制定6mm板厚304TIG焊对接平焊焊接工艺 (6).doc

6mm板厚 304 TIG焊对接平焊焊接工艺一、母材技术及状况1、工件材质：3042、材料性质：奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性，这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道。奥氏体不锈钢韧性、塑性好，焊接时不会发生淬火硬化，尽管其线膨胀系数比碳钢大的多，焊接过程中弹塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹；尽管有很强的加工硬化能力，由于焊接接头不存在淬火硬化区，即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。3、试件尺寸：300mm x 100mm x 6mm4、试件数量：2块5、焊接位置：平焊6、接头形式：对接接头7、焊接要求：单面焊双面成形二、焊接材料选择及技术状况304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性问题主要有两个；一是焊接热裂纹，这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关；二是焊接变形大。对厚度为6mm的304板进行焊接工艺试验。其化学成分和机械性能列于表1；填充金属用ER308L的焊丝，其化学成分和机械性能见表2；焊接用保护气体分析见表3.表1 304化学成分（%）和机械性能CSPSiMnCrNib（Mpa）S（%）0.0390.0020.0180.441.2118.238.0979547.1表2 ER308L的化学成分（%）和机械性能CSPSiMnCrNib（Mpa）S（%）0.0160.0020.0230.04301.8619.859.8059045表3 保护气体分析（L）材料纯度NO2H2H2O露点氩气99.99%100ppm15ppm5ppm30ppm-50三、焊接设备及工具的选择1、焊接设备：WS-250型钨极氩弧焊机。2、氩气瓶及氩气流量调机器：AT-15型。3、铈钨极：WCe-20，直径为2.0mm。4、气冷式焊枪：QQ-85/150-1型。四、焊前准备1、坡口形式：采用“V”形坡口，坡口角度60，如图1所示。图1 V形坡口形式2、加工方法：可采用机械切割、等离子弧切割、碳弧气刨等方法进行坡口加工。3、焊前清理：（1）试件清理：为了保证焊接质量，焊前将工件坡口及两侧20-30mm范围内的焊件表面清理干净，油污、铁锈等可用丙醇或酒精灯有机溶剂清理。（2）焊丝清理：采用机械化学方法清理焊丝表面油污铁锈等杂质，并烘干焊丝。五、焊接工艺参数的确定TIG焊的焊接工艺参数主要有：电源种类和极性、钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、焊接速度和喷嘴直径等。1、 电源种类及极性 TIG焊接可以使用直流电，也可以使用交流电。电源种类和极性可以根据焊件材料进行选择。304不锈钢多采用直流正接。2、 钨极直径及端部形状 钨极直径主要根据焊件厚度、焊接电流、焊接极性来选择，钨极端部形状对电弧稳定性有一定的影响。6mm 304 TIG焊钨极直径选择诗经为2.0mm，端部形状选择如图2所示的形状。图2 6mm板厚304 TIG钨极端部形状3、 焊接电流 焊接电流主要根据焊件厚度、钨极直径和焊缝空间位置等来选择。6mm 304 TIG焊直流正接钨极直径为2.0mm的焊接电源的选择范围为80-100A。4、氩气流量 对于一定的喷嘴直径，钻用的氩气流量要适当，通常氩气流量3-20L/min范围内。5、 焊接速度 在一定的钨极直径、焊接电流和氩气流量的条下，TIG焊时应选择合适的焊接速度。6、 电弧电压 应尽量采用短弧焊接，一般电弧电压为10-20V7、喷嘴与焊件间的距离 喷嘴与焊件间的距离以5-15mm为宜8、 钨极伸出长度 为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度平焊时一般为3-6mm6mm板厚304 TIG焊对接平焊的焊接工艺参数如表4所示表4 6mm板厚304 TIG焊对接平焊焊接参数板厚/mm坡口形式焊接位置层数坡口尺寸钨极直径/mm焊丝直径/mm间隙/mm钝边/mm6V平焊32-30-0.52.02.0焊接电流焊接速度/mm/min氩气电弧电压/V备注打底电流/A填充电流/A盖面电流/A流量/L/min孔径/mm85-9090-10080-9580-1206-101112-14单面焊双面成形六、装配与焊接1、装配与点固 采用与焊接焊件相同的牌号的焊丝进行定位焊接，并定位焊接于焊件反面两端，钝边为0-0.5mm，装配间隙为2-3mm，定位焊接焊缝长度为10-15mm，预留反变形量为2，错变量不应大于0.5mm，装配与定位如图3所示图3 304 TIG焊对接接头平焊装配图2、 打底焊 手工TIG焊通常采用左焊法，平焊时，焊枪与焊丝的角度如图4所示，引弧后预热引弧处，出现熔孔后开始填丝焊接，填丝方法可选用连续送丝法或断续送丝法。应采用较小的焊枪倾角和较小的焊接电流，而焊接速度和送丝速度应较快。更换焊丝或暂停焊接需要接头时，应在弧坑右侧15-20mm处引弧，并向左移动、送丝焊接。焊至焊件末端时，断弧后，氩气须延时10s左右关闭。图4 打底焊时焊枪与焊丝角度（板对接平焊）3、填充焊 焊接时，焊枪采用锯齿形运动方式，其幅度稍大一些，并在坡口两侧稍作停留，以保证坡口两侧熔合好、焊道均匀，填充焊道应低于母材1-2mm，并且不能熔化坡口两侧的菱角。4、 盖面焊 焊接低要进一步加大焊枪的摆动幅度，焊枪摆动应均匀、平稳，以免破坏氩气保护，保证熔池两侧超过坡口菱角0.5-1mm。7、 操作要点及注意事项1、引弧 通常采用高频或脉冲电压引弧装置进项引弧，没有引弧装置时，可用纯铜板或石墨作引弧板。将引弧板放在焊件接口旁或接口上面，在其上面引弧，待钨极端头加热到一定温度后（约1s）立即移到待焊处引弧，操作时，动作要轻而快。2、焊枪运动形式 焊枪一般采用左焊法，焊枪的运动形式根据焊接位置选择，焊枪的运动形式有直线形、锯齿形、月牙形、圆圈性等。3、敲渣清根焊接后应对焊道进行敲渣，多层多道焊时，必须严格敲渣清根，多用的工具有钢丝刷、角向打磨机等。 4、收弧 收弧应采取衰减电流方法，以填满弧坑。收弧时，填满弧坑后慢慢提起电弧直至灭弧，不要突然拉断电弧。熄弧后，氩气会自动延时几秒钟停气，不应熄弧后马上移开焊枪，应在熄弧处停留一段时间。八、其他单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹，这种裂纹是在高温状态下形成的。常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊接横向和纵向裂纹。就裂纹的物理性质上讲，有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。易产生焊接接头裂纹的主要原因有以下几点：1， 焊接金属凝固期间存在较大的拉应力，这是产生凝固裂纹的必要条件。因为奥氏体不锈钢的导热率小，线膨胀系数大，在焊接区降温（收缩）期焊接接头必然要承受较大的拉应力，这也促成各种类型热裂纹的产生。2， 方向性强的焊缝柱状晶组织的存在，有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。3， 奥氏体不锈钢的品种多，母材及焊缝的合金组成比较复杂。含镍量高的合金对硫和磷形成易溶共晶更为敏感，在某些钢中硅和铌等元素，也能形成有害的易溶晶间层。避免奥氏体型不锈钢焊接热裂纹的途径：1， 冶金措施（1） 焊缝金属中增添一定数量的铁素体组织，使焊缝成为奥氏体铁素体双相组织，能很有效地防止焊接热裂纹的产生。（2） 控制焊缝金属中的铬镍比，对于304型不锈钢来说，当焊接材料的铬镍比小于1.61时，就易产生热裂纹；而铬镍比达到2.33.2时，就可以防止热裂纹的产生。（3） 在焊缝金属中严格限制硼、硫、磷、硒等有害元素的含量，以防止热裂纹产生。对于不允许存在铁素体的纯奥氏体焊缝，可加入适当的锰和和少许的氮同时减少硅的含量。2， 工艺措施（1） 采用适当的焊接坡口或焊接方法，使母材金属在焊缝金属中所占的分量减少。与此同时，在焊接材料的化学成分中加入抗裂元素。（2） 焊接参数应选用小的热输入量。在多层焊时，要等前一层焊缝冷却后再焊此一层焊缝，层间温度不宜高，以避免焊缝过热，施焊过程中