手工鎢極氬弧焊焊接不銹鋼薄板的工藝方法
隨著現(xiàn)代制造業(yè)的不斷發(fā)展,不銹鋼薄板在國防、航空、化工、電子等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛,1~3mm不銹鋼薄板的焊接也越來越多, 因此,掌握好不銹鋼薄板焊接的工藝要領(lǐng)十分必要。 鎢極氬弧焊(TIG)應(yīng)用了脈沖電弧,它具有熱輸入低、熱量集中、熱影響區(qū)小、焊接變形小、熱輸入均勻,能較好地控制線能量等特點(diǎn);焊接時(shí)保護(hù)氣流具有冷卻作用,可降低熔池表面溫度,提高熔池表面張力;TIG便于操作,容易觀察熔池狀態(tài), 焊縫致密,機(jī)械性能好,表面成形美觀。目前TIG廣泛應(yīng)用于各行業(yè),尤其是在不銹鋼薄板的焊接中應(yīng)用較廣。 1.1鎢極氬弧焊機(jī)及電源極性的選用 TIG可分直流和交流脈沖,直流脈沖TIG主要用于焊接鋼、軟鋼、耐熱鋼等,交流脈沖TIG主要用于焊接鋁、鎂、銅及其合金等輕金屬。交、直流兩種脈沖都采用陡降特性電源,TIG焊接不銹鋼薄板通常采用直流正接法。 1.2手工鎢極氬弧焊技術(shù)要領(lǐng) 1.2.1引弧 引弧形式有非接觸式和接觸式短路引弧兩種。前者電極不與工件接觸,既適于直流也適于交流焊接、后者僅適于直流焊接。若采用短路方法引弧,不應(yīng)在焊件上直接起弧,因易產(chǎn)生夾鎢或與工件粘接,電弧也不能立即穩(wěn)定,電弧容易擊穿母材,所以應(yīng)采用引弧板,在引弧點(diǎn)旁放一塊紫銅板,先在其上引弧,待鎢極頭加熱至一定溫度后再移至待焊部位,在實(shí)際生產(chǎn)中,TIG常用引弧器引弧,在高頻電流或高壓脈沖電流的作用下,使氬氣電離而引然電弧。 1.2.2定位焊 定位焊時(shí),焊絲應(yīng)比常用焊絲細(xì),因點(diǎn)焊時(shí)溫度低、冷卻快,電弧停留時(shí)間較長,故容易燒穿,進(jìn)行點(diǎn)固定位焊時(shí),應(yīng)把焊絲放在點(diǎn)焊部位,電弧穩(wěn)定后再移到焊絲處,待焊絲熔化并與兩側(cè)母材熔合后迅速?; ?nbsp; 1.2.3正常焊接 用普通TIG進(jìn)行不銹鋼薄板焊接時(shí),電流均取較小值,但是當(dāng)電流小于20A時(shí),易產(chǎn)生電弧漂移,陰極斑點(diǎn)溫度很高,會(huì)使焊接區(qū)域產(chǎn)生發(fā)熱燒損和發(fā)射電子條件變差,致使陰極斑點(diǎn)不斷跳動(dòng),很難維持正常焊接。而采用脈沖TIG時(shí),峰值電流可使電弧穩(wěn)定,指向性好,易使母材熔化成形,并循環(huán)交替,確保焊接過程的順利進(jìn)行,能得到性能良好、外觀漂亮、形成熔池互相搭接的焊縫。 不銹鋼薄板的物理特性和板形直接影響焊縫質(zhì)量。不銹鋼薄板導(dǎo)熱系數(shù)小,線膨脹系數(shù)較大,當(dāng)焊接溫度變化較快時(shí),產(chǎn)生的熱應(yīng)力大,很容易出現(xiàn)燒穿、咬邊和波浪變形。不銹鋼薄板焊接多采用平板對(duì)接焊,熔池主要受到電弧作用力、熔池金屬重力和熔池金屬表面張力的作用,當(dāng)熔池金屬體積、質(zhì)量和熔寬一定時(shí),熔池深度取決于電弧的大小,熔深和電弧力又與焊接電流相關(guān),熔寬由電弧電壓決定。 熔池體積越大,表面張力也越大,當(dāng)表面張力不能平衡電弧作用力和熔池金屬重力時(shí),會(huì)造成熔池?zé)?,而且在焊接過程中局部受到加熱和冷卻作用,使焊件產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力和應(yīng)變,當(dāng)焊縫的縱向縮短對(duì)薄板邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力超過一定值時(shí),會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的波浪變形,影響工件的外形質(zhì)量。在相同的焊接方法和工藝參數(shù)下,采用不同形狀的鎢極,減少焊接接頭上的熱輸入量,可以解決焊縫燒穿和工件變形等問題。
3.1焊接原理 鎢極氬弧焊是一種明弧焊,電弧穩(wěn)定,熱量比較集中,在惰性氣體(氬氣)的保護(hù)下,焊接熔池純凈,焊縫質(zhì)量較好。但是在焊接不銹鋼,特別是奧氏體不銹鋼時(shí),焊縫背面也需要進(jìn)行保護(hù),否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化,影響焊縫成型和焊接性能。 3.2焊接特點(diǎn) 不銹鋼薄板的焊接有以下特點(diǎn): (1)不銹鋼薄板的導(dǎo)熱性差,容易直接燒穿。 (2)焊接時(shí)不需要焊絲,母材直接熔合。 因此,不銹鋼薄板焊接的質(zhì)量與操作者、設(shè)備、材料、施工方法、焊接時(shí)的外部環(huán)境及檢測(cè)等因素息息相關(guān)。 在不銹鋼薄板的焊接過程中,不需要焊材,但是對(duì)以下材料要求比較高:一是,氬氣的純度、流量大小及通氬時(shí)間,二是,鎢極。 (1)氬氣 氬氣屬于惰性氣體,不易和其它金屬材料、氣體發(fā)生反應(yīng)。由于其氣流有冷卻作用,焊縫熱影響區(qū)小,焊件變形小,是鎢極氬弧焊最理想的保護(hù)氣體。氬氣的純度必須大于99.99%以上。氬氣主要是對(duì)熔池進(jìn)行有效的保護(hù),在焊接過程中防止空氣對(duì)熔池侵蝕而引起氧化,同時(shí)對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行有效的空氣隔離,使焊縫區(qū)域得到保護(hù),提高焊接性能。 (2)鎢極 鎢極表面要光滑,端部一定要磨尖,且同心度好。這樣焊接時(shí)高頻引弧好、電弧穩(wěn)定性好,熔深深,熔池能保持穩(wěn)定,焊縫成形好,焊接質(zhì)量好。如果鎢極表面燒壞或表面有污染物、裂紋、縮孔等缺陷時(shí),這樣焊接時(shí)高頻引弧困難,電弧不穩(wěn)定,電弧有漂移現(xiàn)象,熔池分散,表面擴(kuò)大,熔深淺,焊縫成形差,焊接質(zhì)量差。 (1)鎢極氬弧焊穩(wěn)定性好,不同鎢極形狀對(duì)不銹鋼薄板焊接質(zhì)量有較大影響。 (2)平頂錐端頭鎢極焊接可提高單面焊雙面成形率,減小焊接熱影響區(qū),焊縫成形美觀,綜合力學(xué)性能較好。 (3)采用正確的焊接方法可有效預(yù)防焊接缺陷。