薄板V形坡口对接立位手工钨极氩弧焊操作方法探讨

钟强

摘   要：手工钨极氩弧焊焊接范围广、保护效果好、焊接变形与应力小、焊接速度低、焊接质量好，是一种比较好的焊接操作方法。在薄板V形坡口对接立位手工钨极氩弧焊操作过程中，通过掌握焊前准备、引弧、送丝、焊接、收弧的技巧及操作注意事项，确保焊缝符合焊接质量要求。

关键词：手工钨极氩弧焊;焊接工艺参数;送丝方法;打底层焊

氩弧焊是以氩气作为保护气体的一种电弧焊方法。氩气从焊枪喷嘴中喷出，在焊接区形成连续封闭的氩气层，对电极和焊接熔池起着机械保护的作用。氩弧焊技术是国内外发展最快、应用最广泛的一种焊接技术。该焊接方法与手工电弧焊相比具有很多优点，当前在电力工业中被广泛地应用。

薄板V形坡口对接立位手工钨极氩弧焊在操作时难度较大，主要是焊枪角度和电弧长短在垂直位置上不易控制。立焊时为了防止熔池金属和熔滴往下淌，要控制熔池的温度，选用较小的焊接电流和较细的填充焊丝，电弧不宜拉得过长，焊枪下垂角度不能太小，否则会引起咬边、焊缝中间堆得过高等缺陷。为了避免出现缺陷，通过焊枪的移动与填充焊丝的有机配合，获得了良好的焊缝成形。

手工钨极氩弧焊是手工操作的焊接方法，因此，焊缝的质量在很大程度上取决于焊工的操作技术。根据所积累的理论和实践经验，现总结手工氩弧焊立焊实际操作方法如下。

1    焊前准备

1.1  主要设备

（1）WS-400时代逆变手工氩弧焊机、氩气瓶、氩气减压流量调节器等。（2）劳动保护用品：焊工手套、工作服、工作帽、绝缘鞋、白光眼镜等。（3）辅助工具：清渣锤、钢丝刷、角磨机、焊缝万能量规、放大镜、扁錾等。

1.2  焊接材料

（1）Q235-A钢板。300×100×6 mm，坡口角度（60±2）°。

（2）氩气，纯度≥99.5%。

（3）WCe-20钨极（直径φ2.5 mm），端部磨成300尖锥形。

（4）TIG-J50焊丝，直径φ2.5 mm。

2    焊前装配、定位焊

焊前清理。用角向磨光机把焊件坡口面及其正、反面两侧边缘20 mm处的油、锈及其他污物打磨干净，并修磨出钝边。

装配时，将两块钢板水平放在装配架上，对正对齐，避免产生错边现象。对接钢板起焊端预留2 mm间隙，焊接结束端预留3.5 mm间隙，用正常焊接时所使用的焊丝来进行点固定位焊，定位焊缝长度不少于10 mm，要求定位焊缝完好。预留反变形量为3°，错边量应≤0.6 mm。

3    焊接工艺参数选择

通过调整并试焊最终确定各项工艺参数。焊接电流：打底焊80～95 A、填充焊85～105 A和盖面焊85～100 A;电弧电压：10～15 V;氩气流量：7～10 L/min;钨极伸出长度：4～7 mm;喷嘴至焊件距离：≤11 mm。

4    焊接操作

手工鎢极氩弧焊采用直流正接法进行3层焊接。将组对好的焊件垂直固定在焊接工位架上，小间隙在下面，大间隙在上面，自下而上进行焊接。

4.1  打底层焊接

首先，提前送气3～5 s，在焊件最下端的定位焊缝上，使钨极与焊件之间保持3～6 mm的距离，然后接通控制开关，在高频高压或高压电脉冲的作用下，使氩气电离引燃电弧。电弧形成后，加热定位焊缝使其熔化形成熔池后，立即将填充焊丝末端紧靠熔池前缘连续送入，送丝速度必须与焊接速度相适应，保持熔孔均匀向上完成打底层焊接。连续填丝时，要求焊丝比较平直，用左手拇指、食指、中指配合动作送丝，无名指和小指夹住焊丝控制方向，并保持焊丝末端始终不离开氩气保护区域。焊枪作上凸月牙形摆动，在坡口两侧稍停留，保证焊缝两侧熔合良好。进行接头时，采用与始焊时相同的方法引弧，将电弧拉至接头处，压低电弧，直接击穿坡口根部，形成新的熔池后再填丝焊接。

焊接时要注意，焊枪向上移动的速度要合适，特别是要控制好熔池的形状，保证熔池外沿接近椭圆形，不能凸出来，否则焊道外凸成形不好。打底焊时要保证坡口背面高度约0～1 mm，正面厚度为2～3 mm，确保便于第二层的焊接。焊接时焊丝与焊件表面夹角15°～25°，焊枪喷嘴轴线与焊件表面夹角65°～80°。焊丝要快速地从熔池前沿点进，随后撤回，如此反复。但要注意撤回焊丝时不能使焊丝端头离开氩气保护区，以免焊丝端头被氧化，在下次送进时造成氧化物夹渣或形成气孔。同时还要注意，焊丝和钨极不要触碰在一起，以免形成短路而烧损钨极，形成夹钨的缺陷。

4.2  填充层焊接

填充焊前要检查打底焊缝的表面有无缺陷，如有则需要进行处理。正常填充焊接时，焊接步骤、焊枪角度、填丝方法与打底焊基本相同。填充焊时不要熔化坡口的上棱边，并保持坡口边缘的原始状态，焊接时应保证焊缝两侧熔合良好，焊缝表面要平整或稍呈凹平面，焊缝比工件表面低1 mm左右，为盖面焊打好基础。

4.3  盖面层焊

盖面层焊焊接应适当加大焊接电流。操作时，焊丝与焊件间的角度尽量减小，送丝速度相对快一些且保持连续均匀。焊枪横向采用凸月牙形摆动，其摆动幅度稍大，并在焊缝边缘稍作停顿，保持熔池熔合坡口棱边0.5～1.0 mm，盖面焊时焊枪与焊丝角度不变，并根据焊缝的余高调节填丝量，以使焊缝表面均匀平整。焊接结束时，如果收弧不正确，会在收弧处产生裂纹、气孔等缺陷，因此，必须掌握好收弧的方法。当焊接快结束时，焊枪前移速度逐渐加快，同时逐渐减少焊丝送给量，直至焊件不熔化。

5    操作注意事项

焊接时易在碳钢表面生成难熔的氧化薄膜，阻碍金属之间的熔合。因此，焊前对焊件、焊丝要作必要的清理，并对焊接区域进行气体保护。因钍有放射性，故磨削钍钨极时焊工应戴口罩，磨削完毕后应洗净手脸。钨极端头变粗后，必须及时修磨，以利于焊缝良好成形。

6    结语

总之，只要合理选择焊接工艺参数、掌握正确的操作手法及姿势、控制焊接电弧及金属熔滴，通过多练习达到熟练的程度，就会得到质量好的焊缝。

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