手工钨极氩弧焊
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通用焊
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接 工 艺
目 录
1、一般要求 2、应用范围 3、焊接准备 4、操作技术
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5、焊接
6、氩气焊丝和焊条 7、焊接工艺 8、质量记录 9、 焊接及注意事项 10、钨极氩弧焊安全规程
11、焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表
一、一般要求 1、焊接材料
1.1 焊丝：用于 GB 的焊丝应符合 GB/T8110 的有关规定 ,对于入库时间长而有锈斑，影响使 用的应予报废。
1.2 保护气体的种类和质量：采用纯度大于
99.99%纯氩。
1.3 钨极的种类：采用钍钨极或铈钨电极，其端头的几何形状应根据电流的大小选择，采用 小电流时，端头夹角为 30 度。 1.4 焊接设备：氩弧焊机。
...
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1.5 焊接辅助装备：安全防护用品、手锤、角向砂轮等。
1.6 焊工资格：焊工必须经过南昌市技术质量监督局培训，并且取得相应的合格项目，方可 从事相关焊接工作。
1.7 焊接工作必须按照技要、技术标准进行。
1.8 焊接环境：当风速大于2m/s、相对湿度大于90%、雨、雪环境、焊件温度低于0℃时， 均应采取相应的措施来保证焊接质量。 当焊件温度在 -18~0℃之间时，应将始焊点 围周的母材预热到约15℃再开始焊接。否则禁止施焊。 1.9 焊接极性：直流正接既焊枪接负极，工件接正极。
1.10 在操作过程中若有个人无法解决的问题，应立即与班组长、检验员或焊接工程联系师。 2、焊前准备
2.1 根据焊接位置、持证项目、接头形式和作业情况等选择合适的焊接辅助装置。 2.2 去除坡口内、外 20mm 范围内的水、锈、油污等杂质。
2.3 根据图纸、工艺要求核对坡口形式及角度、材质、坡口尺寸及装配质量。 2.4 如需要标记移植，检查标记移植情况。 2.5 检查所用设备是否完好情况。
2.6 不锈钢管焊接的接头，应内部充氩保护，保护时，管子两头和管子四周的孔应用美该纹 纸或铁板封住，以增强保护效 。果2.7 试焊，根据表 1 调节焊接参数。 表 1
母材厚度 3.0-6.0
接头形式 V 型坡口
电流 (A) 70-120
100mm
焊接参数
电压 (V) 12-16
焊丝格规 2.0-3.2
电极尺寸
2.5
气体流量
8~10
喷嘴尺寸
8~12
喷嘴到工件距离
≤ 12
二、应用范围
不同直径的钢管及耐热合金钢管子一般采用钨极氩弧焊打底， 焊接，小直径管子可用手工钨极氩弧焊打底及盖面层焊接。
采用手工钨极氩弧焊打底的焊接工艺，具有很多优越性，它不仅能充分保证母材根部的 良好熔透，焊缝具有良好的成型，同时可提高根部焊缝的塑性和韧性，减少焊接应力，从而 可以避免产生根部裂纹，施焊中也不易出现未焊透、夹渣、气孔等缺陷。所以，已广泛用于 一般重要设备，如承压管道、高压容器和高温高压锅炉中管子的焊接。
钨极氩弧焊焊接管子，主要有两种形式，一种是水平钨极自动氩弧焊
(管子转)，主要动手工电弧焊填充及盖 层面
...
...
用于可转动的直管子对接焊缝，另一种是全位置自动钨极氩弧焊 (焊枪或机头围绕管子转动 )，
主要用于焊接不可转动的弯管，这种焊接方法多采用程控脉冲电源。 三、焊前准备
1、管件坡口及装配要求：
管件加工 30℃坡口角度，装配要求如图：
60℃± 5℃
+0.5
1.11
2、管件的清理：
TIG 焊时，氩气只起气体保护作用，对焊件与填充金属表面的油、锈及其他污物非常敏 感，如清理不当，焊缝中很容易产生气孔、夹渣等缺陷。焊前必须认真清理，彻底除去焊件 坡口面及其内外壁各 15mm~20mm表面上的油脂、油漆、涂层，以及加工用的润滑剂、氧化 膜及锈等，使之呈现金属光泽，对近件清理要求严格，宜清理后尽快施焊。 3、管件的点固焊：
点固焊时，应保证间隙合适和管子的同心度，直径
φ142mm× 5mm 管子对称点焊两点，
10mm~15mm，
直径φ133mm× 10mm 管子点焊 3~4，沿管周围均匀分布，点焊固定焊缝长度
高 2mm~3mm，点固焊使用焊丝牌号、直径及焊接工艺参数与管子第一次打底焊接时相同， 由于点固焊缝可作为打底焊缝的一部分保留下来，因此必须熔透，不得产生气孔、裂纹、夹 渣等缺陷，如存在缺陷时，可将其用砂轮机去后再重新进行点固，点固焊缝尺寸如图：
2~3
3~4
四、操作技术
1、定位焊； 装配定位焊接用采用与正式焊接相同的焊丝和工艺。一般定位焊缝长
10～
15mm，余高 2～3mm。直径 Φ60mm以下管子，可定位点固 1 处；直径 Φ76～159mm管子，定位
...
...
点固 2～3 处；Φ159mm以上，定位点固 4 处。定位焊应保证焊透，并不得存在缺陷。定位焊 两端应加工成斜坡形，以利接头。
2、引弧； 可采用短路接触法引弧，既钨极在引弧板上轻轻接触一下并随即抬起 右即可引燃电弧。使用普通氩弧焊机，只要将钨极对准待焊部位（保持 频电流引起放电火花引燃电弧。
3、填丝施焊；
电弧引燃后加热待焊部位，待熔池形成后随即适量多加焊丝加厚焊缝，
75～800，填充焊丝与工件倾角 150～200，一
2mm左
3～5mm），刻发生高
然后转入正常焊接。焊枪与工件间保持后倾角
般焊丝倾角越小越好，倾角大容易扰乱氩气保护。填丝动作要轻、稳，以防扰乱氩气保护， 不能象气焊那样在熔池中搅拌，应一滴一滴地缓慢送入熔池，或者将焊丝端头浸入熔池中不 断填入并向前移动。视装配间隙大小，焊丝与焊枪可同步缓慢地稍做横向摆动。以增加焊缝 宽度。防止焊丝与钨极接触、碰撞，否则将加剧钨极烧损并引起夹钨。
焊丝端头不能脱离保护区，打底焊应一次连续完成，避免停弧以减少接头。焊接时发现 有缺陷，如加渣、气孔等应将缺陷清除，不允许应重复熔化的方法来消除缺陷。
第二层以后各层的焊接，如采用手工电弧焊应注意防止打底焊缝过烧。焊条直径不应大 于 3.2mm，并控制线能量。采用氩弧焊应将层间接头错开，并严格掌握、控制层间温度。
4、收弧； 焊缝结尾收弧时，应填满熔池，使电流逐渐减小后熄灭电弧。收弧时可减慢 焊接速度，增加焊丝填充量填满熔池，随后电弧移至坡口边缘快速熄灭。电弧熄灭后，焊枪 喷嘴仍要对准熔池，以延续氩气保护，防止氧化。 五、焊接 1、焊接电源：
手工钨极氩弧焊应采用直流电源，正极性接法。 正接：焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。 反接：焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。
极性选择原则：碱性焊条常采用直流反接，否则，电弧燃烧不稳定， 酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。 2、电源种类和极性见表 2
表 2
电源种类和极性的选择
电源种类和极性 直流正接 直流反接 推荐 不用 不用
推荐
飞溅严重，噪声大，
基本金属 碳钢 合金钢
...
...
不锈钢
3、焊接电流的选择
推荐 不用
选择焊接电流时，要考虑的因素很多，如：焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、 焊接位置、焊道层次等。但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。 （1） 焊条直径与焊接电流关系见表 3
焊条直径越粗，焊接电流越大。
表 3
焊条直径 （mm) 焊接电流 （A)
焊条直径与焊接电流关系
1.6 25-45
2.0 40-65
2.5 50-80
3.2 100-130
4.0 160-210
（2）焊接位置； 平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流。横、立、仰焊位置时，焊接电流 应比平焊位置小 10～20%。角焊电流比平焊电流稍大一些。 （3）焊道层次
打底及单面焊双面成型，使用的电流要小一些。 碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小
10%左右。不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电
成咬
流小。总之，电流过大过小都易产生焊接缺陷。电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且易造 边、弧坑等到缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大。 （4）电弧电压
电弧电压主要决定于弧长。电弧长，则电弧电压高；反之，则低。
在焊接过程中，一般
希望弧长始终保持一致， 而且尽可能用短弧焊接。 所谓短弧是指弧长焊条直径的 0.5 ～1.0 倍， 超过这个限度即为长弧。 （5）焊接速度
在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下，由操作者灵活掌握。速度过慢，热影响区加宽， 晶粒粗大，变形也大；速度过快，易造成未焊透，未熔合，焊缝成型不良好等缺陷。 （6）速度以及电压与焊工的运条习惯有关不用强制要求，但是根据经验公式，可知当电流小 于 600A时，电压取 20＋0.04I 。当电流大于 600A时电压取 44V。
焊接电流主要根据工件的厚度和空间位置来选择，过大或过小的焊接电流都会使焊缝成 型不良或产生焊接缺陷。所以，必须在不同钨极直径充许的焊接电流范围内，正确地选择焊 接电流，见下表 4。
表 4
钨极直径 （mm）
钨极尖端形状和电流范围
尖端直径 （mm）
（°）
恒定直流 /A
脉冲电流 /A
尖端角度
直流正接
...
...
1.12 2.8
4、电弧电压
0.8 1.1
35 45
70－90 90－150
80－180 120－250
电弧电压由弧长决定，电压增大时，熔宽稍增大，熔深减小。通过焊接电流和电弧电压的 配合，可以控制焊缝形状。当电弧电压过高时，易产生未焊透并使氩气保护效果变差。因此， 应在电弧不短路的情况下，尽量减小电弧长度。钨极氩弧焊的电弧电压选用范围一般是 24 伏。 5、氩气流量
为了可靠地保护焊接区不受空气的影响。必须有足够流量的保护气体。氩气流量越大， 保护层抵抗流动空气影响的能力越强。但流量过大时，不仅浪费氩气，还可能使保护气流形 成紊流，将空气卷入保护区，反而降低保护效果。所以氩气流量要选择恰当，一般气体流量 可按下列经验公式确定：
Q = (0.8
―1.2 ) D
10－
式中： Q―― 氩气流量， L/ｍｍ
D―― 喷嘴直径，ｍｍ。
（氩气纯度；焊接不同的金属，对氩气的纯度要求不同。例如焊接耐热钢、不锈钢氩气 纯度应大于 99.70%；焊接钛及其合金，要求氩气纯度大于
3.1%。）
99.98%。工业用氩气的纯度可
6、焊接速度
焊接速度加快时，氩气流量要相应加大。焊接速度过快，由于空气阻力对保护气流的影 响，会使保护层可能偏离钨极和熔池，从而使保护效果变差。同时，焊接速度还显著地影响 焊缝成型。因此，应选择合适的焊接速度。 7、喷嘴直径
增大喷嘴直径的同时，应增大气体流量，此时保护区大，保护效果好。但喷嘴过大时， 不仅使氩气的消耗量增加，而且可能使焊炬伸不进去，或妨碍焊工视线，不便于观察操作。 故一般钨极氩弧焊喷嘴以 5－14mm 为佳。
另外，喷嘴直径也可按经验公式选择： D＝（2.5 ―3.5）ｄ
式中： D―― 喷嘴直径（一般指内径） mm；
ｄ―― 钨极直径 mm。
...
...
8、喷嘴至焊件的距离
这里指的是喷嘴端面和焊件间的距离，这个距离越小，保护效果越好。所以，喷嘴距焊 件间的距离应尽量小些，但过小使操作、观察不便。因此，通常取喷嘴至焊件间的距离为 －15ｍｍ。 9、钨极伸出长度
钨极伸出长度 系钨极端头伸出喷嘴端面的距离。 伸出长度小， 喷嘴与工件距离近则保护 效果好。但过近影响视线，妨碍操作。总之，手工钨极氩弧焊的喷嘴直径一般为
5~20mm；
5
氩气流量 3~25 L/min；焊接对接焊缝时，钨极伸出长度为 3~6mm；焊角焊缝时，钨极伸出长 度为 7－8mm 较好。喷嘴与工件距离 5~12mm。 1.13附加设备：
1)供气系统，包括氩弧气瓶、减压器、流量计、输送氩气胶管等。 2)供电系统，包括焊接电缆、钨极、焊枪等。
陶瓷喷咀一般采用 φ8mm~φ12mm 为宜，钨极选用铈钨极并磨成如图：
φ0.5
φ2.5
8
钨极端部应磨成 φ0.5mm，锥度 8 mm，这样电弧比较稳定、集中、不易产生漂移。使用 中钨极伸出喷咀长度为 6 mm~8 mm。 3）主要工具，角向砂轮及砂轮片等。 六、氩气焊丝和焊条
1、氩气的纯度将直接影响到焊缝质量，焊接用氩气的纯度应大于或等于 合格证标签。
2、试件装配点固焊及打底焊，可选用直径 2.5 mm的焊丝，焊丝的质量应符合国家标准 的规定，应有制造厂的质量保证书。
3、焊丝使用前，需严格清除表面的油污、锈蚀等，并用丙酮清洗擦干。 4、常用钢号、焊接材料选用 5
表 5
钢号 12Cr1MoVG
焊丝牌号的选择 氩弧焊打底焊丝
TIG-R31
填充盖面层焊条
R317
99.9%，并有
...
...
15CrMoG 20G
20G/15CrMoG 20G/12Cr1MoVG
七 、焊接工艺 1、焊接规范参数：
TIG-R30 TIG-J50
TIG-J50 TIG-R30
R307 E5015 E5015 R307
电源种类、焊接电流、钨极直径、填充焊丝直径、喷咀直径、氩气流量 2、钨极伸出长度、电弧长度、焊接速度、各规格参数 表见
焊丝直径 (mm)
(A) 焊接电流
电源种类
(mm)
(mm)
(mm)
(h/mm)
(mm)
钨极直径
6
钨极伸出度
氩气流量
电弧长度
喷咀直径
φ2.5 80~110 直流反接 2.5~3 8~12 7
6~8 8~10 2.5~5
3、V 形坡口水平焊位置手工钨极氩弧焊工艺参数 表见
焊接层次 焊接电流（ A ） 电弧电压（ V） 打底焊 填充焊 盖面焊
焊丝直 （ｍｍ）
2.5
80－100 90－100 100－110 钨极伸出长度 （ｍｍ） 4－6
10－ 14 10－ 14 10－ 14 喷嘴直径 （ｍｍ） 8－10
氩气流量（升 /分）
8－10 8－10 8－10
钨极直径（ｍｍ）
2.5 8－10 8－10
/ /
喷嘴至工件距离
（ｍｍ） ≤ 12
4、 小径管垂直固定对接焊焊接工艺参数 表见
焊接层次
焊接电流（ A）
80－100 90－100 100－110 钨极伸出长度 （ｍｍ） 4－6
8
电弧电压（V） 氩气流量 （升 /分） 钨极直径（ｍｍ）
10－ 14 10－ 14 10－ 14 喷嘴直径 （ｍｍ） 8－10
8－10 8－10 8－10 喷嘴至工件距离
（ｍｍ）
≤ 12
2.5 2.5 2.5
氩弧焊打底 填充焊 盖面焊 焊丝直径 （ｍｍ）
2.9
5、碳钢、不锈钢的手工钨极氩弧焊焊接工艺参数的选择见表
表 9
推荐的碳钢焊接工艺参数
9、10
材料厚度（ mm） 接头设计V 形坡口 电流（ A ） 极性
电弧电压（ V ） 电极种类
电极尺寸（ mm）
>3.0－6.0
70－120 直流正接 12 铈（钍）钨极
2.5
...
注；具体施焊时，焊接流、电弧电压等见焊接工艺卡。
...
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填充金属种类
按技术要求 填充金属尺寸（ mm） 2.5－3.2 保护气体（ Ar） 氩 气体流量（ dm3/min） 10－14 背面气体流量（ dm3/min ） 2－4 喷嘴尺寸（ mm） 10－12 喷嘴至工件距离（ mm ） <12 预热温度（最低） （℃ ） 15 层间温度（℃ ） 250
表 10
推荐的不锈钢焊接工艺参数
材料厚度（ mm） >3.0－6.0 接头设计 V 形坡口 电流（ A ） 70－120 极性
直流正接 电弧电压（ V ） 12
电极种类
铈（钍）钨极 电极尺寸（ mm ） 2.5 填充金属种类
按技术要求 填充金属尺寸（ mm） 2.5－3.2 保护气体（ Ar ） 氩 气体流量（ dm3/min ）
10－14
背面气体流量（ dm3/min ） 2－4 喷嘴尺寸（ｍｍ） 10－12 喷嘴至工件距离（ mm） <12 预热温度（最低） （℃ ） 15 层间温度（℃）
250
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焊接方向
焊接方向
加丝
加丝
图a 图b
外填丝法适用于各种位置和各类管件的焊接，内焊丝法适用于焊接大管的仰焊部位，因为内壁填丝工艺简单，易于焊透。 八、质量记录
1、焊接材料质量证明书。 2、焊工合格证及编号。 3、焊接工艺
4、焊接质量检验报告。 5 、焊接试样报告。 6、探伤报告。 7、其它技术文件。 九 、焊接及注意事项
1、在施焊前，按表 1 要求调试好焊接规范。 2、在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。 3、防止地线、电缆线、焊钳与焊件接头接触良好，防止打弧。 4、防止焊接过程中焊缝夹钨。 5、多层多道焊时，控制层间温度不大于 250℃。
6、受压元件角焊缝的根部要保证焊透。 7、接弧处应保证焊透与熔合。 8、焊后清理及检验 9、清除焊道内外表面。
...
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10、焊后自检。焊缝表面不得出现的裂纹、气孔、夹渣、未熔合及咬边等缺陷
11、返修，表面的轻度咬边、飞溅、成形不良，等应予修磨，修磨深度不得小于母材的负偏 差。
12、焊接完毕，关闭电源，清理现场的电缆，清除现场的焊丝头、焊渣等杂物。 十 、 钨极氩弧焊安全规程
1、焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品距离 焊接场所不得小于 5ｍ。若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火 星落入易燃物品。易爆物品距离焊接所不得小于
10ｍ。氩弧焊工作场地要有良好的自然通风
和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。
2、手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。使用前应对焊机 进行全面检查。确定没有隐患，再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接线正确， 必须良好、牢固接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动 开关，以免形状触头烧损。
3、应经常检查氩弧焊枪的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影 响焊接质量。
4、焊人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专业人 员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。焊机应至少每年除尘清洁一次。
5、钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。因此焊接 时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即切断高频电源。焊枪和焊接电缆外应 用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外面不包绝缘）
。
6、氩弧焊时，紫外线强度很大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化 合物刺激呼吸道。因此，焊工操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手套、脚盖 等。为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝缘胶鞋。
...
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十一、焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表
焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表
序
号
危险点危 险源描述 焊机、焊钳 带电部分裸 露 1
可能导致 的事故 触电
2
危险 级别
拟采取的 控制措施 使用前检
查带电部 分是否裸 露
S
P
施工班组
分厂
控制 方 法
时 机
实施单位 部门
实施人 签字
监督单 监督人 位部门 签字
脱皮、 眼炎
2
注意正确
使用防护 用品
S
注意正确
D
施工班组
分厂
2 电弧光幅射
3 高温铁水 烫伤 2
使用防护 用品
S A
D
施工班组
分厂
4
敲击焊接药
皮、焊渣 角向砂轮机 修磨焊缝、 磨钨棒
飞溅伤眼
砂轮片破 裂伤人
2 2
正确使用
防护眼镜 检查砂轮
片是否有 裂纹
D 施工班组 分厂
5 6 7 8
小心拿取
物件 确保绝缘
措施 正确佩戴
安全帽 检查焊接
易燃易爆物 品周边焊接 9
品
10
物件吊运
落物伤人
4
听 从 起 吊
人员指挥
火灾
3
场所周边
是否有易 燃易爆物
A A S A
T 施工班组 分厂
高处焊接 潮湿环境焊 接 狭窄地方焊 接
落物伤人
触电
碰伤头部
2 2 2
P P P
施工班组 施工班组 施工班组
分厂 分厂 分厂
A P 施工班组 分厂
A
P 施工班组 分厂
注：危险级别： 1—稍有危险； 2—一般危险； 3—显著危险； 4—高度危险；
控制方法： A—提醒；S—连续监视监护；
控制时机： P—作业开始前； D—每天至少一次；
T—活动连续过程停顿或中断后重新开始作业前；
...
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