，無缺陷(xian)。
3. 力學性能檢(jian)查：抗拉強(qiang)度(du)和彎曲試驗均合格，符合ASME IX標準，厚(hou)度(du)范圍為1.6~20mm。
五、制造(zao)能力
該廠除了完成(cheng)此產(chan)(chan)品(pin)外，還用(yong)該自(zi)動焊接(jie)裝置成(cheng)功地在消聲器(qi)產(chan)(chan)品(pin)中對不銹鋼筒(tong)體(ti)的縱(zong)焊縫(feng)，管道縱(zong)、環縫(feng)（管道長度一般為6m）進行了焊接(jie)，產(chan)(chan)品(pin)焊接(jie)質量穩定且提高了生(sheng)產(chan)(chan)效率(lv)。
