氩弧焊基础知识

氩弧焊工艺基础知识

一.钨极氩弧焊(氩弧焊工艺基础知识)

以下内容是钨极氩弧焊的基础知识，建议用户认真阅读，对正确使用焊机很重要。

钨极氩弧焊就是把氩气做为保护气体的焊接。借助产生在钨电极与焊体之间的电弧，加热和熔化焊材本身（在添加填充金属时也被熔化），而后形成焊缝金属。钨电极，熔池，电弧以及被电弧加热的连接缝区域，受氩气流的保护而不被大气污染。

氩弧焊时,焊炬、填充金属及焊件的相对位置如下图：

弧长一般取1-1.5倍钨电极直径。

停止焊接时，首先从熔池中抽出填充金属（填充金属根据焊件厚薄添加），热端部仍需停留在氩气流的保护下，以防止其氧化。

1.焊枪（焊炬）

钨极氩弧焊枪（也称焊炬）除了夹持钨电极，输送焊接电流外，还要喷射保护气体。大电流焊枪长时间焊接还需使用水冷焊枪。因此，焊枪的正确使用及保护是相当重要的。

钨电极负载电流能力（A)

2.气路

气路由氩气瓶减压阀、流量计、软管及电磁气阀（在焊机内)等组成。减压阀用以减压和调节保护气体的压力。流量计是标定和调节保护气体流量，氩弧焊机通常采用组合一体式的减压流量计，这样使用方便、可靠。

3.氩气纯度

氩弧焊时材质对氩气纯度的要求

4.规范参数

钨极氩弧焊的规范参数主要由电流、电压、焊速、氩气流量，其值与被焊材料种类、板厚及接头型式有关。其余参数如钨极伸出喷嘴的长度，一般取1-2倍钨极直径，钨电极与焊件距离（弧长）一般取1.5倍以下钨电极直径，喷嘴大小等则在焊接电流值确定后再选定。一般不锈钢氩弧焊规范如下：

焊缝表面颜色与气体保护效果

5.钨极氩弧焊特有的工艺缺陷及防止措施

以上工艺规范仅供参考，如欲更深了解请参阅专业焊接工艺手册。

6.焊前清理

钨极氩弧焊对焊件和填充金属表面的污染相当敏感，因此焊前须清除焊件表面的油脂，涂层，加工用的润滑剂及氧化膜等。

7.安全技术

钨极氩弧焊操作者，必须戴好头面罩、手套、穿好工作服、工作鞋，以避免电弧光中的紫外线和红外线灼伤。

斯泰尔钨极氩弧焊机均装有高频引弧器，小功率的高频高压电虽不会电击操作者，但当绝缘性能不良时，高频电会灼伤操作者手的表皮，且很难治愈，所以焊接手把的绝缘性能一定要经常检查。

钨极氩弧焊接时，应加强焊接区的通风。在不能进行通风的局部空间施焊时，应戴供给新鲜空气面罩或防毒面具。

不锈钢薄板的焊接工艺及其优点

不锈钢薄板的焊接工艺及其优点采用钨极氩弧焊的工作原理，它以燃烧于非熔化电极钨棒与焊件间的电弧作为热源，使不锈钢板自熔形成焊缝。电板和电弧区及熔化的不锈钢均由氩气保护，使之与空气隔离。由于氩气是惰性气体，它不与金属起化学作用，也不熔解于金属，因此可以避免焊缝金属的氧化及合金元素的烧损。使焊接的过程简单和易控制。为此我们自行设计了电控设备，使焊接后的焊缝表面光洁、无需二次加工，只要抛光，即可达到光亮无痕，且找不到焊缝。在焊接中采用氩气保护，它导热系数低，高温不吸收热，因此热量损失小，其工作电压仅 8-15伏即可。

为了适应薄板焊接，我们还设计制造焊炬，使它适应薄板焊接。从0.2~3毫米最大可焊到6毫米。同时设计制造了卡具及行走机构，使之形成完整的焊接设备。

主要技术指标：

焊缝盐雾试验：24小时无锈蚀。

抗拉强度不小于原材料的性能。

抗剪强度不小于原材料的性能。

焊缝表面光洁无砂眼裂痕，光洁度1.6，抛光后可达0.8以上。

主要优点：

1．焊缝表面光洁无需二次加工。

2．速度快变形小。

3．电弧可见，焊缝易对中，可全位置焊接。

4．焊接各种金属、不锈钢、铝、铜、镁及合金钢等材料。

5．焊缝牢固不低原材料的性能。

可广泛用于轻工产品的的桶罐等大小容器的焊接。同时还可用于食品工业，医药等行。

316L属于奥氏体不锈钢

焊接奥氏体不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、00Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti等）主要问题是热裂纹――焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀――沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。和应力腐蚀开裂――金属材料（包括焊接接头）在一定温度下受腐蚀介质和拉应力的共同作用而产生的裂纹。此外，因导热性差，线膨胀系数大，焊接变形也大。

1)热裂纹与结构钢相比，它的热裂纹倾向较大，在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。最常见的是焊缝结晶裂纹－－在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹，时在热影响区和多层焊层间还会出现液化裂纹。含镍量越高，产生热烈倾向越大，而且越不容易控制。

防止措施：a.严格限制硫、磷等杂质的含量。b.调整焊缝金属组织，以奥氏体为主的γ＋δ双相组织具有良好抗裂性。c.调整焊缝金属合金成分，在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。d.采用小线能量及小截面焊道

2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化和高温脆化是值得注意的问题

防止措施：a.严格控制焊缝中铁素体含量（体积分数）2～7%，因为475℃脆化和δ相脆化易出现在铁素体中。b.多层焊时采用较小线能量，以减少熔池体积，提高冷却速度，缩短高温滞留时间。

3）晶间腐蚀有三种形式：焊缝的晶间腐蚀；热影响区的“敏化区腐蚀”--敏化区腐蚀――在焊接热循环作用下，奥氏体不锈钢焊接热影响区中，被加热到易引起晶间腐蚀的敏化温度（理论上为450-850℃）的部位，称为敏化区。在敏化区

发生的晶间腐蚀现象；刀蚀――发生在焊接接头近缝区一个狭带（小于1mm）上的晶间腐蚀。这种腐蚀的破坏形式像刀的切口，故称为刀蚀。

防止措施：a.尽量降低母材及焊缝中含碳量；b.采用热量集中的焊接方法，小的焊接线能量，多道焊、焊缝背面加铜衬垫等措施使接头快速冷却，使焊缝和热影响区在450～850℃的停留时间尽量缩短；c.在钢中添加稳定化元素Ti、Nb等；

d.在钢及焊缝金属中加铁素体形成元素，从而获得奥氏体加少量铁素体的双相组织；

e.焊后进行固溶处理（加热至1050～1150℃，保温后淬火）或稳定化处理（加热至850℃保温2h后空冷）。

4)应力腐蚀开裂随材料腐蚀介质及拉应力大小的不同，开裂的断口可能是沿晶的，也可能是穿晶的，还可能是两种皆有的混合形式。焊接残余应力是引起应力腐蚀开裂的主要原因。接头过热区对这种开裂最敏感。

减缓或防止措施：a.焊后消除或减少焊接残余应力；b.选用奥氏体－铁素体双相组织的母材或焊接材料；c.采用高Ni（达40%）的铬镍不锈钢焊条。

焊接奥氏体不锈钢常采用焊接方法有手工电弧焊、钨极氩弧焊和熔化极富氩混合气体保护焊。