鋼管氬弧焊單面焊雙面成型
焊接工藝
手工鎢極氬弧焊是氣體保護焊的一種，應用最廣泛，同時適用於某些黑色金屬的厚壁重要構件(壓力容器及管道)的全位置焊接及管件根部熔透焊道的焊接。它利用燃燒於非熔化極與焊件的電弧作為熱源，電極和電弧區及熔化金屬都有一層隨性保護，使之與空氣隔絕，具有下列特點：
一.手工鎢極氬弧焊的特點：
1.氬氣能有效地隔絕周圍空氣，它本身又不熔於金屬和不跟金屬反應，鎢極氬弧焊焊接過程中，電弧還有自動清除工件表面氧化膜的作用，可焊接易氧化、氮化，化學活潑性強的有色金屬、不鏽鋼和各種合金。
2.鎢極電弧穩定，即使在很小的焊接電流(10A)下，仍可穩定燃燒，特別適用於薄板、超薄板的焊接。
3.熱源和填充焊絲可分別控制，因而熱輸入容易調節，可進行全位置的焊接，也是實行單面焊雙成型的理想焊接方法。
4.由於填充金屬不通過電弧，故不會產生飛濺，焊縫成型美觀。
二.應用范圍：
不同直徑的鋼管及耐熱合金鋼管子一般采用鎢極氬弧焊打底，手工電弧焊填充及蓋面層焊接，小直徑管子可用手工鎢極氬弧焊打底及蓋面層焊接。
采用手工鎢極氬弧焊打底的焊接工藝，具有很多優越性，它不僅能充分保證母材根部的良好熔透，焊縫具有良好的成型，同時可提高根部焊縫的塑性和韌性，減少焊接應力，從而可以避免產生根部裂紋，施焊中也不易出現未焊透、夾渣、氣孔等缺陷，所以，已廣泛用於一般重要設備，如承壓管道、高壓容器和高溫高壓鍋爐中管子的焊接，鎢極氬弧焊還可以實現自動化或半自動化生產。
目前我國采用這種自動鎢極氬弧焊焊接管子，主要有兩種形式，一種是水平鎢極自動氬弧焊(管子轉動)，主要用於可轉動的直管子對接焊縫，另一種是全位置自動鎢極氬弧焊(焊炬或機頭圍繞管子轉動)，主要用於焊接不可轉動的彎管，這種焊接方法多采用程控脈沖電源。
叁.焊前准備
1.管件坡口及裝配要求：
管件加工30℃坡口角度，裝配要求如圖：
2.管件的清理：
在管件裝配前，應將坡口面及其外壁各15mm~20mm范圍內的鐵鏽、油汙和水份等雜物清除掉，使之呈現金屬光澤，對近件清理要求嚴格，宜清理後盡快施焊。
3.管件的點固焊：
點固焊時，應保證間隙合適和管子的同心度，直徑φ142mm×5mm管子對稱點焊兩點，直徑φ133mm×10mm管子點焊3~4，沿管周圍均勻分布，點焊固定焊縫長度10mm~15mm，高2mm~3mm，點固焊使用焊絲牌號、直徑及焊接工藝參數與管子第一次打底焊接時相同，由於點固焊縫可作為打底焊縫的一部分保留下來，因此必須熔透，不得產生氣孔、裂紋、夾渣等缺陷，如存在缺陷時，可將其用砂輪機去後再重新進行點固，點固焊縫尺寸如圖：
四.焊接設備與工具：
1. 焊接電源：
手工鎢極氬弧焊應采用直流電源，正極性接法。
2.附加設備：
1)供氣系統，包括氬弧氣瓶、減壓器、流量計、輸送氬氣膠管等。
2)供電系統，包括焊接電纜、鎢極、焊炬等。
陶瓷噴咀一般采用10mm~14mm為宜，鎢極選用鈰鎢極並磨成如圖：
鎢極端部應磨成φ0.5mm，錐度8 mm，這樣電弧比較穩定、集中、不易產生漂移。使用中鎢極伸出噴咀長度為6 mm~8 mm。
3）主要工具，角向砂輪及砂輪片等。
五.氬氣焊絲和焊條：
氬氣的純度將直接影響到焊縫質量，焊接用氬氣的純度應大於或等於99.9%，並有合格證標簽。
試件裝配點固焊及打底焊，可選用直徑2.5 mm的焊絲，焊絲的質量應符合國家標准的規定，應有制造廠的質量保證書。
焊絲使用前，需嚴格清除表面的油汙、鏽蝕等，並用丙酮清洗擦幹。
焊絲牌號的選擇如圖
鋼種 | 氬弧焊打底焊絲 | 填充蓋面層焊條 |
12CrMoV | H08CrMoV | 熱317 |
20＃(管) | H08CrMoSiA | 結422或結427 |
16Mo | H08CrMn2SiA | 結507 |
六.焊接工藝：
1. 焊接規范參數：電源種類、焊接電流、鎢極直徑、填充焊絲直徑、噴咀直徑、氬氣流量、鎢極伸出長度、電弧長度、焊接速度等。可分為焊接熱參數和氬氣保護兩個方面的參數，各規格參數如表：
焊絲直徑(mm) | 焊接電流(A) | 電源種類 | 鎢極直徑(mm) | 噴咀直徑(mm) | 鎢極伸出長度 (mm) | 氬氣流量 (h/mm) | 電弧長度(mm) |
φ2.5 | 80~110 | 直流正接 | 2.5~3 | 10~14 | 6~8 | 7~10 | 2.5~5 |
2. 操作技術：手工鎢極氬弧焊進行管子對接底層焊時，一般采用兩種方法：自熔法和填絲法。
1）自熔法：管子對接時不留間隙，施焊時，利用電弧熱量，將根部鈍邊熔化，形成根層焊縫。
自熔法適用於小直徑管子的根層焊接，不需填充焊絲，不受焊絲限制，而且能用於各類鋼材的焊接。
自熔法管子對接無間隙，坡口為U形或雙U型時，鈍邊0.5mm~1mm，U形坡口時，鈍邊為1.8mm~2.0mm，施焊過程中，鎢極始終與熔池相垂直，在氬氣層流的保護下，將鈍邊熔化良好，若管子內壁產生錯邊是，鎢極應對准內壁突出的一面，以使其熔化焊透。
2）填絲法：管子對接時，留有一定的間隙，施焊時向坡口間隙內填絲。其優點是焊縫透度易於調整，缺點是焊接速度較慢。
送絲可以采用斷續送進和連續進兩種方法，要絕對防止焊絲和高溫鎢極接觸，以免鎢極被汙染、燒損、電弧穩定性被破壞，斷續送絲時，要防止焊絲端部移出氣體保護區而氧化。
填絲法又分為外填絲發和外填絲法兩種。
外填絲法是在管子的外壁加絲(如圖a)， 內填絲法是在管子的內壁加絲(如圖b)：
外填絲法適用於各種位置和各類管件的焊接，內焊絲法適用於焊接大管的仰焊部位，因為內壁填絲工藝簡單，易於焊透。
關於焊縫質量問題：
1.自熔法焊接，焊縫易產生過燒現象，焊接輸入熱量過大，為克服這一缺陷產生，如焊接合金元素較高的管子，焊接時，管內采用充氬氣方法來解決。
2.填絲法當底層焊絲時，如果焊道薄，會產生縮孔及裂紋缺陷，應減慢焊速，增加填絲量，並將弧坑填滿，收弧時，將電弧移到坡口一側，使電弧衰減熄滅，並停留保護，防止焊縫氧化。
3.焊接時，應將鎢極根部打出熔孔，確保焊縫根部焊透。
