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(教)小管对接水平固定TIG焊从不会到精通

焊工家园2020-02-13 16:37:41
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学习目标


1、了解钢管对接水平固定焊的应用领域,学习管对接水平固定焊的基本操作技能。

2、掌握钢管对接水平固定焊单面焊双面成形的操作要领及焊接参数的选择。

3、学会管对接的装配方法及定位焊要求。


任务提出


在石油化工、电站锅炉、输油管线等需要大量的管道对接,并要求单面焊双面成形。在生产中V形坡口管对接水平固定焊最为常见之一,如图1-2-1所示。



任务分析


根据图样可知,本试件为V形坡口管对接水平固定钨极氩弧焊,要求单面焊双面成形。用钨极氩弧焊将两件长度100㎜,坡口面角度为30°的ф60×5的管对接焊成。其中坡口角度为60°,间隙和钝边自定。

由于试件处于水平位置,固定焊接时,经历仰焊、仰爬坡焊、立焊、爬坡焊、平焊五种位置的焊接,使焊接难度增大。ф60×5管对接由于管径较小,管壁较薄,特别是作为焊接起始部位的仰焊位置,选择焊接电流较小时,熔池温度上升较慢,熔滴不易过渡,造成背面焊缝凹陷,正面焊缝下坠,甚至产生焊瘤;而处于平位时背面又容易产生下坠,余高过大,正面焊缝凹陷,熔合不良等缺陷;当选择焊接电流较大时,双手配合不好,手忙脚乱,烧穿或焊瘤等。所以,应使用较合适的电流,并通过随焊缝位置的不断变化而改变焊枪角度,调节焊接速度,进行合理的操作。即保证焊透,又不致使熔池温度升高产生焊瘤。


相关知识


氩弧焊(TIG)的焊接设备

手工钨极氩弧焊机通常由焊接电源、焊枪、焊接控制系统(现在的TIG焊机已把电源与控制系统组装成一体)、供气及供水系统等部分组成。


1.焊接电源


钨极氩弧焊电源可分为直流电源、交流电源、交直流电源、脉冲电源等,电弧的静特性曲线是水平的,且要求外特性曲线更陡一些,可在电弧长度受到干扰变化时,焊接电流的变化更小。

在氩弧焊中,由于氩气的电离能较高,给引弧造成了很大的困难。一般都在焊接电源上加入引弧装置。通常在交流电源中接入高频振荡器,在直流电源中接入脉冲引弧器。


2.焊接程序控制系统


氩弧焊的控制系统主要是用来控制和调节气、水、电的各个工艺参数以及起动和停止焊接。大体按照下列程序进行。

为了使焊接区得到可靠的保护,引弧时需提前2~5s送气,然后再接通焊接电源,施加高频或者高压脉冲引弧。一旦电弧引燃,立即切除高频或高压脉冲。焊接结束时,当电弧熄灭后,还应延迟5~15s停止送气,以便使焊缝尾部和钨极端部在冷却过程中仍能得到充分的保护。


3.供气系统


供气系统的作用就是通过电子线路控制电磁阀的通断、气体指示灯、提前、滞后供气时间以及气体检查、焊接状态的转换控制,以保证纯度合格的保护气体在焊接时以适宜的流量平稳地从焊枪喷嘴喷出。

供气系统主要由Ar气瓶、减压器、气体流量计、电磁气阀、电磁气阀的控制电路及气路组成,见图1-2-2。



4.水冷系统


焊接电流小于150A时,一般采用风冷焊枪,焊接电流超过150A时,应采用水冷焊枪。


5.焊枪


TIG焊枪要求焊枪重量轻、体积小、绝缘性能好和具有一定的机械强度等。一般由喷嘴、电极夹套、枪体、钨极、开口夹套、电极帽、手柄及控制开关等组成。如图1-2-3.

焊枪起夹持电极、传导焊接电流、向焊接部位输送保护气体、通过微动开关向焊机发出控制命令的作用。小型焊枪依靠保护气流带走焊枪中的热量,大型焊枪还要采用循环水冷却焊枪。



任务实施


一、焊前准备

1、劳保  穿好棉质或皮质工作服,绝缘鞋,戴好工作帽,绝缘手套,卫生口罩,平光镜,

头盔式遮光面罩等。

2、母材  20钢管Φ60×5×100,坡口30°,检查钢管园度,并修整。为保证焊接质量,必须在坡口两侧正反面25㎜内除锈、除油打磨干净,露出金属光泽,避免产生气孔、裂纹等缺陷。并修磨钝边。

3、焊材  焊丝   根据管子母材型号,选择ER50-6(TIG-J50),直径ф3㎜或ф2.5㎜焊丝。

钨极   选用直径ф2.5㎜铈钨极,修磨钨极端部成30°圆锥角,并修磨直径ф0.5㎜小平台。尽量使磨削纹路与母线平行,延长钨极使用时间。如图1-1-2。

保护气体   选择纯度99.99%的氩气作保护气,检查并调整气体流量。

4、焊机

选用WSE-315交直流钨极氩弧焊机,或WSM-300直流钨极氩弧焊机,直流正接电源。选择操作方式(4步),调整上下坡时间。检查设备气路、电路是否接通。钨极端部形状是否合适,清理喷嘴内壁飞溅物,使其干净、光滑,以免保护气通过受阻。

检查设备状态,电缆线接头是否接触良好,焊钳电缆是否松动,避免因接触不良造成电阻增大而发热,烧毁焊接设备。检查安全接地线是否断开,避免因设备漏电造成人身安全隐患。

5.辅助工具  备好钢锯条,扁铲、手锤、角磨砂轮,钢丝刷、钢板尺,焊缝尺等。

6.确定焊接工艺参数

表1-3 小管对接水平固定TIG焊工艺参数



二、装配与焊接


1、组装与定位焊

     为保证焊接质量,装配定位很重要。为了即保证焊透又不能烧穿,必须留有合适的对接间隙和合理的钝边。根据试件板厚和焊丝直径大小,确定钝边p=0~0.5㎜,间隙b=2.5~3㎜(始端2.5终端3),反变形约2°,错边量≤0.5㎜。

由于管径较小,固定一点即可。点固焊时,用对口钳或小槽钢对口,如图1-2-4在试件两端坡口内侧点固,焊点长度10㎜左右,高度2~3㎜。




点焊前,在焊机面板选择收弧有(4步),调整焊接电流,收弧电流,上坡时间,下坡时间。戴好头盔面罩,左手握焊丝,右手握焊枪,喷嘴接触试件端部坡口处,按动引弧按钮引燃电弧,不松手,利用电弧光亮找到点焊位置,松开引弧按钮,电流开始上升,调整喷嘴高度,电弧长度约2 ~3㎜,加热坡口一侧,待形成熔池,填加一滴焊丝,移动电弧到坡口另一侧,待形成熔池,再填加一滴焊丝,两侧搭桥后锯齿形摆动电弧,将坡口钝边熔化,焊丝一滴一滴填加到熔池,达到固定点长度后,右手按动引弧按钮,电流开始衰减,等熔池完全冷却后再移开焊枪。将试件固定在焊接变位器上,高度据个人习惯而定,固定点置于10点位置,6点和12点位置不允许有固定点。


2、打底焊


管子对接水平固定焊,要求焊工能够双手开弓,焊接分左右两个半圆先后完成。先焊接右半圆,从6点半位置开始焊接,12点半位置收弧。焊枪、焊丝角度如图1-2-5。


戴好头盔面罩,左手握焊丝,右手握焊枪,分开两腿弯腰低头,喷嘴接触试件6点半位置坡口处,按动引弧按钮引燃电弧,不松手,利用电弧光亮找到点焊位置,松开引弧按钮,电流开始上升,调整喷嘴高度,此时,焊枪工作角为90°角,前进角80~90°,电弧长度约2 ~3㎜,加热坡口一侧,待坡口棱边熔化并形成熔池,填加一滴焊丝,移动电弧到坡口另一侧,待棱边熔化并形成熔池,再填加一滴焊丝,两侧搭桥后锯齿形向上摆动电弧,将坡口棱边熔化0.5~1㎜,焊丝与电弧交替一滴一滴填加到熔池,电弧在坡口两侧适当停顿,使熔滴与坡口良好熔合。注意填加焊丝一定要准确填入根部熔池,否则,背面凹陷,甚至产生未熔合,焊丝进退要利落,退出不离氩气保范围,利用电弧外围热量预热焊丝,避免焊丝与钨极接触,出现夹钨缺陷。随着焊缝位置的变化逐渐直腰,并相应调整焊枪角、焊丝角度,超过12点位置时,焊枪角度应与焊接方向成75~85°角,即改变电弧指向,以控制铁水下流。到达12点半位置开始收弧,右手按动引弧按钮,电流开始衰减,等熔池完全冷却后再移开焊枪。如果采用2步操作则应回拉电弧,并逐渐提高喷嘴高度,缩小熔池。


焊接左半圈时,管子位置不动,应用钢丝刷清理仰位起头处,右手持焊丝,左手握焊枪,在6点位置处引燃电弧,焊丝进入氩气保护范围。缓慢移动电弧到坡口根部,熔化坡口棱边0.5~1㎜,并在根部形成熔池,将焊丝送进根部熔池,电弧小锯齿摆动向7点移动,与右半圈相同。当焊接到距离固定点1~2毫米时(一个熔孔长度)附近,电弧大步向前移动一个来回,对固定点预热,如图1-2-6,然后再回到正常焊接的部位,此时不需添加焊丝,待形成新的熔池后再填送焊丝,与固定点熔合,后添加少量焊丝,到达固定点高端时电弧可加快步伐,不加焊丝,至固定点低端熔化根部后,再填加焊丝,正常焊接。封口时的方法与之相同,超过接头5~10毫米开始收弧。同时注意逐渐调整焊枪焊丝角度,直起身体。

特别注意,整个焊接过程保证钨极端部形状,随时修磨钨极。


3、盖面焊


   用钢丝刷清理打底层氧化皮,与打底层焊接方法基本相同。注意,焊接起头与底层接头稍微错开5~10毫米,电弧横向摆动幅度稍大,熔掉棱边0.5~1毫米为好,前移步伐不易太大,填丝方法为两点式,填丝频率稍快,使焊缝饱满,避免咬边,电弧在坡口两侧应适当停顿,保证良好熔合。如图1-2-7示。


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