對(duì)于窄間隙焊接,，側(cè)壁熔透技術(shù)是保證焊接質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵部分，在厚壁大徑管窄間隙焊接過(guò)程中,，為使厚壁管兩側(cè)壁充分熔透,，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，決定采用鎢極擺動(dòng)加脈動(dòng)送絲TIG 焊工藝技術(shù),。

脈沖TIG自動(dòng)焊可調(diào)節(jié)工藝參數(shù)多, 能夠精確地控制焊接熱輸入以及熔池的形狀和尺寸,，可以用較低的熱輸入獲得較大的熔深，從而減小了焊接熱影響區(qū)和焊件變形,。在焊接過(guò)程中,，脈沖電流對(duì)點(diǎn)狀熔池有較強(qiáng)的攪拌作用，而且熔池金屬冷凝快,，高溫停留時(shí)間短,，焊縫金屬組織細(xì)密。管道TIG 自動(dòng)焊機(jī)采用脈沖逆變焊接電源,、監(jiān)控系統(tǒng),、遙控系統(tǒng)、焊接機(jī)頭,、焊接軌道,、焊槍等部分組成，具備弧長(zhǎng)可調(diào)節(jié)并自動(dòng)控制,、實(shí)時(shí)監(jiān)控,、焊槍橫擺控制、疊加高頻脈沖等功能,，給定的參數(shù)可調(diào)節(jié)范圍大,，在焊接管道時(shí)需要根據(jù)工藝要求，根據(jù)焊接管道的母材的尺寸,、坡口型式和尺寸等因素選擇所需要的焊接工藝參數(shù),。

在窄間隙焊接過(guò)程中，為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)熔池的控制,，保證焊絲熔化充分,，避免送絲干擾電弧電壓，影響弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)精度,，采用送絲與脈沖電流和鎢極擺動(dòng)同步控制技術(shù)，即脈沖電流峰值與鎢極擺動(dòng)左右端點(diǎn)停留時(shí)間,、送絲速度峰值同步,，脈沖電流基值與鎢極擺動(dòng)中間運(yùn)行時(shí)間、送絲速度基值同步。送絲速度對(duì)焊縫成形影響很大,，當(dāng)送絲速度過(guò)快時(shí),，會(huì)使送絲速度大于熔化速度，未熔化的焊絲容易穿過(guò)焊接弧柱區(qū),，成段燒斷,，破壞焊縫成形，影響焊接質(zhì)量,，同時(shí)也干擾焊接電弧電壓,，造成弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)紊亂，影響焊接過(guò)程正常進(jìn)行,。當(dāng)送絲速度過(guò)慢時(shí),，造成填充金屬量不足，易形成咬邊,；當(dāng)送絲速度不穩(wěn)定時(shí),，易使焊縫高低不平、寬度不均,，波形粗劣,。焊接時(shí)要求焊炬、焊絲和工件之間保持正確的相對(duì)位置,，防止焊絲與高溫的鎢極接觸燒損鎢極,，影響鎢極發(fā)射電子能力和電弧穩(wěn)定性，若送絲角度太大,，焊絲端部可能會(huì)有一部分插入熔池中,，使焊絲熔化速度比原有給定送絲速度慢，焊絲端部會(huì)插入熔池底部,，影響焊絲正常送進(jìn),，破壞焊縫成形和焊接質(zhì)量。若送絲角度太小,，鎢極擺動(dòng)時(shí)焊絲會(huì)和熔池前端焊道刮擦, 使焊絲發(fā)生顫動(dòng),，造成熔滴飛濺，影響焊接過(guò)程正常工作和焊接質(zhì)量,。因此,，根據(jù)一定條件下電弧長(zhǎng)度與電弧電壓成線性關(guān)系，通過(guò)調(diào)節(jié)焊接電壓控制電弧長(zhǎng)度,，采用兩個(gè)電壓參量分別對(duì)應(yīng)焊接基值電流和峰值電流,，使基值、峰值電流對(duì)應(yīng)兩個(gè)電弧長(zhǎng)度進(jìn)行差別可控,，弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)具有一定的靈活性,，滿足高質(zhì)量的焊接需求,。

1、 厚壁大徑管窄間隙TIG自動(dòng)焊工藝

1.1 窄間隙坡口

對(duì)于直徑大于Φ350mm,，壁厚大于50mm的厚壁大徑管窄間隙TIG自動(dòng)焊,，在傳統(tǒng)的氬電聯(lián)合焊接工藝坡口的基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)與改進(jìn),，得到了厚壁大徑管窄間隙自動(dòng)焊工藝的坡口型式和尺寸,，見(jiàn)圖1，通過(guò)與圖2所示的傳統(tǒng)的氬電聯(lián)合焊接工藝的坡口相比,，坡口寬度明顯變窄,，坡口的最大寬度由40~50mm減小為20~25mm, 同時(shí)坡口的結(jié)構(gòu)形狀也明顯變化。

厚壁大徑管窄間隙自動(dòng)焊工藝的坡口屬于組合坡口,，該坡口包括上坡口和下坡口,，上坡口由上部坡口角度α限定，α的范圍為5°~10°,，下坡口包括下坡口角度β,，β的范圍為20°~50°，由下坡口角度β限定的下鈍邊和從下部鈍邊的底部突出的根部鈍邊,，根部鈍邊寬度T的范圍為2~4mm, 根部鈍邊高度P的范圍為1.5~3mm,，下坡口的高度H的范圍為10~25mm，其中下坡口角度β大于上部坡口角度α, 上鈍邊與下鈍邊相交,，相對(duì)的兩個(gè)根部鈍邊之間的間隙構(gòu)成組對(duì)根部間隙b,，b的范圍為0.5~1mm，管道內(nèi)部有鏜口,，鏜口寬度W的范圍為30~60mm,。

2、焊前準(zhǔn)備

窄間隙TIG焊焊前清理是保證焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),，對(duì)坡口內(nèi)外兩側(cè)的清潔度要求較高,，管子坡口邊緣及內(nèi)外壁50mm左右的范圍內(nèi)加工至金屬光澤，工件及焊絲清理后要保持清潔,。為了減小焊絲填充量,，在保證焊炬能夠達(dá)到坡口底部的情況下，應(yīng)盡量選擇較小的坡口尺寸,，但鈍邊尺寸及組對(duì)間隙也要嚴(yán)格控制以滿足全位置自動(dòng)焊接的要求,。

2.2 焊接工藝參數(shù)

在一定條件下，電弧長(zhǎng)度與電弧電壓成線性關(guān)系,，可通過(guò)調(diào)節(jié)焊接電壓控制電弧長(zhǎng)度,。電弧電壓對(duì)坡口的熔化深度有重要作用，提高電弧電壓能增大弧長(zhǎng)和電弧熱功率,，加大坡口兩側(cè)壁的熔化深度,。采用兩個(gè)電壓參量,，分別對(duì)應(yīng)焊接基值電流和峰值電流，使基值,、峰值電流對(duì)應(yīng)兩個(gè)電弧長(zhǎng)度，并且弧長(zhǎng)差別可控,。

在打底焊接的步驟中,，設(shè)定的焊接電源的電壓基值范圍為0~5V，電壓峰值的范圍為8~10V,，電流基值的范圍為90~220A,，電流峰值的范圍為160~ 280A，焊絲的基值送絲速度為0~15inch /min,，焊絲的峰值送絲速度為5~20inch /min,，焊接的速度為2~5inch/min，焊絲直徑范圍為Φ0.8~1.2mm,。

在填充焊接的步驟中,，設(shè)定的焊接電源的電壓基值范圍為0~5V，電壓峰值的范圍為9~13V,，電流基值的范圍為120~310A,，電流峰值的范圍為190~ 390A，焊絲的基值送絲速度為0~65inch /min,，焊絲的峰值送絲速度為20~70inch /min,，焊接的速度為2~6inch/min，焊絲直徑范圍為Φ0.8~Φ1.2mm,。

2.3 焊接實(shí)例

以Φ840mm×60mm大徑厚壁不銹鋼管為例闡述其窄間隙TIG自動(dòng)焊技術(shù), 其主要參數(shù)如附表所示,。

進(jìn)行打底焊時(shí)，點(diǎn)焊部分宜選擇小的焊接參數(shù),，隨著焊道層數(shù)的增加, 焊接截面尺寸不斷增大,，為了保證側(cè)壁的良好熔合，在焊接過(guò)程中需要增大焊接電壓和焊接電流的基值與峰值,。

不銹鋼與碳鋼的焊接工藝參數(shù)不同,，在坡口型式和尺寸、焊接材料直徑一致的情況下,，整個(gè)管道的焊接工藝參數(shù)的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,，只有當(dāng)焊接參數(shù)彼此相互匹配，才能焊接出高質(zhì)量的焊縫,。

2.4注意事項(xiàng)

1,、1 大徑厚壁管深坡口中打底層焊道焊接時(shí)，若使用普通焊槍焊接,，很難伸入坡口中,，噴嘴距離電弧區(qū)較遠(yuǎn), 出自噴嘴的保護(hù)氣體不能有效地保護(hù)電弧區(qū),，容易使焊縫產(chǎn)生蜂窩狀氣孔；另外,，焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),，起弧困難。隨著焊接層數(shù)的增加,，焊絲伸出長(zhǎng)度的變化又將影響焊接參數(shù)的穩(wěn)定性,。為此需要設(shè)計(jì)一把能夠伸入窄間隙坡口中的水冷導(dǎo)電嘴及能向窄而深的坡口輸送保護(hù)氣體的專用焊槍。

1.2 窄間隙焊時(shí),，在施焊過(guò)程中,，打底層是要保證管道內(nèi)表面成形以及側(cè)壁良好的熔合，宜選用較小的焊接參數(shù),；填充焊要保證焊道之間沒(méi)有未熔合,，焊縫里沒(méi)有氣孔、裂紋等缺陷, 并且焊接參數(shù)的選擇必須具有一定的效率,；蓋面焊可以采用線性焊道或擺動(dòng)焊道進(jìn)行焊接,，合理的焊接工藝參數(shù)主要為保證良好的焊縫外觀，防止產(chǎn)生表面未熔合和咬邊等缺陷,。

3,、結(jié)束語(yǔ)

3.1 厚壁大徑管焊接采用窄間隙TIG 自動(dòng)焊接技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、成本低,、成形美觀等特點(diǎn),。

3.2 專用的管道全位置自動(dòng)焊機(jī)是實(shí)現(xiàn)厚壁大徑管窄間隙TIG焊的關(guān)鍵設(shè)備。

3.3 合理的厚壁大徑管坡口能夠提高焊接質(zhì)量,，提高焊接效率,。

3.4 采用脈動(dòng)送絲和鎢極擺動(dòng)TIG焊工藝，同時(shí)配以弧長(zhǎng)調(diào)節(jié),，能夠使厚壁管兩側(cè)壁充分熔透,，保證焊接質(zhì)量。