鉻鎳奧氏體不銹鋼等離子弧焊工藝特點(diǎn)如下:


1. 接頭形式及裝配


  等離子弧焊的通用接頭是對(duì)接接頭,板厚≤8mm采用I形坡口,隨著厚度增加可采用單面V形或U形以及雙面V形和U形坡口,從一側(cè)或兩側(cè)進(jìn)行單道或多道焊。此外,也適于角接和T形接頭的焊接。


  焊接厚度在0.05~1.6mm之間時(shí),通常用微束等離子弧焊以熔透法焊接。對(duì)于厚度在0.05~0.25mm的工件一般用卷邊接頭。接頭可在折邊機(jī)上制備,卷邊高度與板厚有關(guān)。厚度<0.8mm薄板I形坡口對(duì)接和卷邊對(duì)接裝配與夾緊要求如圖3-1和表3-20所示。薄板(厚度<0.8mm)端面接頭的裝配要求如圖3-2所示。



  板厚在1.6~3mm之間推薦采用鎢極氬弧焊。厚度大于3mm的焊件,可用I形坡口以小孔法等離子弧焊技術(shù)單面一次焊成。當(dāng)厚度較大(>8mm)的焊件采用開(kāi)坡口對(duì)接時(shí),因等離子弧焊的熔深比鎢極氬弧焊大,接頭的鈍邊可加大。


  等離子弧焊的起弧處坡口邊緣必須緊密接觸,之間的間隙不應(yīng)超過(guò)金屬厚度的10%。若難以保證此公差時(shí),需添加填充金屬。用小孔法焊接時(shí),焊接熔池是靠液態(tài)金屬的表面張力支托,可以不需要起激冷作用和支托作用的襯墊。但為了保護(hù)底層熔化金屬不受大氣污染,在焊接不銹鋼時(shí)在焊縫背面要求用保護(hù)氣進(jìn)行保護(hù)。


  如圖3-3所示為小孔焊接對(duì)接接頭用的襯墊。它有一較深的通氣槽,兩邊可以支托工件使之對(duì)齊。槽內(nèi)通入對(duì)焊縫背面起保護(hù)作用的氣體。這也為等離子體射流提供了一個(gè)排出空間。


圖 3.jpg



2. 等離子弧焊工藝參數(shù)的選擇


  ①. 焊接電流


   焊接電流是根據(jù)板厚或熔透要求來(lái)選定的。焊接電流過(guò)小,難于形成小孔效應(yīng);焊接電流增大,等離子弧穿透力增大,但電流過(guò)大會(huì)造成熔池金屬因小孔直徑過(guò)大而墜落,難以形成合格焊縫,甚至引起雙弧,損傷噴嘴并破壞焊接過(guò)程穩(wěn)定性。因此,在噴嘴結(jié)構(gòu)確定后,為了獲得穩(wěn)定的小孔焊接過(guò)程,焊接電流只能在某一個(gè)合適的范圍內(nèi)選擇,而且這個(gè)范圍與離子氣的流量有關(guān)。


  ②. 焊接速度


  焊接速度應(yīng)根據(jù)等離子氣流量及焊接電流來(lái)選擇。其他條件一定時(shí),如果焊接速度增大,焊接熱輸入減小,小孔直徑隨之減小,直至消失,失去小孔效應(yīng)。如果焊接速度太低,母材過(guò)熱,小孔擴(kuò)大,熔池金屬容易墜落,甚至造成焊縫塌陷、熔池泄漏現(xiàn)象。因此,焊接速度、離子氣流量及焊接電流等這三個(gè)工藝參數(shù)應(yīng)相互配合。


 ③. 噴嘴離工件的距離


  噴嘴離工件的距離過(guò)大,熔透能力降低;距離過(guò)小易造成噴嘴被飛濺堵塞,破壞噴嘴正常工作。噴嘴離工件距離一般取3~8mm.和鎢極氬弧焊相比,噴嘴距離變化對(duì)焊接質(zhì)量的影響不太敏感。


 ④. 等離子氣及流量


  等離子氣及保護(hù)氣體通常根據(jù)被焊金屬及電流大小來(lái)選擇。大電流等離子焊接時(shí),等離子氣及保護(hù)氣體通常采用相同氣體,否則電弧的穩(wěn)定性將變差。小電流等離子弧焊焊接通常采用純氬氣做等離子氣。這時(shí)因?yàn)闅鍤獾碾婋x電位較低,可保證電弧引燃容易。


  等離子氣流量決定了等離子流力和熔透能力。等離子氣的流量越大,熔透能力越大。但等離子氣流量過(guò)大會(huì)使小孔直徑過(guò)大而不能保證焊縫成形。因此,應(yīng)根據(jù)噴嘴直徑、等離子氣的種類(lèi)、焊接電流及焊接速度選擇適當(dāng)?shù)牡入x子氣流量。利用熔入法焊接時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低等離子氣流量,以減小等離子流力。


  保護(hù)氣體流量應(yīng)根據(jù)焊接電流及等離子氣流量來(lái)選擇。在一定的等離子氣流量下,保護(hù)氣體流量太大會(huì)導(dǎo)致氣流的紊亂,影響電弧穩(wěn)定性和保護(hù)效果。而保護(hù)氣流量太小,保護(hù)效果也不好,因此,保護(hù)氣體流量應(yīng)與等離子氣流量保持適當(dāng)?shù)谋壤?/span>


  小孔型焊接保護(hù)氣體流量一般在15~30L/min范圍內(nèi)。采用較小的等離子氣流量焊接時(shí),電弧的等離子流力減小,電弧的穿透力降低,只能熔化工件,不能形成小孔,焊縫成形過(guò)程與鎢極氬弧焊相似。這種方法稱(chēng)為熔人型等離子弧焊接,適用于薄板、多層焊的蓋面焊及角焊縫的焊接。


 ⑤. 引弧與收弧


  板厚小于3mm時(shí),可直接在工件上引弧和收弧。利用穿孔法等離子弧焊接厚板時(shí),引弧及收弧處容易產(chǎn)生氣孔、下凹等缺陷。對(duì)于平直焊縫,可采用增加引弧板和收弧板來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。先在引弧板上形成小孔,然后再過(guò)渡到工件上去,焊接結(jié)束前將小孔閉合在收弧板上。


  大厚度的環(huán)縫,不便加引弧板和收弧板時(shí),應(yīng)采取焊接電流和離子氣遞增和遞減的方法在工件上引弧,完成引弧建立小孔并利用電流和等離子氣流量衰減法來(lái)收弧閉合小孔。


⑥. 接頭形式和裝配要求


 工件厚度小于表3-20列舉的厚度時(shí),采取I形坡口,用穿孔法單面焊雙面成形一次焊透。工件厚度大于表3-20列舉的數(shù)值時(shí),根據(jù)厚度不同,可開(kāi)V形、U形或雙V形、雙U形坡口。


 工件厚度小于1.6mm,采用微束等離子弧焊時(shí),接頭形式有:對(duì)接、卷邊對(duì)接、卷邊角接、端面接頭。當(dāng)厚度小于0.8mm時(shí),接頭裝配要求列于表3-21。


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3. 奧氏體不銹鋼等離子弧焊的工藝要點(diǎn)


  ①. 大電流等離子弧焊一般用于對(duì)接接頭,材料厚度小于8mm時(shí)可一次熔透,對(duì)接接頭的裝配間隙和錯(cuò)邊量不得大于0.5mm.


  ②. 焊接接頭焊前應(yīng)仔細(xì)清洗干凈。當(dāng)采用微束等離子弧焊時(shí),對(duì)焊件的清洗要求更加嚴(yán)格,工件越小、越薄,清洗要求越高。


  ③. 在背面的保護(hù)氬氣中適量加入二氧化碳能在熔池背面形成鉻的氧化物,增加表面張力,防止熔池泄漏,也可采用水冷銅墊板防止泄漏。


  ④. 多層焊的第一道焊縫采用穿透法焊接,然后可用熔透法或其他焊接方法將焊縫焊完。


  ⑤. 當(dāng)要求焊縫有加強(qiáng)高時(shí),需向熔池加入填充焊絲,焊絲的直徑可在0.8~1.2mm之間選擇。



4. 奧氏體不銹鋼等離子弧焊的工藝參數(shù)


 ①. 穿孔型等離子弧焊工藝參數(shù)


  焊接板厚在1~8mm之間的不銹鋼,可通過(guò)選擇較大的焊接電流及等離子流,使等離子弧具有較大的能量密度及等離子流力,將焊接工件被完全熔透并在等離子流的作用下形成一個(gè)貫穿工件的小孔,熔化金屬被排擠在小孔的周?chē)kS著等離子流在焊接方向移動(dòng),熔化金屬沿電弧周?chē)鄢乇谙蛉鄢睾蠓揭苿?dòng)并結(jié)晶成焊縫,而小孔隨著等離子弧向前移動(dòng)。


 不銹鋼穿孔型等離子弧焊工藝參數(shù)見(jiàn)表3-22


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②. 熔透型等離子弧焊工藝參數(shù)


 中、小電流等離子弧焊一般都采用熔透型焊接技術(shù),工藝參數(shù)與穿孔型等離子弧焊類(lèi)似,主要參數(shù)的選定應(yīng)注意熔透型等離子弧焊的工藝特點(diǎn)。主要是焊接時(shí)熔池上不需形成小孔,焊縫成形過(guò)程與鎢極氬弧焊相似,只需考慮熔深和熔寬。


 不銹鋼熔透型等離子弧焊工藝參數(shù)見(jiàn)表3-23


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③.  微束等離子弧焊工藝


  不銹鋼微束等離子弧焊工藝參數(shù)見(jiàn)表 3-24.


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④. 脈沖等離子弧焊工藝參數(shù)


 脈沖等離子弧焊的過(guò)程與脈沖焊相似,每一次脈沖電流在焊件上形成一個(gè)焊點(diǎn),每個(gè)焊點(diǎn)相互重疊一部分便連成焊縫。一般采用方波或梯形波直流脈沖電源。


 脈沖等離子焊機(jī)一般采用頻率為50Hz以下的脈沖弧焊電源。與一般等離子焊相比,脈沖等離子焊的優(yōu)點(diǎn)是:


  a. 焊接過(guò)程更穩(wěn)定;


  b. 焊接線能量易于控制,能夠更好地控制熔池,保證良好的焊縫成形;


  c. 焊接熱影響區(qū)小,焊接變形?。?/span>


  d. 脈沖電弧具有攪拌作用,有利于細(xì)化晶粒,降低裂紋的敏感性;


  e. 可進(jìn)行全位置焊接。


 脈沖等離子弧焊的工藝參數(shù)有:脈沖電流(Ip)、基值電流(Ib)、脈沖頻率(f)、脈寬比Tp/(tp+tb)。脈沖等離子弧焊適用于管道的全位置焊、薄壁構(gòu)件以及熱敏感性強(qiáng)的材料的焊接。


 不銹鋼脈沖等離子弧焊工藝參數(shù)見(jiàn)表3-25.