钢管氩弧焊单面焊双面成型
焊接工艺
手工钨极氩弧焊是气体保护焊的一种，应用最广泛，同时适用于某些黑色金属的厚壁重要构件(压力容器及管道)的全位置焊接及管件根部熔透焊道的焊接。它利用燃烧于非熔化极与焊件的电弧作为热源，电极和电弧区及熔化金属都有一层随性保护，使之与空气隔绝，具有下列特点：
一.手工钨极氩弧焊的特点：
1.氩气能有效地隔绝周围空气，它本身又不熔于金属和不跟金属反应，钨极氩弧焊焊接过程中，电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用，可焊接易氧化、氮化，化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。
2.钨极电弧稳定，即使在很小的焊接电流(10A)下，仍可稳定燃烧，特别适用于薄板、超薄板的焊接。
3.热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行全位置的焊接，也是实行单面焊双成型的理想焊接方法。
4.由于填充金属不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成型美观。
二.应用范围：
不同直径的钢管及耐热合金钢管子一般采用钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充及盖面层焊接，小直径管子可用手工钨极氩弧焊打底及盖面层焊接。
采用手工钨极氩弧焊打底的焊接工艺，具有很多优越性，它不仅能充分保证母材根部的良好熔透，焊缝具有良好的成型，同时可提高根部焊缝的塑性和韧性，减少焊接应力，从而可以避免产生根部裂纹，施焊中也不易出现未焊透、夹渣、气孔等缺陷，所以，已广泛用于一般重要设备，如承压管道、高压容器和高温高压锅炉中管子的焊接，钨极氩弧焊还可以实现自动化或半自动化生产。
目前我国采用这种自动钨极氩弧焊焊接管子，主要有两种形式，一种是水平钨极自动氩弧焊(管子转动)，主要用于可转动的直管子对接焊缝，另一种是全位置自动钨极氩弧焊(焊炬或机头围绕管子转动)，主要用于焊接不可转动的弯管，这种焊接方法多采用程控脉冲电源。
三.焊前准备
1.管件坡口及装配要求：
管件加工30℃坡口角度，装配要求如图：
2.管件的清理：
在管件装配前，应将坡口面及其外壁各15mm~20mm范围内的铁锈、油污和水份等杂物清除掉，使之呈现金属光泽，对近件清理要求严格，宜清理后尽快施焊。
3.管件的点固焊：
点固焊时，应保证间隙合适和管子的同心度，直径φ142mm×5mm管子对称点焊两点，直径φ133mm×10mm管子点焊3~4，沿管周围均匀分布，点焊固定焊缝长度10mm~15mm，高2mm~3mm，点固焊使用焊丝牌号、直径及焊接工艺参数与管子第一次打底焊接时相同，由于点固焊缝可作为打底焊缝的一部分保留下来，因此必须熔透，不得产生气孔、裂纹、夹渣等缺陷，如存在缺陷时，可将其用砂轮机去后再重新进行点固，点固焊缝尺寸如图：
四.焊接设备与工具：
1. 焊接电源：
手工钨极氩弧焊应采用直流电源，正极性接法。
2.附加设备：
1)供气系统，包括氩弧气瓶、减压器、流量计、输送氩气胶管等。
2)供电系统，包括焊接电缆、钨极、焊炬等。
陶瓷喷咀一般采用10mm~14mm为宜，钨极选用铈钨极并磨成如图：
钨极端部应磨成φ0.5mm，锥度8 mm，这样电弧比较稳定、集中、不易产生漂移。使用中钨极伸出喷咀长度为6 mm~8 mm。
3）主要工具，角向砂轮及砂轮片等。
五.氩气焊丝和焊条：
氩气的纯度将直接影响到焊缝质量，焊接用氩气的纯度应大于或等于99.9%，并有合格证标签。
试件装配点固焊及打底焊，可选用直径2.5 mm的焊丝，焊丝的质量应符合国家标准的规定，应有制造厂的质量保证书。
焊丝使用前，需严格清除表面的油污、锈蚀等，并用丙酮清洗擦干。
焊丝牌号的选择如图
钢种 | 氩弧焊打底焊丝 | 填充盖面层焊条 |
12CrMoV | H08CrMoV | 热317 |
20＃(管) | H08CrMoSiA | 结422或结427 |
16Mo | H08CrMn2SiA | 结507 |
六.焊接工艺：
1. 焊接规范参数：电源种类、焊接电流、钨极直径、填充焊丝直径、喷咀直径、氩气流量、钨极伸出长度、电弧长度、焊接速度等。可分为焊接热参数和氩气保护两个方面的参数，各规格参数如表：
焊丝直径(mm) | 焊接电流(A) | 电源种类 | 钨极直径(mm) | 喷咀直径(mm) | 钨极伸出长度 (mm) | 氩气流量 (h/mm) | 电弧长度(mm) |
φ2.5 | 80~110 | 直流正接 | 2.5~3 | 10~14 | 6~8 | 7~10 | 2.5~5 |
2. 操作技术：手工钨极氩弧焊进行管子对接底层焊时，一般采用两种方法：自熔法和填丝法。
1）自熔法：管子对接时不留间隙，施焊时，利用电弧热量，将根部钝边熔化，形成根层焊缝。
自熔法适用于小直径管子的根层焊接，不需填充焊丝，不受焊丝限制，而且能用于各类钢材的焊接。
自熔法管子对接无间隙，坡口为U形或双U型时，钝边0.5mm~1mm，U形坡口时，钝边为1.8mm~2.0mm，施焊过程中，钨极始终与熔池相垂直，在氩气层流的保护下，将钝边熔化良好，若管子内壁产生错边是，钨极应对准内壁突出的一面，以使其熔化焊透。
2）填丝法：管子对接时，留有一定的间隙，施焊时向坡口间隙内填丝。其优点是焊缝透度易于调整，缺点是焊接速度较慢。
送丝可以采用断续送进和连续进两种方法，要绝对防止焊丝和高温钨极接触，以免钨极被污染、烧损、电弧稳定性被破坏，断续送丝时，要防止焊丝端部移出气体保护区而氧化。
填丝法又分为外填丝发和外填丝法两种。
外填丝法是在管子的外壁加丝(如图a)， 内填丝法是在管子的内壁加丝(如图b)：
外填丝法适用于各种位置和各类管件的焊接，内焊丝法适用于焊接大管的仰焊部位，因为内壁填丝工艺简单，易于焊透。
关于焊缝质量问题：
1.自熔法焊接，焊缝易产生过烧现象，焊接输入热量过大，为克服这一缺陷产生，如焊接合金元素较高的管子，焊接时，管内采用充氩气方法来解决。
2.填丝法当底层焊丝时，如果焊道薄，会产生缩孔及裂纹缺陷，应减慢焊速，增加填丝量，并将弧坑填满，收弧时，将电弧移到坡口一侧，使电弧衰减熄灭，并停留保护，防止焊缝氧化。
3.焊接时，应将钨极根部打出熔孔，确保焊缝根部焊透。
