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)母材熔合后迅速停弧。 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。氬氣主要是對熔池進(jìn)行有效的保護(hù)，在焊接過程中防止空氣對熔池侵蝕而引起氧化，同時(shí)對焊縫區(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。