氬電聯(lián)焊工藝不同電流對焊接質(zhì)量影響論文
摘 要：本文介紹了氬電聯(lián)焊工藝原理及特點(diǎn)，并通過實(shí)驗(yàn)對比不同電流參數(shù)條件下的焊接質(zhì)量，得出一定條件下需選擇的電流數(shù)值，確保焊接質(zhì)量。
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關(guān)鍵詞：氬電聯(lián)焊 電流參數(shù) 焊接質(zhì)量
隨著新環(huán)保法出臺，天然氣作為一種清潔能源，在我國能源結(jié)構(gòu)中所占比例逐漸提高。管道運(yùn)輸因具備費(fèi)用低、輸量大、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，成為天然氣輸送第一選擇。天然氣管道一般建設(shè)周期短，焊接是管道安裝主要工序，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到管道能否安全運(yùn)行，對施工單位提出較高要求。既要保證質(zhì)量，又要保證工期，采用氬電聯(lián)焊工藝將是最佳選擇。此工藝具有焊接質(zhì)量高、焊接速度快、射線探傷合格率高、焊工易于掌握等特點(diǎn)，而被管道安裝單位廣泛應(yīng)用。筆者結(jié)合實(shí)際操作，闡述不同電流參數(shù)對氬電聯(lián)焊工藝影響，供大家參考。
1 氬電聯(lián)焊工藝原理及特點(diǎn)
1.1 工藝原理
氬電聯(lián)焊是采用氬弧焊焊接焊縫底部，再用電弧焊填充蓋面的焊接方法。焊接時(shí)首先對管材環(huán)向?qū)雍缚p定出各焊接區(qū)角度及位置，再確定各區(qū)參數(shù):如預(yù)熱溫度 、焊接溫度、電流、焊接脈沖、氬氣流量等，它綜合了兩種焊接方式的優(yōu)點(diǎn)，更能保證工程質(zhì)量。
1.2 特點(diǎn)
a.焊接質(zhì)量好：根據(jù)焊接工藝評定選擇合適的焊絲、鎢極、焊接工藝參數(shù)及純度符合要求的保護(hù)氣體，能使焊縫根部得到良好的融合，當(dāng)進(jìn)行射線探傷時(shí)，合格率明顯高。
b.效率高：同一焊工采用氬電聯(lián)焊工藝和手工電弧焊工藝焊接同樣的焊口，氬電聯(lián)焊工藝的焊接效率是手工電弧焊的2～4倍，是氬弧焊的1～2倍， 明顯縮短工期。
c.成本低：經(jīng)綜合測定，發(fā)現(xiàn)氬電聯(lián)焊比手工電弧焊可以降低施工綜合成本10%～20%，比氬弧焊可以降低施工綜合成本5%～15%，而且焊口成型好,返修率低，降低了綜合成本。
2 氬電聯(lián)焊技術(shù)實(shí)際應(yīng)用
焊接電流作為氬電聯(lián)焊工藝中一項(xiàng)重要參數(shù)，直接影響焊接質(zhì)量好壞。焊接電流過大，產(chǎn)生的咬邊、焊穿、焊瘤、嚴(yán)重焊接變形致使焊接接頭應(yīng)力集中，疲勞強(qiáng)度和承載能力下降，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致焊縫開裂。焊接電流過小易產(chǎn)生氣孔、未焊透、夾渣等缺陷，降低接頭的致密性，減少承載面積，致使接頭強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度降低。那么，電流的選擇在多大范圍內(nèi)能較好的保證焊接質(zhì)量呢?下面就通過實(shí)驗(yàn)的方法來比較不同電流對焊接質(zhì)量的影響。
2.1 焊接工藝參數(shù)
選取尺寸為168mm(直徑)*10mm(壁厚)*70mm(長度)的`20#無縫鋼6份管件。焊機(jī)選用ZX7-400STG逆變式氬弧、手弧焊機(jī)，氬弧焊打底焊絲選用Φ2.5mm的H08Mn2SiA鍍銅焊絲，保護(hù)氣體為純度99.9%以上的氬氣，電極采用Φ2.4mm的鈰鎢極;填充及蓋面層采用手弧焊，焊條選用Φ3.2mm的E5015焊條。氬弧焊打底采用直流正接法，手弧焊填充及蓋面采用直流反接法。
2.2 焊接準(zhǔn)備
焊接采用V型坡口、對接，對口間隙為3~4mm，組對固定焊為三點(diǎn)，長度10~20mm。坡口修整時(shí)使用磨光機(jī)，施焊前將坡口及其內(nèi)外壁兩側(cè)15~20mm范圍內(nèi)銹、污垢和氧化皮清理干凈直至露出金屬光澤。氬弧打底焊接電流統(tǒng)一在120~140A之間，手弧焊采用填充一遍蓋面一遍的方法，每道焊口手弧焊接電流分別在80A、85A、90A、95A、100A、105A六種條件下完成。
2.3 結(jié)果對比
80A電流：填充時(shí)底部熱量不足，偏弧，粘條現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，熔合不好，熔渣不易析出。焊接過程中在底部鐵水熔渣分離較困難，易產(chǎn)生氣孔，切熔池與母材兩側(cè)熔合有些不夠充分;
85A電流：偶有粘條現(xiàn)象，熔渣易析出，操作體驗(yàn)要比80A電流有所改善;
90A電流：粘條現(xiàn)象消除，熱量適中，焊條融化順暢，與母材熔合較好;
95A電流：粘條現(xiàn)象消除，熱量輸出偏大，焊條熔化較快，填充時(shí)須注意防止燒穿，蓋面時(shí)因熔深較大，焊道邊緣易形成咬邊;
100A電流：粘條現(xiàn)象消除，熱量輸出較大，焊條熔化快，填充速度慢容易燒穿，熔深大，但在可控范圍內(nèi)，由于填充速度快，須填充兩遍方能達(dá)到蓋面所要求的厚度。另外，熔池不易控制，散熱慢，蓋面時(shí)在焊道三點(diǎn)和六點(diǎn)位置易產(chǎn)生咬邊;
105A電流：粘條現(xiàn)象消除，熱輸出大，焊條熔化迅速，填充時(shí)極易燒穿，需提高焊接速度，但很容易造成坡口兩側(cè)受熱不均勻使鐵水偏向另一側(cè)，造成坡口兩側(cè)熔合不好，蓋面時(shí)焊道易產(chǎn)生咬邊。
3 結(jié)論
經(jīng)過對比，可知：在對168*10mm*70mm無縫管水平固定氬電聯(lián)焊填充蓋面時(shí)，氬電聯(lián)焊工藝中手弧焊操作選擇電流為85A、90A時(shí)，焊接體驗(yàn)較好，熔池好控制，焊縫成型也相對美觀。另外，考慮到焊接操作常常在戶外露天進(jìn)行，必然受到外界自然條件(如溫度，濕度、風(fēng)力及雨雪天氣)的影響，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有一些局限性，所以實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境來選擇合適的焊接電流參數(shù)。
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