1、西安技師學院10屆焊接預備技師班畢業論文題目：鎢極氬弧焊管-管對接操作要點姓 名： 蔣國祥 專 業： 焊接技術及自動化 學 號： 10JHG117 指導教師： 賈靖 馬江濤 時 間： 2010/4/30 目錄摘 要1關鍵詞1一、引言1二、焊接材料分析11. 母材成分分析12. 母材力學性能13.母材焊接性分析1三、焊前準備21.使用材料及工具22. 焊前加工及清理23. 焊絲選用原則24. 焊接規范3四、 焊接過程31. 定位焊32. 焊接操作工藝要點33. 填絲注意事項44. 收弧與接頭55. 收尾方法5五、焊后要求6六、易出現缺陷的防止方法61. 裂紋的防止62. 氣孔的防止63. 未焊透

2、74. 非金屬夾雜和夾鎢的防止75. 焊縫尺寸超標的預防7六、結束語7參考文獻8致謝9鎢極氬弧焊管-管對接工藝要點摘 要本文主要描述了在進行鎢極氬弧焊時，需要根據焊口的一些實際因素，如母材的焊接性及焊縫實際使用條件，選擇合適的焊接設備和焊接材料，通過對材料本身成分分析，選擇合適的焊接方法和焊接工藝進行焊接，最后對焊接過程中易出現的問題及缺陷進行分析，提出相應的解決方法和預防措施。關鍵詞：焊接材料、焊接性、引弧、定位焊、選用原則、工藝要點、注意事項、收弧、熄弧一、引言近年來，隨著大容量、高參數機組的投人及運行，高溫高壓受熱面管道焊接采用鎢極氬弧焊方法日益增多。目前，在火力發電廠，焊接受熱面小徑管

3、比較成熟的方法是采用全氬弧焊接或氬弧打底、焊條電弧焊蓋面的方法進行焊接,因此,針對鎢極氬弧焊容易出現的問題做以下討論。12Cr1MoV屬于Gr-Mo型珠光體耐熱鋼，屬于低合金鋼范疇，低合金鋼焊接的有利一面是能提高抗氧化性和熱強化性，不利的一面是增強了脆硬傾向和形成裂紋的機會增大，因此給焊接工作帶來了很多困難。二、焊接材料分析1. 母材成分分析:12Cr1MoV鋼的化學成分（質量分數/%）CSiMnP maxS maxCrMoVCu maxFe0.080.150.170.370.40.70.030.030.91.20.250.350.150.30.2其余2. 母材力學性能: 12Cr1MoV鋼的

4、常溫力學性能抗拉強度 Rm/Mpa屈服強度 Rel/Mpa斷后收縮率 A/（%）47025520 3.母材焊接性分析： 鋼材焊接性的好壞取決于它的化學成分，影響最大的是碳元素，也就是說金屬含碳量的多少決定它的可焊性，鋼中含碳量增加，淬硬傾向增大，塑性降低，容易產生焊接裂紋。母材屬于低合金珠光體型耐熱鋼，具有較高的熱強性能，但由于其具有一定淬硬傾向所以在焊接循環決定的冷卻速度條件下，焊縫金屬和熱影響區易形成冷裂敏感的顯微組織，另外，母材中含有Cr、Mo、V等元素，在提高了鋼的蠕變強度和組織穩定性的同時，這些強烈碳化物形成元素又增加了接頭過熱區產生再生熱裂紋的傾向。12Cr1MoV具有更大的淬硬傾

5、向，而使熱影響區更易產生冷裂紋。三、焊前準備 1.使用材料及工具： 1.1 工件： 12Cr1MoV 100×4mm1.2 焊機： 時代逆變 WS3501.3 焊槍： PQ85/150型空冷焊槍1.4 氬氣流量計：AT15/301.5 鎢棒： 鈰鎢極 2.5mm1.6 焊絲： H08Mn2SiA1.7 氬氣： 純度99.99%2. 焊前加工及清理：2.1 坡口形式為：70°V形坡口，對口間隙225mm，鈍邊115 mm；2.2 焊前清理用角向磨光機將坡口面及坡口兩側10mm15mm范圍內打磨至露出金屬光澤，用圓銼，砂布清理管內側銹蝕及毛刺，如有必要可用丙酮清洗坡口表面及焊絲

6、。 3. 焊絲選用原則:手工鎢極氬弧焊打底所選用的焊絲，除應滿足機械性能要求外，還應具有良好的可操作性并且不產生缺陷。從焊接工藝試驗的機械性能可以看出，H08Mn2SiA焊絲打底焊縫的抗拉強度均比其原焊絲HO8A較高；從無損探傷和現場手工焊接操作性上看，H08A焊絲打底容易產生氣孔，且焊縫成型差；關鍵在于其Mn、Si元素的含量。焊縫中Mn、Si是主要合金化元素，同時也是一種較好的脫氧劑，Si脫氧能力比Mn要強，Mn和Si都能減少焊縫金屬中的氧含量，改善焊縫金屬的性能，防止氣孔產生；另外，Mn可以提高焊縫的強度和韌性，而Si含量過多時，將會使焊縫金屬的塑性和韌性降低。因此，必須使焊縫材料保持適當

7、的Mn/Si比值，該比值愈高，焊縫金屬的韌性愈好，一般認為Mn/Si2對焊縫韌性不利。4. 焊接規范焊接電流/A電壓/V鎢極直徑/mm噴嘴直徑/mm氬氣流L/min鎢極伸出度/mm焊接速度mm/min8010015172581057約5 74O60四、 焊接過程1. 定位焊：1.1 點焊固定采取三點周向對稱點焊固定方法，焊點宜小，先從一端始焊然后過渡到另一端，保證焊點熔透無缺陷。1.2 定位焊縫操作要點：定位焊是焊縫的一部分，必須焊牢，不允許有缺陷。定位焊縫不能太高，以免焊接到定位焊縫處接頭困難，如果碰到這種情況，最好將定位焊縫磨低些，兩端磨成斜坡，以便焊接時接頭容易。如果定位焊縫上發現裂紋，

8、氣孔等缺陷，應將其打磨掉重焊，絕不允許用重熔的辦法修補。1.3 分半逆向焊接，為減少出現氣孔 可能性，在起焊的六點位置不設點焊固定點。焊槍與工件及焊絲間相對位置見圖。 2. 焊接操作工藝要點：打底焊應盡量一氣呵成，打底層應有一定厚度，如果10mm的管子，其厚度應4mm。如圖1 ： 2.1 在仰焊位置6點以前的58處A點引弧焊絲與坡口的鈍邊保持1-1.5mm的間距，在平焊時，焊絲與內壁的鈍邊要平行，保持這樣的間距，焊縫背部不會出現凹陷，余高大約0.5-1mm.始焊時，在對口處形成熔池（不能擊穿）將焊絲插入熔池中，借助電弧吹力，使熔滴擠入間隙內并透過，在兩側鈍邊處（已熔化）搭成“橋”，以該“橋”為

9、基礎逐步施焊。引弧部位在焊接方向前10 mm左右，絕不允許在管壁上引弧，引弧后，電弧始終保持在間隙中心。2.2 焊接過程中，由于管子水平固定，隨著焊接位置變化，焊工的身體也隨之移動，為保持平穩，進行仰位焊接時，可同時伸出手指支撐在管上；2.3 采用“二點法”焊接，控制弧長23mm，對坡口根部兩側同時加熱，捻動送絲，使焊絲端頭始終處于氬氣保護范圍內，邊熔化邊送絲，焊絲不直接插入熔池。而位于熔池前方，焊絲端頭應呈圓形，送絲動作干凈利落，控制坡口兩側熔透均勻，以保證管內壁成形均勻。2.4 前半圓焊到平焊位置時，將弧坑填滿，在B點收弧，以利于后半圓接頭。后半圓在焊接前將接頭處打磨出斜面至露出金屬光澤，

10、從仰焊位置起焊至平焊位置結束。2.5 收弧時在熄弧前向熔池連送兩滴填充金屬將熔池移至坡口一側收弧。熄弧后將噴嘴罩住熔池，待完全冷卻變暗后再移開。2.6 每半圓焊接一次完成，中途不停頓。如中途再度起焊，將端頭打磨并使焊縫重疊57 mm。2.7 焊接時如發現電弧氣氛呈藍色，或者熔池有發泡現象，立即停下修磨，清除缺陷后繼續焊接直至完成。2.8 焊接時要掌握好焊槍角度，送絲到位，力求送絲均勻，才能保證焊縫成型美觀，焊第二層時，應注意不得將打底層焊道燒穿，防止焊道下凹或背面劇烈氧化。3. 填絲注意事項：3.1 必須等坡口兩側熔化后才能填絲，以免造成熔合不良，填絲時，焊絲應與工件表面夾角成15°

11、左右。填絲要均勻，快慢適當，過快焊縫余量大，過慢則焊縫下凹和咬邊，焊絲端應始終處在氬氣保護區內。對口間隙大于焊絲直徑時，焊絲應跟隨電弧同步橫向擺動，不得擾動氬氣保護層，以防空氣侵入。3.2 操作過程中如不慎使鎢極與焊絲相碰，發生瞬間短路，將產生很大的飛濺和煙霧，會造成焊縫污染和夾鎢，這時應立即停止焊接，用砂輪磨掉被污染處，直至磨出金屬光澤。被污染的鎢極，應在別處重新引弧熔化掉污染端部或重新磨尖后，方可繼續焊接。3.3 撤回焊絲時，不要讓焊絲端頭撤出保護區以免焊絲端被氧化，在下次進入熔池時，造成氧化物夾渣或產生熔孔。4. 收弧與接頭：4.1 收弧不當會影響焊縫質量，使弧坑過深或產生弧坑裂紋，甚至

12、造成返修。收弧時，焊把應由內側坡口處稍向外拉至電弧熄滅，并要注意控制速度，不能過快，以免產生縮孔。接頭處所有焊縫無論有無缺陷都要用手砂輪修磨成斜面，然后在焊接方向的反向10 mm處引弧，將焊把向回移動，直至把原焊縫35 mm長度全部熔化，才開始送絲，直到焊完整個焊口。最后收弧時，一般多采用稍拉電弧，重疊焊縫10mm20mm，在重疊部分不加或少加焊絲，速度要快。停弧后，氬氣開關應延時10s左右在關閉，防止金屬在高溫下繼續氧化。4.2 接頭時，在熔坑中間或靠后些引弧形成熔池后便可填充焊絲完成接頭，“頭與頭”相接是在焊接水平或斜固定管時，當焊接另一側的仰焊接頭時，只以電弧將接頭部位的原起始焊縫端部熔

13、化，形成熔池，便可送絲，完成該處接頭。 接頭質量控制：接頭處理要有斜坡不能有死角，重新引弧的位置在原弧坑后面使焊縫重疊5mm-10mm，重疊處一般不填絲，焊絲緊貼坡口與鈍邊一起熔入、即將焊絲彎成弧形緊貼在坡口間隙處，焊接電弧熔化坡口鈍邊的同時也熔化焊絲。5. 收尾方法焊接過程在收尾時，應將熔坑填滿，把電弧拉向對口的一側電弧熄滅，最后收尾時，將始焊側的焊道端熔化，將已熔金屬與新熔化的熔池相碰接，再將新出現的熔池填滿連接在一起。如有條件可采用電流衰減法，焊接終止時，停止填絲使焊接電流逐漸減小，從而使熔池體積不斷縮小，最后斷電，焊槍停止行走。五、焊后要求1經外觀檢查后，應立即進行熱處理。正火：960

14、980，回火：740760。2. 發現焊縫內部或外部有缺陷時，應進行處理，采取挖補辦法時，補焊前仍然需要進行預熱，然后重新進行熱處理。六、易出現缺陷的防止方法1. 裂紋的防止：1.1 選擇合適牌號的焊絲，采用低硫磷低雜質元素的焊材；1.2 選擇合適的焊接規范參數，采用軟規范，以較小的焊接電流和盡可能快的焊速進行焊接；1.3 采用軟規范，盡量縮短高溫停留時間，減少過熱和晶粒長大傾向；1.4 選擇合理的焊接接頭和坡口形式，控制焊縫金屬中焊絲對母材所占的比例，即控制熔合比；1.5 嚴格焊前焊道坡口及管內外表面的清理；1.6 采用正確的收弧方式，填滿弧坑，減少弧坑裂紋的傾向，選用有電流衰減的焊接設備；

15、1.7 采取合理的焊接順序焊接，以便減少焊接應力。2. 氣孔的防止：2.1 嚴格焊件坡口表面油、銹、氧化皮和焊絲焊道附近端頭部分的清理，尤其注意細管內焊道附近端頭部分的清理工作，最后可采用丙酮清洗表面；2.2 提高焊工操作水平，熟練焊接技術，防止焊接時觸碰鎢極和熔池停留時間過長而送不上絲；2.3 送絲采用“二點法”，送絲過渡熔滴要求快而準，在保證焊縫熔合好的情況下平穩移動，防止熔池過燒、沸騰，焊槍擺動幅度不可過大；2.4 加強硅錳聯合脫氧作用，采用脫氧元素含量高的焊絲，尤其是在端頭搭接重熔時更應如此；2.5 發現熔池發泡或電弧氣氛呈現藍色即表明已有氣孔產生，應立即停下清理打磨后重新施焊；2.6

16、 以左焊法焊接，弧長盡量短。焊縫盡量一次焊完，盡可能減少重復加熱和補焊次數，搭頭起焊部位用砂輪打磨掉氧化膜后再施焊；2.7 保持合適的焊速，保證焊件、焊槍、焊口三者之間正確的相對位置。3. 未焊透：3.1 提高焊工的操作熟練程度，采用合適的焊接規范焊接;3.2 采用合理的焊接接頭坡口形式，在便于組對的情況下鈍邊盡量小，為便于焊接，坡口角度應稍大；3.3 嚴格檢查焊縫組對質量。尤其在小鈍邊接頭情況下，應控制組對錯邊量<15mm；3.4 采取合適的鎢極尖端形狀，修磨的鎢極長度，一般為鎢極直徑的35倍，末端的最小直徑為鎢極直徑的1/21/5,尖端夾角應采用3O°為好；3.5 嚴格焊前

17、清洗，尤其對管內坡口端部附近的氧化膜應清理干凈。4. 非金屬夾雜和夾鎢的防止焊接前仔細清理表面氧化膜，加強氬氣保護效果，焊絲端頭應盡量置于氬氣保護范圍內，選擇合適的鎢極直徑及焊接規范，正確修磨鎢極夾角，保持正確的鎢極尖端形狀，當鎢極觸粘在焊縫上時，應及時將觸粘處修磨掉。5. 焊縫尺寸超標的預防選擇合適的焊接規范參數，提高操作技術水平及熟練程度，送絲及時、到位準確、移動一致，正確控制熔池溫度。在條件具備的情況下，盡量采用轉動焊，當進行全位置焊接時，應采用逆向分半焊接順序，嚴格控制焊縫的組對質量和對接間隙，坡口鈍邊厚度應選擇適當。六、結束語隨著鎢極氬弧焊（GTAW）應用的日益廣泛越來越引起焊接工作者的重視，本文對GTAW焊接過程中的一些重要步驟進行分析，希望對焊接工作者有所幫助。參考文獻1 焊接工程師手冊/陳