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焊接工艺评定:手工钨极氩弧焊焊接不锈钢薄板工艺方法

文章录入:上海奔烁咨询   文章来源:焊接技术   添加时间:2022/7/8
引言
随着现代制造业的不断发展,不锈钢薄板在国防、航空、化工、电子等行业应用十分广泛,1~3mm不锈钢薄板的焊接也越来越多, 因此,掌握好不锈钢薄板焊接的工艺要领十分必要。
钨极氩弧焊(TIG)应用了脉冲电弧,它具有热输入低、热量集中、热影响区小、焊接变形小、热输入均匀,能较好地控制线能量等特点;焊接时保护气流具有冷却作用,可降低熔池表面温度,提高熔池表面张力;TIG便于操作,容易观察熔池状态, 焊缝致密,机械性能好,表面成形美观。目前TIG广泛应用于各行业,尤其是在不锈钢薄板的焊接中应用较广。
1、钨极氩弧焊的工艺技术要领
1.1钨极氩弧焊机及电源极性的选用
TIG可分直流和交流脉冲,直流脉冲TIG主要用于焊接钢、软钢、耐热钢等,交流脉冲TIG主要用于焊接铝、镁、铜及其合金等轻金属。交、直流两种脉冲都采用陡降特性电源,TIG焊接不锈钢薄板通常采用直流正接法。
1.2手工钨极氩弧焊技术要领
1.2.1引弧
引弧形式有非接触式和接触式短路引弧两种。前者电极不与工件接触,既适于直流也适于交流焊接、后者仅适于直流焊接。若采用短路方法引弧,不应在焊件上直接起弧,因易产生夹钨或与工件粘接,电弧也不能立即稳定,电弧容易击穿母材,所以应采用引弧板,在引弧点旁放一块紫铜板,先在其上引弧,待钨极头加热至一定温度后再移至待焊部位,在实际生产中,TIG常用引弧器引弧,在高频电流或高压脉冲电流的作用下,使氩气电离而引然电弧。
1.2.2定位焊
定位焊时,焊丝应比常用焊丝细,因点焊时温度低、冷却快,电弧停留时间较长,故容易烧穿,进行点固定位焊时,应把焊丝放在点焊部位,电弧稳定后再移到焊丝处,待焊丝熔化并与两侧母材熔合后迅速停弧。
1.2.3正常焊接
用普通TIG进行不锈钢薄板焊接时,电流均取较小值,但是当电流小于20A时,易产生电弧漂移,阴极斑点温度很高,会使焊接区域产生发热烧损和发射电子条件变差,致使阴极斑点不断跳动,很难维持正常焊接。而采用脉冲TIG时,峰值电流可使电弧稳定,指向性好,易使母材熔化成形,并循环交替,确保焊接过程的顺利进行,能得到性能良好、外观漂亮、形成熔池互相搭接的焊缝。
2、不锈钢薄板的焊接性分析
不锈钢薄板的物理特性和板形直接影响焊缝质量。不锈钢薄板导热系数小,线膨胀系数较大,当焊接温度变化较快时,产生的热应力大,很容易出现烧穿、咬边和波浪变形。不锈钢薄板焊接多采用平板对接焊,熔池主要受到电弧作用力、熔池金属重力和熔池金属表面张力的作用,当熔池金属体积、质量和熔宽一定时,熔池深度取决于电弧的大小,熔深和电弧力又与焊接电流相关,熔宽由电弧电压决定。
熔池体积越大,表面张力也越大,当表面张力不能平衡电弧作用力和熔池金属重力时,会造成熔池烧穿,而且在焊接过程中局部受到加热和冷却作用,使焊件产生不均匀的应力和应变,当焊缝的纵向缩短对薄板边缘产生的应力超过一定值时,会产生较严重的波浪变形,影响工件的外形质量。在相同的焊接方法和工艺参数下,采用不同形状的钨极,减少焊接接头上的热输入量,可以解决焊缝烧穿和工件变形等问题。
3、手工钨极氩弧焊在不锈钢薄板焊接中的应用
3.1焊接原理
钨极氩弧焊是一种明弧焊,电弧稳定,热量比较集中,在惰性气体(氩气)的保护下,焊接熔池纯净,焊缝质量较好。但是在焊接不锈钢,特别是奥氏体不锈钢时,焊缝背面也需要进行保护,否则将产生严重的氧化,影响焊缝成型和焊接性能。
3.2焊接特点
不锈钢薄板的焊接有以下特点:
1)不锈钢薄板的导热性差,容易直接烧穿。
2)焊接时不需要焊丝,母材直接熔合。
因此,不锈钢薄板焊接的质量与操作者、设备、材料、施工方法、焊接时的外部环境及检测等因素息息相关。
在不锈钢薄板的焊接过程中,不需要焊材,但是对以下材料要求比较高: 一是,氩气的纯度、流量大小及通氩时间,二是,钨极。
1)氩气
氩气属于惰性气体,不易和其它金属材料、气体发生反应。由于其气流有冷却作用,焊缝热影响区小,焊件变形小,是钨极氩弧焊最理想的保护气体。氩气的纯度必须大于99.99%以上。氩气主要是对熔池进行有效的保护,在焊接过程中防止空气对熔池侵蚀而引起氧化,同时对焊缝区域进行有效的空气隔离,使焊缝区域得到保护,提高焊接性能。
2)钨极
钨极表面要光滑,端部一定要磨尖,且同心度好。这样焊接时高频引弧好、电弧稳定性好,熔深深,熔池能保持稳定,焊缝成形好,焊接质量好。如果钨极表面烧坏或表面有污染物、裂纹、缩孔等缺陷时,这样焊接时高频引弧困难,电弧不稳定,电弧有漂移现象,熔池分散,表面扩大,熔深浅,焊缝成形差,焊接质量差。
4、结论
1)钨极氩弧焊稳定性好,不同钨极形状对不锈钢薄板焊接质量有较大影响。
2)平顶锥端头钨极焊接可提高单面焊双面成形率,减小焊接热影响区,焊缝成形美观,综合力学性能较好。
3)采用正确的焊接方法可有效预防焊接缺陷。
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