■ 張之萬，唐元生，劉立永，路濱，劉永華

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本工藝在傳統(tǒng)的手工鎢極氬弧焊的基礎(chǔ)加以改進實現(xiàn)自動焊接。利用傳統(tǒng)手工鎢極氬弧電源將其固定于懸臂自動焊，焊接電流、送絲速度及熱絲電流通過鎢極氬弧電源進行調(diào)節(jié)。電弧掌控需在懸臂自動焊中進行調(diào)節(jié)，它在提高焊接效率和焊接自動化水平，降低工人勞動強度，保證焊接質(zhì)量方面效果良好。

1. 熱絲TIG焊

熱絲TIG焊與傳統(tǒng)TIG 焊的區(qū)別主要在于將填充焊絲送入焊接熔池之前有獨立的電源電阻加熱到接近填充焊絲的熔化溫度，這樣大大加快了填充焊絲熔化速度，提高了熔敷率，同時調(diào)整了焊接熔池的熱輸入量，降低了母材的稀釋率，擴大了焊接工藝方法的適應(yīng)率和范圍。

2. 焊接工藝要求

（1）焊接工藝 管道材質(zhì)為Q245R+N08825，壁厚為（32+3）mm，規(guī)格φ711mm。管材化學(xué)成分如表1、表2所示。

（2）焊接設(shè)備與焊接材料 如設(shè)備采用山東奧太型號為WSM—400的焊機，熱絲電源型號為HW—200。焊接方法采用脈沖鎢極氬弧焊（熱絲TIG），焊接位置為1G，電源種類為DC、電源極性為EN。焊絲牌號INCONEL625（φ1.14mm）。保護氣體采用純度為99.999%的氬。 焊接設(shè)備如圖1所示。

（3）坡口加工 采用分層式坡口，坡口采用機械加工，坡口角度為60°（見圖2）。復(fù)層與基層之間剝離5～6mm坡口表面平滑。 坡口加工后經(jīng)機械打磨及丙酮清洗外觀檢查合格后方可組對，機械鉸刀打磨。組對之前用丙酮嚴格清洗表面污垢。

（4）組對及定位焊 組對時以管線內(nèi)壁的復(fù)層鎳合金鋼板為基準(zhǔn)對齊，嚴禁強力組對和大錘敲擊。定位焊使用正式焊接用焊絲INCONEL625（φ2.4mm）進行定位焊。焊縫長度20～30 mm，間距400mm，正式焊接前將定位焊縫用機械打磨出斜坡以利于接頭質(zhì)量。

圖1 焊接設(shè)備

表1 UNS N08825化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)） （%）

表2 Q245R化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)） （%）

圖2 坡口剝離

（5）焊接 焊前我們用白鋼鐵皮、鋼絲等自制大口徑管道充氬罩裝置，充氬罩裝置易制作，具有便捷、效果好、可重復(fù)利用的優(yōu)點。焊接過程中層道間溫度采用紅外線測溫儀進行控制。

焊接前需對（熱絲TIG）焊槍進行調(diào)節(jié)，焊槍角度90°，呈垂直狀。焊絲角度45°，呈斜下狀。必須保證焊絲離焊槍鎢極端部2mm，當(dāng)焊絲離焊槍鎢極端部＞2mm時，將會導(dǎo)致焊絲無法送進鎢極電弧端部區(qū)域。當(dāng)焊絲無法送進熔池時，電弧只能在母材上形成熔池，將會導(dǎo)致燒穿、焊瘤等缺陷。當(dāng)焊絲離焊槍鎢極端部＜2mm時，將會導(dǎo)致焊絲與鎢極接觸燒損，嚴重時焊絲和鎢極將會熔合在一起。噴嘴直徑采用10mm為宜。當(dāng)噴嘴直徑過大時，會使觀察位置縮小，不利于觀察熔池。由于坡口角度小、噴嘴直徑過大，會導(dǎo)致焊槍無法伸至焊縫根部及焊接時噴嘴外徑會觸碰到母材兩側(cè)。當(dāng)噴嘴直徑過小時，會出現(xiàn)氣體保護不良。熱絲TIG焊槍與鎢極調(diào)節(jié)如圖3所示。

將焊絲與鎢極調(diào)節(jié)好后，將焊槍伸至11點位（11點位屬于偏倒流位置）。熱絲TIG無間隙焊接是電弧形成熔池后，下榻的過程中結(jié)合變位器速度進行調(diào)節(jié)，形成背面焊縫，焊槍角度位置如圖4所示。

圖3 焊絲與鎢極調(diào)節(jié)

焊接時將變位器速度調(diào)節(jié)開關(guān)現(xiàn)打開，變位器轉(zhuǎn)向為順時針，再將電弧起弧器打開，避免起弧時形成焊縫表面焊瘤。正常焊接時注意觀察電弧高度及電弧是否在焊縫中心。電弧過高時會出現(xiàn)未焊透，過低時會燒損鎢極。電弧高度保持在3～4mm。電弧偏焊縫中心兩側(cè)時，焊縫將會出現(xiàn)未焊透及焊縫背面焊道焊偏至母材剝離層。注意觀察焊縫成形情況，焊縫正面呈現(xiàn)凹狀或平狀，焊縫背面成形自然良好。焊縫正面呈現(xiàn)凸?fàn)顣r，焊縫背面會出現(xiàn)未焊透缺陷。

圖4 焊槍角度位置

懸臂自動焊熱絲TIG打底焊接操作順序：①焊接電流、熱絲電流、送絲速度、變位器速度設(shè)定。②焊絲與鎢極距離調(diào)節(jié)，焊槍位置及鎢極高度設(shè)定。③將變位器開關(guān)打開。④將焊機電弧起弧器打開。⑤焊接時注意觀察電弧及調(diào)節(jié)。⑥焊接完畢時，關(guān)閉電弧起弧器，關(guān)閉變位器開關(guān)。焊接參數(shù)如表3所示。

3. 結(jié)語

根據(jù)設(shè)計文件及相關(guān)規(guī)范的要求，項目開工前須對新使用的鎳合金復(fù)合管道進行焊接工藝評定技術(shù)研發(fā)，成果用于指導(dǎo)焊材采購、焊工培訓(xùn)、施工準(zhǔn)備等后續(xù)工作。本次焊接工藝評定研發(fā)包括：焊接工藝開發(fā)試驗15組；焊接工藝開發(fā)驗證試驗22組；鋼管丁字焊縫熱處理補充驗證試驗6組。經(jīng)驗證的焊接工藝評定，質(zhì)量得到保證，可以在項目施工中推廣應(yīng)用。

表3 焊接參數(shù)