手工钨极氩弧焊在水套炉内置小盘管焊接中的应用
进口A333Gr.3低温钢焊接工艺评定及现场焊接
进口A333Gr.3低温钢焊接工艺评定及现场焊接杨国辉【摘要】分析了进口低温不锈钢A333Gr.3的焊接性,通过分别采用焊后热处理和焊后不进行热处理两种方案进行焊接工艺评定试验,制定了合理的低温甲醇洗涤装置主蒸汽管现场焊接工艺参数及工艺措施.试验结果表明:该钢的焊接性良好,焊后不进行热处理更有利于提高焊接接头的低温韧性.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2005(000)004【总页数】2页(P33-34)【关键词】焊接工艺;A333Gr.3;低温钢【作者】杨国辉【作者单位】湖南工学院机械工程系,湖南,衡阳,421011【正文语种】中文【中图分类】TG457.6某气化厂500#低温甲醇洗涤装置工艺管道设计压力为4 MPa，设计温度为-70 ℃，规格从Φ21.3 mm×3 mm～Φ355.6 mm×6.35 mm，管道母材选用美国ASTM标准生产的A333Gr．3低温钢管，其化学成分和力学性能分别见表1、表2；焊材选用荷兰生产的氩弧焊焊丝ER80S-Ni和焊条E7016-C2L，焊丝和焊条的熔敷金属化学成分和力学性能分别见表3、表4。
A333Gr．3是以铁素体为基体的低温钢。
对其主要的性能要求是保证在使用温度下具有足够的韧性及抵抗脆性破坏的能力。
铁素体的晶粒度越小，其脆性转变温度Tr就越低，其断裂韧性越好。
由于该钢含碳量低，其淬硬倾向和冷裂倾向不大，具有良好的焊接性[1]。
焊接的关键是保证焊缝和粗晶区的低温韧性。
因此，现场焊接可采取下列工艺措施：(1)要采用小线能量，快速多道焊、多层焊，控制热输入量及层间温度；(2)尽量避免焊接缺陷，减少低温时钢材对缺陷和应力集中的敏感性；(3)进行焊后热处理，以降低焊缝及热影响区的残余应力，细化晶粒，改善韧性。
但焊后热处理无法改变接头组织的基本形态并伴有硬化物的析出，因而对低温韧性的改善是有限制的[2]。
为了制定适于现场施焊的最合理的工艺，分别按2种方案进行焊接工艺评定。
手工钨极氩弧焊操作方法和安全使用
手工钨极氩弧焊操作方法和安全使用Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998手工钨极氩弧焊操作方法和安全使用手工钨极氩弧焊操作技术包括：引弧、运弧、添丝及熄弧。
1引弧一般引弧方法有三种，接触法、高频引弧法和高压脉冲引弧法。
手工钨极氩弧焊不允许用接触法引弧。
因为当钨极与工件接触引弧时，会使焊缝污染造成焊缝夹钨，改变焊缝的机械性能和抗腐蚀性能（钳工一组曾经有过管子焊接后经过酸洗时，焊缝被腐蚀）。
因此必须采用高频引弧和高压脉冲引弧（随焊机而定）即开关式引弧。
2远弧手工钨极氩弧焊时，焊接方向一般由右向左焊接（左手习惯者除外），焊枪以一定速度前移，禁止跳动，尽量不作摆动，这与电焊、气焊不同。
焊枪与焊件倾角为70度——85度。
填充焊丝时，应在熔池的前半部接触加入，焊丝与工件表面成20度——30度夹角。
使焊丝熔化过渡到熔池中。
焊丝成连续熔化状态，熔化的速度随焊接成形的高低，焊工掌握。
一般情况，钨极应伸出焊嘴2——4mm，钨极端面与熔池表面保持2——3mm左右，在焊接过程中，切忌钨极与焊件或焊丝接触。
否则会造成焊缝污染夹钨，以及熔池被炸开，焊接不能顺利进行。
3熄弧手工钨极氩弧焊的熄弧一般用以下2种方法。
①增加焊速法，也叫熔池衰减法。
方法是当焊缝完成时，不要忽然停下来，应该加快行走速度使熔池逐渐缩小，最后熄弧。
这样可以避免弧坑的产生和缩孔的产生。
②焊接电流衰减法，使用有电流衰减装置的焊机很容易实现（二组焊机有此功能）。
4钨极的材料有纯钨、钍钨、铈钨等。
钨极的表面不应有毛刺、裂纹等缺陷。
钨极端头的形状，一般直流焊接时为圆锥状，圆锥角的大小对焊缝的宽度和熔深有明显影响。
圆锥角减小时缝宽减小，熔深增大，焊缝强度增加。
①纯钨极的电子发射能力差，已经基本淘汰。
②钍钨极是在钨中加入1%——2%的二氧化钍（ThO2），提高电子发射能力，并具有熔点更高的优点。
③铈钨极是在钨中加入1%——2%氧化锶，其性能与钍钨相似。
管道对接焊中手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的焊接的应用探讨
管道对接焊中手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的焊接的应用探讨摘要：本文基于传统对管焊接方法质量较难控制及难以避免焊后有缺陷的基本状况，提出了手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面焊接缺陷产生的原因及防治措施，因此可提高焊缝质量。
关键词：管道对接焊；手工氩弧焊；手工电弧焊管道对接焊中由于在电能转变成热能和机械能的焊接过程中，受到高温的影响，会吸收空气中的氢，氢以原子的形式被液态金属所吸收。
当温度降低时，过饱和的氢将从液态金属中析出，当焊缝凝固至室温时，过于饱和的氢原子压力逐渐增大，使得焊缝当中出现许多焊后缺陷，不仅给日常生产安全造成严重威胁，而且还会带来各种经济损失。
本文基于传统焊接工艺出现的焊接缺陷，提出了手工氩弧焊打底、手工电弧焊盖面焊接工艺，现对此论述如下。
1.焊接所需机具及材料分析1.1焊接机具由于管道对接通常选用全氩弧或氩电联焊的焊接工艺，因而可选逆变交直流两用焊机。
1.2材料（1）氩气。
其纯度需要＞99.95%。
（2）钨棒。
对于手工钨极氩弧焊来讲，通常情况下，会选用钍钨棒或者铈钨棒当作钨棒。
（3）焊材。
选择与母材相匹配的焊丝及焊条。
2.评定焊接前工艺其内容主要有：（1）各个层的参数规范及焊接方法，如氩气流量、电流大小、钨极直径等；（2）电流极性及设备型号；（3）焊接前预热，以及焊接后热处理规范；（4）母材与焊材的规格、对接尺寸及坡口形式。
3.焊接工艺分析（1）焊前的清理工作。
在焊接时，受氩气作用，焊件周围会有一层密闭气体保护罩形成。
如果未能将其清理掉，那么会保护有害气体，而难以外排，易引发各种缺陷。
（2）打底焊缝及点固焊。
可以采用重新融化的方法将缺陷消除掉。
针对点固焊来讲，其技术规范为：如果外径小于60mm，其点数为2个，长度为15mm，高度为2mm；如果≥60mm，那么点数为3个，长度为15~20mm，高度为2~2mm。
（3）明确工艺规范。
①钨棒及焊丝直径。
通常情况下，焊丝选择2.5mm为佳。
关于小直径圆管钨极氩弧焊的自动化焊接工艺研究
关于小直径圆管钨极氩弧焊的自动化焊接工艺研究摘要：钨极氩弧焊（TIG）在小直径薄壁圆管的应用越来越广泛，企业中通常选用传统的手工焊接方式，然而该方式目前存在焊接不可靠、效率低、质量低等问题。
本文钨极氩弧焊的焊接方式对小直径圆管进行实验比对，探究在不同的焊接电流下焊接不同区域的金相组织，从而确定出焊接质量较好的焊接电流，研究内容为小直径圆管的钨极氩弧焊提供工艺指导和参考。
关键词：钨极氩弧焊；自动化焊接；焊接工艺0 前言焊接是传统机械制造业一种常用的加工方式，在航空航天等领域已得到广泛的应用。
焊接技术与较多的学科有着不可忽视的密切联系，通常其受材料属性的影响比较显著，焊接技术的发展也因材料的不同而存在较大的差异性，尤其是在较为特殊的工况和对于复杂的结构件，传统的手工焊接工艺难以实现现代化的焊接要求。
随着我国制造业进程的步伐逐渐加快，高效率、高质量以及自动化是如今焊接工艺面临的更为迫切的要求[1，2]。
TIG焊的应用范围可以涉及到不同材料、位置、厚度以及大小的焊接工艺，既可以进行手工焊接也可以完成手工和自动一体化的焊接。
目前，钨极氩弧焊的应用已经受到了国内外研究者的瞩目，本文也就该种焊接方式进行相关工艺的探究[3]。
1 焊接材料及方法1.1、钨极氩弧焊的焊接工艺参数选择焊接电流是最主要的工艺参数，在其他条件不变的情况下电弧能量与焊接电流成正比，焊接电流越大可焊接的材料厚度越大。
因此，焊接电流是根据所焊的材料性质，厚度和接头的空间位置来选择。
焊接电流过大或过小都会使焊缝形成不良或产生焊接缺陷。
当焊接电流增加时熔深增大，而焊缝宽度与余高只稍有增加。
当焊接电流很大时，一定直径的钨极上电流强度相应也很大，使钨极端部温度达到或超过钨极的熔点，此时可看到钨极端部出现融化现象而且很亮。
当焊接电流继续增大时，融化了的钨极在端部形成了一个小尖状突起逐渐变大形成熔滴，电弧随熔滴尖端漂移很不稳定，这不仅破坏了氩气保护区使熔池被氧化焊缝成型不好，而且熔化的钨落入熔池后将产生夹钨缺陷。
钨极氩弧自动焊根焊在中小管径管道焊接中的应用
钨极氩弧自动焊根焊在中小管径管道焊接中的应用
来海雷;张今明
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】为全面推广自动焊在中小管径长输管道建设中的应用,通过对自动焊焊接方式的调研和比选,提出采用钨极氩弧自动根焊+外焊机自动焊试验段应用方案。
该方案是使用自动钨极氩弧焊工艺实现根焊单面焊双面成形,熔化极单焊丝气体保护下向焊填充盖面的一种焊接工艺,该工艺参数范围大,适用于各种地形,充分发挥了氩弧焊抗风能力强、熔透可靠、缺陷少的优势,减少了人为因素的干扰,实现了高质量自动化的全自动焊接。
焊接工艺评定研究结果表明,此种焊接方式符合国标及DEC 文件的要求,为中小管径管道自动焊的应用提供了技术储备和支持。
同时该焊接方式也为集气管道、二氧化碳输送管道等中小管径高压管道焊接提高焊接质量指明了方向,具有良好的应用前景。
【总页数】4页(P97-100)
【作者】来海雷;张今明
【作者单位】大庆油田设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】F42
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浅述手工钨极氩弧焊脉冲电弧的特点及应用
浅述手工钨极氩弧焊脉冲电弧的特点及应用摘要：钨极氩弧焊气体保护焊技术因其独有的焊接特点，在现代制造业中得到广泛运用，本文着重介绍了手工钨极氩弧焊脉冲电弧在机车不锈钢管道焊接中的应用，解决了小管径薄壁不锈钢管的套管、支管焊接的熔透性问题以及外观成型问题。
关键词：机车脉冲电弧不锈钢薄壁管前言：在机车生产制造中，小管径不锈钢风管的支管和套管焊接以及管对接焊缝通常采用TIG直流电弧焊接，用这种方法焊接时，焊接热输入集中，焊接速度快，生产效率高，但极易产生烧穿缺陷，在管内壁产生焊瘤，使风管的有效通风截面积减小，造成制动风量不足，制动能力减弱，影响机车可靠制动；以及产生咬边缺陷，减小了管接头的有效壁厚，使管接头承载能力变差，咬边处产生应力集中，极易产生裂纹，影响机车运行安全。
通过对钨极氩弧焊脉冲电弧特点研究，以不锈钢小管径薄壁管的支管和套管焊接做工艺试验并检验合格，为手工钨极氩弧焊脉冲电弧工艺提供了技术支持和依据。
实践证明，按照评定合格的脉冲电弧焊接工艺进行小管径薄壁管的焊接完全满足产品质量要求。
脉冲电弧的的特点：1、具有较宽的电流调节范围可以精确地控制对工件热量的输入和熔池的尺寸，提高焊缝抗烧穿和保持熔池大小的能力，获得均匀的熔深。
通过调节基值电流和峰值电流大小，脉冲频率，可以对焊接热能输入量和分布进行控制，焊缝尺寸可控，能保证焊缝金属与熔池金属熔合良好，焊缝有效尺寸能得到保证。
2、每个焊点加热和冷却迅速由于脉冲电弧形成的焊缝是由焊点重叠而成，脉冲电弧瞬时冲击力强，对点状熔池有较强的搅拌作用，有利于杂质和气体逸出，且熔池金属冷凝快，高温停留时间短，所以焊缝金属组织致密，大大减小热裂纹产生倾向。
尤其在不锈钢焊接方面，其焊接原则是小电流、窄焊缝，快速直线焊。
如果焊接线能量过大，合金元素烧损严重（即碳化铬的形成，如果铬含量低于12%，材质会出现生锈），晶间腐蚀倾向加剧，而采用直流脉冲氩弧焊能实现最大限度的控制。
小直径管件水平固定氩电联焊
小直径管件水平固定氩电联焊手工钨极氩弧焊在操作过程中，熔孔的大小和熔池的形状容易控制，根部焊缝成形美观，易于获得良好的探伤成绩。
小直径管件对接水平固定氩电联焊是技术等级考试及技能比赛中的一个重要的考核项目，能熟练掌握这项技术，对每名焊工来说是提高技能水平、走向成熟的硬件标准。
在这里将小直径管件水平固定氩电联焊的认识与心得整理出来，和大家共同交流。
当前白酒国际化热潮持续升温的形势下，要想突破中国白酒仍旧面临的阻碍，不管是名优酒企还是中小酒企，切不可各自为阵、单打独斗。
在国际酒业市场上，中国白酒企业应该抱团发展，依托中国白酒品牌伞，打好白酒的“文化牌”和“标准牌”，开启中国白酒国际化的新征程。
1.焊前准备管件材质为20钢，规格为φ60mm×5mm×100mm，坡口角度30°±2.5°（见图1）。
将管件坡口20mm范围的内外表面清理干净，坡口钝边留0.5～1mm。
氩气纯度＞99.7%，喷嘴孔径8～10mm，采用φ2.5mm的铈钨极，端头磨成锥形，钨极伸出长度5mm左右。
焊丝采用H08Mn2SiA，焊条采用E5015，直径均为2.5mm，焊条按规定时间和温度烘干后，放入保温筒中备用。
图1 管件加工示意2.组对及定位焊管件组对间隙：仰焊部位2.5mm，平焊部位3mm左右。
在管件钟表的2点和10点位置进行定位焊接，定位焊缝的长度为5mm左右。
定位焊后，将定位焊缝两端加工成斜坡形，以便于接头操作。
焊接参数如附表所示。
欧美国家的法律法规都是比较健全，十分完善的。
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大哭大闹不但不能解决问题，反而会引发不必要的麻烦。
比如美国等一些国家，是不禁止使用枪支的，可能会造成人身伤害。
3.打底层的操作（1）操作技巧及焊接角度焊接操作时，为增强操作稳定性，可将焊枪喷嘴的外边缘顶在管件坡口内侧作为支点，左右摆动焊枪，沿着管件坡口向前匀速移动焊接。
管道的手工钨极氩弧焊焊接技巧
管道的手工钨极氩弧焊焊接技巧管道的手工钨极氩弧焊操作技巧手工钨极氩弧焊在管道焊接中主要应用在两方面；一方面是大直径管对接的打底层焊接；另一方面主要是小直径管的焊接。
1.管道的钨极氩弧焊打底工艺与操作技巧钨极氩弧焊的操作与焊条电弧焊不同，与气焊有些相似，一般是右手握焊枪，左手握焊丝。
管道焊接时，其焊接方法不限，立向上或立向下均可。
平焊时采用左向焊法，即沿焊接方向，焊丝在前，焊枪在后。
为了送丝方便，不影响焊工视线和防止喷嘴被烧损，钨极应伸出喷嘴端面6～9mm。
钨极端头与熔池表面的距离，即电弧长度应保持2～4mm。
电弧过短，钨极易与焊丝或熔池相碰，造成焊缝表面污染和夹钨缺陷，并破坏电弧的稳定燃烧；电弧过长，则引起电弧飘浮，易产生未焊透缺陷。
为了加强氩气保护效果，喷嘴与焊件应尽量垂直或保持较大的夹角，一般为70°～85°；而焊丝与焊件的夹角则较小，一般为15°～20°。
焊枪与焊丝的相对位置见图2-25。
图2-25 管道钨极氩弧焊时焊枪和焊丝的位置1—焊丝；2—钨极；3—喷嘴；4—熔池；5—焊缝打底层焊缝应具有一定的厚度，对于壁厚≤10mm的管道，其厚度不得小于2～3mm；壁厚≤mm的管道，其厚度不得低于4～5mm。
（1）坡口形式及尺寸。
坡口形式、尺寸、对口间隙对焊缝质量和根部裂纹倾向有很大的影响。
坡口形式及尺寸的选择原则是在尽量缩小焊缝截面积、减小熔敷金属量的前提下，应使焊枪喷嘴在坡口中运弧不受阻碍，焊工视线不会被遮挡，便于各种位置打底焊和以后各层的焊接操作。
常用的坡口形式有V形、U形、双V形和上V下U形四种。
①V形坡口。
适用于厚度为3～15mm的管道，见图2-26。
②U形坡口。
适用于壁厚为15～25mm的管道，见图2-27。
③双V形坡口。
适用于壁厚为15～50mm的管道，见图2-28。
④上V下U形坡口。
适用于壁厚大于25mm的管道，见图2-29。
图2-26 V形坡口图2-27 U形坡口图2-28 双V形坡口图2-29 上V下U形坡口（2）焊接电流、钨极直径和焊丝直径。
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手工钨极氩弧焊在水套炉内置小盘管焊接中的应用
作者：杨明郁等
来源：《价值工程》2013年第04期
摘要：目前在采油站油井安装的加热装置——水套炉的修复过程中，经常会遇到一些小管径管道的焊接工作，如果采用手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面的工艺方法，可以得到优质的焊接质量，能够提高焊口的合格率。
Abstract： At present in the repair process of water jacket furnace in the well installation of oil production station， it often encounters some small diameter pipe welding work. If using TIG primer and manual arc welding filler cap surface process， you can get qualified welding weld and improve the pass rate of welded junction.
关键词：水套炉内置小盘管；焊接工艺；手工钨极氩弧焊
Key words： water jacket furnace enclosed small coil；welding process；TIG
中图分类号：TE3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）04-0033-02
0 引言
在水套炉焊接中，内置小盘管主要作用是给原油循环加热，它是采用Φ73x6mm、材质
20#钢管焊接而成（见图1）。
在焊接时，如果小盘管焊道质量不合格，发生渗漏，会给水套炉的维修带来很大困难和危险，因此为了保证根部焊道的焊接质量，可采用手工钨极氩弧焊打底，这是因为手工钨极氩弧焊电弧热量集中，电弧电压低，燃烧稳定，同时由于氩气的保护作用，根部焊道无渣，无飞溅，免去清渣清飞溅的工序，使管路系统的清扫工作减轻。
1 手工钨极氩弧焊的特点及应用
手工钨极氩弧焊（TIG）是气体保护焊的一种，焊接时电极采用难熔金属钨或钨的合金棒，电弧燃烧过程中，电极是不熔化的，故电弧的长度几乎是恒定的，电极和电弧区及熔化金属都处在氩气保护之中，使之与空气隔离从而达到保护熔池金属的作用，也是一种高质量的焊接方法。
手工钨极氩弧焊具有较高而集中的电弧热能和良好的保护效果，操作方便灵活，已被广泛地应用于航天、原子能、石油化工、纺织等工业生产中。
由于钨极的载流能力有限，电弧功率受到限制，致使焊缝熔深浅，焊接速度低，所以，氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm的焊件或管道的打底焊接。
2 管道手工钨极氩弧焊打底焊焊接工艺
2.1 焊接设备采用奥太ZX7-400型逆变手工直流氩弧焊机，采用直流正接法，小盘管采用Φ73×6mm材质20#钢管。
2.2 工艺参数（见表1、图1）
2.3 焊前准备①坡口内外壁20mm范围内及所用焊丝上的污物清理干净，除去油、漆、垢、锈等，并露出金属光泽。
②氩弧焊场所必须有可靠的挡风措施，并防止管内有穿堂风。
③定位焊，因为氩弧焊打底焊缝较薄，如选择工艺不当，易产生裂纹，所以，定位焊后应仔细检查定位焊缝，如发现裂纹、气孔等缺陷，应将定位焊缝清除干净，重新进行定位焊，定位焊缝两端应加工成斜坡形，以便于接头，管道定位焊为2处。
④打底层焊缝检验合格后，及时进行填充盖面焊，焊接第二层焊时，一般选用Φ2.5mm或Φ
3.2mm的焊条，注意不得将打底层焊缝烧穿。
3 手工钨极氩弧焊的操作特点
手工钨极氩弧焊的操作和气焊的比较相似，但是与电弧焊与区别。
通常是右手握焊枪，左手捏焊丝，钨极应伸出喷嘴端面约6～9mm，电弧长度应保持2～4mm，以保证电弧稳定燃烧，喷嘴与焊件应尽量垂直或保持较大的夹角，一般在不影响视线的前提下，保持70°～85°之间，而焊丝与焊件的夹角较小，一般为10°～15°。
3.1 引弧利用引弧器产生高频或高压脉冲，击穿电极与焊件之间的间隙来引燃电弧。
焊接开始时，先用电弧将母材加热，待形成熔池后立即填加焊丝。
为防止起弧裂纹，始焊速度应慢些，并应使焊缝稍厚。
3.2 接头焊接接头的地方往往是质量最难以保障的地方，在焊接的时候应该少停弧，并降低冷接头的次数。
在换焊丝的时候使用“热接头”的方法，不停弧。
即在需要变更握丝位置时，先将焊丝末端与熔池相接触，同时电弧向后移，或引向坡口一边。
等熔池凝固到与焊丝末端粘在一起的一刹那间，迅速变更握丝位置。
3.3 送丝动作常用的有连续送丝法、断续点滴送丝法和紧贴法。
①连续送丝法，即焊丝连续熔化进入熔池的一种方法。
②断续点滴送丝法，是在保护区范围内，焊丝向熔池边缘一拉一送一滴滴地往复加入熔池，焊枪可作轻摆动。
③紧贴送丝法，将焊丝弯成弧形，贴紧在对口间隙处，焊接电弧同时熔化坡口钝边和焊丝，这时要求对口间隙小于焊丝直径。
不论哪种送丝方法，都应注意填充焊丝与焊件表面夹角应尽可能地小些，一般为10℃左右。
且焊接时送丝动作要轻，不得搅动氩气保护层，以免使氩气保护受到破坏。
3.4 收弧收弧时应将焊枪迅速恢复成垂直于焊件的状态，然后将焊枪在与焊接相反的方向往回移动3～5mm，再按停止按钮。
电弧熄灭后慢慢把焊枪抬起，使焊缝尾部在保护气流下凝
固冷却，最后结束焊接，这时收弧时焊接速度应适当减慢，将熔池填满，避免产生弧坑和裂纹。
4 结论
通过安装使用的实践证明，对水套炉内置小盘管的焊接采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面后，焊道质量明显提高了，而且焊口因缺陷造成的泄漏明显减少了，因此减少了水套炉内置小盘管焊道泄漏造成的停机停炉事故，挽回了因泄漏造成的一些损失，为原油上产作出了贡献。
参考文献：
[1]中国焊接协会培训工作委员会.焊工取证上岗培训教材[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2006.
[2]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：北京机械工业出版社，2006.
[3]国家经贸委组织.金属焊接与切割作业[M].北京：气象出版社，2005.。