船舶鎢極氬弧焊焊接通用工藝

1、通用工藝標(biāo)記數(shù)量修改單號(hào)簽字日期鴇極瀛弧焊焊接工藝設(shè)計(jì)制圖繕寫編寫描校校對(duì):會(huì)簽總重量共7頁第1頁審核審定日期2005.10.27金陵船廠鴇極瀛弧焊焊接工藝一、概述氮弧焊是使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體的一種氣體保護(hù)焊。1.氮弧焊的特點(diǎn)：1）氮?dú)獗Ｗo(hù)性能優(yōu)良，焊接時(shí)不必配制相應(yīng)的焊劑或熔劑，基本上是金屬熔化與結(jié)晶的簡單過程，能獲得較為純凈及質(zhì)量高的焊縫。2）由于電弧受到氮?dú)饬鞯膲嚎s和冷卻作用，電弧熱量集中，同時(shí)氮弧的溫度又很高。因此，熱影區(qū)很窄，焊接變形與應(yīng)力均小，裂紋傾向也小，這尤其適用于薄板焊接。3）因是明弧焊，操作及觀察較方便，故容易實(shí)現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化和自動(dòng)化。止匕外，在一定條件下可進(jìn)行各種空間

2、位置的焊接。4）可焊的材料范圍很廣，幾乎所有的金屬材料都可進(jìn)行氮弧焊，特別適宜焊接化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬和合金。通常，多用于焊接鋁、鈦、鎂、銅及合金，低合金鋼，不銹鋼及耐熱鋼等。2.氮弧焊的分類：氮弧焊接所用的電極不同，分為不熔化極（鴇極）氮弧焊和熔化極氮弧焊兩類。鴇極氮弧焊是采用高熔點(diǎn)的鴇棒作為電極，在氧氣層流保護(hù)下利用鴇極與焊件之間的電弧熱量，來熔化加入的填充焊絲和基本金屬，以形成焊縫。而鴇極本身是不熔化的，只起發(fā)射電子產(chǎn)生電弧的作用。二、鴇極氮弧焊焊接材料.氧氣氧氣是在液態(tài)空氣分儲(chǔ)制氧時(shí)獲得的副產(chǎn)品。它是一種理想的保護(hù)氣體。各種金屬材料焊接時(shí)，對(duì)氮?dú)饧兌扔胁煌囊?。化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬和合金

3、，氮?dú)饧兌纫蟾?。如果氮?dú)庵泻幸欢康难?、氮、二氧化碳和水分等，將?huì)降低氧氣的保護(hù)性能，對(duì)焊接質(zhì)量造成不良影響。目前生產(chǎn)的氧氣可達(dá)到99.99%的純度，所以能夠滿足氮弧焊的工藝要求。.鴇極對(duì)氮弧焊用電極材料的要求是：電子發(fā)射能力強(qiáng)，電弧穩(wěn)定性好，耐高溫不易熔化，有較大的許用電流；強(qiáng)度高，防腐性好，不易損耗。目前所用材料主要有：純鴇、社鴇、鈾鴇三種。社鴇極就是在純鴇中加入13%氧化杜；鈾鴇極就是在純鴇中加入2%氧化鈾。由于鈾鴇極沒有放射性，同時(shí)，在電子發(fā)射、能力工藝性能、損耗程度、引弧和穩(wěn)定性等方面，均優(yōu)于針鴇極。因此，鈾鴇極是一種理想的電極材料。我廠常用針鴇棒作為鴇極。.焊絲一般選用與被焊

4、材料相同或相似成分的焊絲。鴇極手工氮弧焊的填充絲，也可采用與焊件相同的板材切成條料使用。焊絲提供相應(yīng)的焊接材料化學(xué)成份和力學(xué)性能，并提供船級(jí)社的證書。三、鴇極氮弧焊設(shè)備鴇極氮弧焊接施工方式有手工焊、半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊。半自動(dòng)焊是指填充焊絲的送進(jìn)由機(jī)械完成，而焊接操作由人工進(jìn)行。所用焊槍比手工焊時(shí)增加了輸送填充焊絲的金屬軟管。自動(dòng)焊是指焊接操作是由機(jī)、電系統(tǒng)按設(shè)計(jì)程序自動(dòng)完成。除完成基本的程序循環(huán)提前送氣、自動(dòng)引弧、工件或焊槍運(yùn)行、焊接電流遞增、切換焊接電流、焊接電流衰減、工件或焊槍停止運(yùn)行和滯后送氣外，有的自動(dòng)焊機(jī)還具備弧長自動(dòng)調(diào)節(jié)、焊縫跟蹤、焊絲擺動(dòng)等功能。目前，廠里多用手工鴇極氮弧焊。手工鴇

5、極氮弧焊設(shè)備主要包括主電路系統(tǒng)、供氣裝置、控制系統(tǒng)、焊槍、水路系統(tǒng)等部分組成。按電流種類分為交流焊和直流焊。交流用于焊鋁、鎂及其合金。直流可以是恒定直流或脈沖直流，一般用于焊接鋁、鎂及其合金以外的各種金屬材料，采用正極性。但對(duì)薄壁鋁或鎂合金構(gòu)件，也可用直流反極性施焊。四、鴇極氮弧焊工藝.焊件和焊絲的焊前清理：為確保焊接過程的穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量，焊前必須對(duì)被焊材料的坡口附近及填充焊絲進(jìn)行焊前清理，去除金屬表面的氧化膜、油脂和水分等雜質(zhì)。常用的有機(jī)械清理、化學(xué)清理和化學(xué)一機(jī)械聯(lián)合清理法。1）機(jī)械清理法：此清理法比較簡便，而且效果較好，適用于大尺寸、生產(chǎn)周期較長的焊件。通常是采用直徑細(xì)小的不銹鋼絲刷等

6、工具進(jìn)行打磨，或用刮刀刮去表面的氧化膜，使待焊部位（即準(zhǔn)備焊接的坡口兩側(cè)）露出金屬光澤。注意不應(yīng)在焊件表面留有過深的劃痕。再用有機(jī)溶劑（如汽油、酒精或丙酮）擦拭焊件的待焊部位，以去除表面的油污及雜質(zhì)。2）化學(xué)清理法：此清理法多用于焊絲和小尺寸焊件的清理。具與機(jī)械清理法相比，具有清理效率高，質(zhì)量穩(wěn)定均勻，保持時(shí)間長的特點(diǎn)。所以應(yīng)盡量可能采用化學(xué)清理法，尤其適合成批生產(chǎn)的情況。所用的化學(xué)溶液、工序和過程要根據(jù)產(chǎn)品要求及具體條件而決定。3）化學(xué)一機(jī)械聯(lián)合清理法：此種方法適用于質(zhì)量要求高的焊件。清理步驟是先用化學(xué)清理法，焊前再對(duì)待焊部位進(jìn)行機(jī)械清理。焊絲和焊件在清理之后應(yīng)保持清潔，并在限定的時(shí)間內(nèi)焊接

7、。.坡口準(zhǔn)備如下圖所示：在壁厚小于等于2.5mm時(shí)，采用平邊對(duì)接焊，不需開坡口在壁厚大于2.5mm時(shí)，需開V型坡口。3.0mmSw5.0mma=0a=010=3540.氮?dú)獗Ｗo(hù)氮弧焊很強(qiáng)調(diào)氧氣的保護(hù)效果，由于氮?dú)獗Ｗo(hù)層是柔性的，極易受到各種因素的影響而降低氧氣的保護(hù)作用。所以，焊接工藝參數(shù)要合理選用并且可采取加強(qiáng)保護(hù)的措施。1）正面保護(hù)：焊接對(duì)接、T形接頭時(shí)，因氮?dú)獗粨踝〔⒎瓷浠貋恚员Ｗo(hù)效果較好；而搭接、角接接頭的保護(hù)效果較差?？砂惭b臨時(shí)擋板。見圖示1。圖示1圖示32）背面保護(hù)：焊縫背面可加保護(hù)墊板，以隔絕空氣的影響。見圖示2.局福貳強(qiáng)保護(hù)示意圖1一用ft2/#單，一#件4一屆某護(hù)整板5五

8、板圖示23）管材背面保護(hù)：用稍大于管子直徑的橡皮悶頭封堵管子進(jìn)出口，坡口的正面采用鋁箔粘膠帶粘貼，然后在管子內(nèi)通氧氣。通氣時(shí)間、氣體流量與管子長短成正比，對(duì)于大口徑或較長管子，為了減少管徑內(nèi)充氣時(shí)間和節(jié)約氧氣，可以在靠近接頭處用悶頭隔堵。通氣一般為512分鐘后才能進(jìn)行施焊，否則背面保護(hù)效果不佳，成形較差。當(dāng)施焊時(shí)揭除接頭處1/4的鋁箔粘膠帶，焊至最后接頭1/4時(shí)，應(yīng)降低管內(nèi)通氣流量，不然會(huì)造成氣體壓力增大，焊縫處出現(xiàn)內(nèi)凹或焊穿。見圖示3。實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)用焊縫表面的顏色來鑒別氧氣保護(hù)效果。下表為不銹鋼焊縫保護(hù)效果鑒別法。不銹鋼的焊縫顏色與保護(hù)效果焊縫顏色銀白、金黃色藍(lán)色紅灰色灰色黑色保護(hù)效果最

9、好良好較好不良最差.焊接工藝參數(shù)的選擇為使鴇極氮弧焊獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，必須合理地選擇焊接工藝參數(shù)。鴇極量弧焊的主要工藝參數(shù)是：焊接電源種類和極性、鴇極直徑、焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、氮?dú)饬髁?、焊接速度、噴嘴直徑、噴嘴至焊件距離、鴇極伸出長度、焊縫層數(shù)等。1）焊接電源種類和極性應(yīng)根據(jù)被焊金屬材料及氮弧焊的方法而選擇，適用的焊接電源種類和極性參見下表：量弧焊的應(yīng)用范圍被焊材料推薦厚度（mm）焊接方法僦氣純度（%）電源種類鈦及其合金0.532.0鴇極手工及自動(dòng)熔化極自動(dòng)及半自動(dòng)99.9899.98直流正接直流反接鎂及其合金0.552.0鴇極手工及自動(dòng)熔化極自動(dòng)及半自動(dòng)99.9999.99交流或

10、直流反接直流反接鋁及其合金0.543.0鴇極手工及自動(dòng)熔化極自動(dòng)及半自動(dòng)99.9999.99交流或直流反接直流反接銅及其合金0.53.0鴇極手工及自動(dòng)熔化極自動(dòng)及半自動(dòng)99.9799.97直流正接或交流直流反接不銹鋼及耐熱鋼0.532.0鴇極手工及自動(dòng)熔化極自動(dòng)及半自動(dòng)99.9799.97直流正接或交流直流反接2）鴇極直徑鴇極直徑應(yīng)按焊接電流大小而定。鴇極直徑選擇不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)電弧不穩(wěn)，嚴(yán)重?zé)龘p，焊縫夾鴇等現(xiàn)象。止匕外，當(dāng)選用不同的電源種類和極性焊接時(shí)，鴇極的允許焊接電流也隨之變化。各種直徑純鴇極的電流范圍見下表。當(dāng)采用牡鴇極或鈾鴇極時(shí)，表中電流值可提高30%左右。各種直徑純鴇極的電流范圍電源種類

11、各種鴇極直徑（mm）的允許焊接電流（A）123456交流20100100160140220200280250300直流正接65150140180250340300400350450直流反接103020403550408060100鴇極伸出噴嘴的長度一般為34毫米3）焊接電流焊接電流主要根據(jù)焊件厚度來選擇。如果焊接電流增大，則焊縫表面的凹陷深度、熔深及熔寬都相應(yīng)地增加，而增高量相應(yīng)地減少，當(dāng)電流太大時(shí)，容易產(chǎn)生焊穿和咬邊；反之，焊接電流太小時(shí)，容易產(chǎn)生未焊透。4）電弧電壓電弧電壓增大時(shí)，熔寬稍增大，焊縫表面的凹陷深度、熔深稍減少。通過焊接電流和焊接電壓的配合，可以控制焊縫形狀。當(dāng)電弧電壓過高時(shí)，

12、易產(chǎn)生未焊透，并使氮?dú)獗Ｗo(hù)效果變差。因此，應(yīng)在保證電弧不短路的情況下，盡量減少電弧長度。5）氮?dú)饬髁康獨(dú)饬髁吭酱?，保護(hù)層抵抗流動(dòng)空氣影響的能力越強(qiáng)，但流量過大，保護(hù)層產(chǎn)生不規(guī)則流動(dòng)，易使空氣卷入，反而降低保護(hù)效果。合理的氮?dú)饬髁吭?25升/分范圍內(nèi)。6）焊接速度焊接速度增快時(shí)，氮?dú)饬髁恳鄳?yīng)增大，但焊接速度過快，由于空氣阻力對(duì)保護(hù)氣流的影響，會(huì)使保護(hù)層可能偏離鴇極和熔池，從而使保護(hù)效果變差。同時(shí)焊接速度顯著影響到焊縫成形。7）噴嘴直徑噴嘴直徑與氮?dú)饬髁客瑫r(shí)增大，則保護(hù)區(qū)必然增大，但噴嘴直徑過大時(shí)，會(huì)使焊接位置受到限制，同時(shí)對(duì)操作帶來不方便。一般噴嘴直徑在520毫米內(nèi)選用。8）噴嘴至焊件的距離噴嘴距離焊件越遠(yuǎn)則氧氣保護(hù)效果越差；反之，距離越近，保護(hù)效果越好，但過近會(huì)妨礙焊工的視線，通常噴嘴至焊件的距離以512毫米為宜。不銹鋼鋼薄板鴇極氮弧焊焊接參數(shù)焊件厚度焊絲直徑鴇極直徑焊接電流氣體流里電弧電壓電源極性mmmmmmAL/minV1.01.51.540