氩弧焊通用焊接工艺

手工钨极氩弧焊

通 用 焊 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 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.

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,应将始焊点周围100mm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、检验员或焊接工程师联系. 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该用美纹纸或铁板封住，以增强保护效果.

2。7试焊,根据表1调节焊接参数. 表1 焊接参数

母材厚度 3。0—6。0 接头形式 V型坡口 电流(A) 70—120 电压(V） 12-16 焊丝规格 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，手工电弧焊填充及盖面层焊接，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(管子转动），主要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℃

2。5+0。5 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，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10mm~15mm，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2mm左右即可引燃电弧.使用普通氩弧焊机，只要将钨极对准待焊部位(保持3～5mm），刻发生高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，然后转入正常焊接。焊枪与工件间保持后倾角75～800，填充焊丝与工件倾角150～200,一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，飞溅严重，噪声大，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 基本金属 碳钢 合金钢 不锈钢 3、焊接电流的选择

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 焊条直径与焊接电流关系

焊条直径（mm) 焊接电流（A） 1。6 25-45 2。0 40—65 2.5 50-80 3。2 100—130 4.0 160—210 电源种类和极性 直流正接 直流反接 推荐 不用 不用 推荐 推荐 不用 （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，而且易造成咬边、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钨极尖端形状和电流范围

钨极直径 （mm） 2。5 2。5 尖端直径 （mm） 0.8 1.1 尖端角度 (°) 35 45 直流正接 恒定直流/A 70－90 90－150 脉冲电流/A 80－180 120－250 4、电弧电压

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10－24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

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99。98％。工业用氩气的纯度可99。99%。) 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5－15ｍｍ.

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；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。 10。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99.9%,并有合格证标签。

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焊丝牌号的选择 钢号 12Cr1MoVG 15CrMoG 20G 20G/15CrMoG 20G/12Cr1MoVG 七、焊接工艺 1、焊接规范参数：

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、各规格参数见表6

焊丝直径（mm） 焊接电流（A) 电源种类 钨极直径（mm) 喷咀直径（mm） 钨极伸出度 （mm) 氩气流量 （h/mm) 电弧长度（mm) 氩弧焊打底焊丝 TIG—R31 TIG—R30 TIG-J50 TIG—J50 TIG—R30 填充盖面层焊条 R317 R307 E5015 E5015 R307 φ2。5 80～110 直流反接 2。5~3 8～12 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见表7

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） 钨极直径（ｍｍ） 8－10 8－10 8－10 喷嘴至工件距离 （ｍｍ） ≤12 2.5 8－10 8－10 / / 4、小径管垂直固定对接焊焊接工艺参数见表8

焊接层次 氩弧焊打底 填充焊 盖面焊 焊丝直径 （ｍｍ） 2.5 焊接电流(A) 80－100 90－100 100－110 钨极伸出长度 (ｍｍ） 4－6 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

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9、10

表9推荐的碳钢焊接工艺参数 材料厚度（mm） 接头设计 电流（A） 极性 电弧电压（V ） 电极种类 电极尺寸（mm） 填充金属种类 填充金属尺寸(mm） 保护气体（Ar) 气体流量（dm3/min） 背面气体流量(dm3/min） 喷嘴尺寸（mm) 喷嘴至工件距离(mm ） 预热温度（最低)（℃ ） 层间温度（℃ ） 表10推荐的不锈钢焊接工艺参数 材料厚度（mm） 接头设计 电流（A ） 极性 电弧电压（V） 电极种类 电极尺寸（mm ） 填充金属种类 填充金属尺寸(mm） 保护气体（Ar） 气体流量(dm3/min） 背面气体流量（dm3/min) 喷嘴尺寸（ｍｍ） 〉3。0－6.0 V形坡口 70－120 直流正接 12 铈（钍）钨极 2.5 按技术要求 2.5－3。2 氩 10－14 2－4 10－12 >3.0－6.0 V形坡口 70－120 直流正接 12 铈（钍）钨极 2.5 按技术要求 2.5－3。2 氩 10－14 2－4 10－12 <12 15 250 喷嘴至工件距离(mm) 预热温度（最低）（℃ ） 层间温度（℃） 〈12 15 250

注；具体施焊时，焊接流、电弧电压等见焊接工艺卡。

焊接方向加丝加丝焊接方向图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.

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。

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 可能导致 的事故 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 注意正确 使用防护 用品 注意正确 使用防护 用品 正确使用 防护眼镜 检查砂轮 片是否有 裂纹 小心拿取 物件 确保绝缘 措施 正确佩戴 安全帽 检查焊接 场所周边 是否有易 燃易爆物 品 听从起吊人员指挥 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 焊机、焊钳 1 带电部分裸 露 触电 2 S P 施工班组 分厂 2 电弧光幅射 脱皮、 眼炎 2 S D 施工班组 分厂 3 高温铁水 敲击焊接药 皮、焊渣 角向砂轮机修磨焊缝、磨钨棒 高处焊接 潮湿环境焊 接 狭窄地方焊 接 烫伤 2 S D 施工班组 分厂 4 飞溅伤眼 砂轮片破裂伤人 落物伤人 触电 碰伤头部 2 A D 施工班组 分厂 5 2 A T 施工班组 分厂 6 7 8 2 2 2 A S A P P P 施工班组 施工班组 施工班组 分厂 分厂 分厂 9 易燃易爆物 品周边焊接 火灾 3 A P 施工班组 分厂 10 物件吊运 落物伤人 4 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；