氩电联焊工艺不同电流对焊接质量影响论文
摘 要：本文介绍了氩电联焊工艺原理及特点，并通过实验对比不同电流参数条件下的焊接质量，得出一定条件下需选择的电流数值，确保焊接质量。
关键词：
关键词：氩电联焊 电流参数 焊接质量
随着新环保法出台，天然气作为一种清洁能源，在我国能源结构中所占比例逐渐提高。管道运输因具备费用低、输量大、安全性高等优点，成为天然气输送第一选择。天然气管道一般建设周期短，焊接是管道安装主要工序，其质量好坏直接关系到管道能否安全运行，对施工单位提出较高要求。既要保证质量，又要保证工期，采用氩电联焊工艺将是最佳选择。此工艺具有焊接质量高、焊接速度快、射线探伤合格率高、焊工易于掌握等特点，而被管道安装单位广泛应用。笔者结合实际操作，阐述不同电流参数对氩电联焊工艺影响，供大家参考。
1 氩电联焊工艺原理及特点
1.1 工艺原理
氩电联焊是采用氩弧焊焊接焊缝底部，再用电弧焊填充盖面的焊接方法。焊接时首先对管材环向对接焊缝定出各焊接区角度及位置，再确定各区参数:如预热温度 、焊接温度、电流、焊接脉冲、氩气流量等，它综合了两种焊接方式的优点，更能保证工程质量。
1.2 特点
a.焊接质量好：根据焊接工艺评定选择合适的焊丝、钨极、焊接工艺参数及纯度符合要求的保护气体，能使焊缝根部得到良好的融合，当进行射线探伤时，合格率明显高。
b.效率高：同一焊工采用氩电联焊工艺和手工电弧焊工艺焊接同样的焊口，氩电联焊工艺的焊接效率是手工电弧焊的2～4倍，是氩弧焊的1～2倍， 明显缩短工期。
c.成本低：经综合测定，发现氩电联焊比手工电弧焊可以降低施工综合成本10%～20%，比氩弧焊可以降低施工综合成本5%～15%，而且焊口成型好,返修率低，降低了综合成本。
2 氩电联焊技术实际应用
焊接电流作为氩电联焊工艺中一项重要参数，直接影响焊接质量好坏。焊接电流过大，产生的咬边、焊穿、焊瘤、严重焊接变形致使焊接接头应力集中，疲劳强度和承载能力下降，严重时导致焊缝开裂。焊接电流过小易产生气孔、未焊透、夹渣等缺陷，降低接头的致密性，减少承载面积，致使接头强度和冲击强度降低。那么，电流的选择在多大范围内能较好的保证焊接质量呢?下面就通过实验的方法来比较不同电流对焊接质量的影响。
2.1 焊接工艺参数
选取尺寸为168mm(直径)*10mm(壁厚)*70mm(长度)的`20#无缝钢6份管件。焊机选用ZX7-400STG逆变式氩弧、手弧焊机，氩弧焊打底焊丝选用Φ2.5mm的H08Mn2SiA镀铜焊丝，保护气体为纯度99.9%以上的氩气，电极采用Φ2.4mm的铈钨极;填充及盖面层采用手弧焊，焊条选用Φ3.2mm的E5015焊条。氩弧焊打底采用直流正接法，手弧焊填充及盖面采用直流反接法。
2.2 焊接准备
焊接采用V型坡口、对接，对口间隙为3~4mm，组对固定焊为三点，长度10~20mm。坡口修整时使用磨光机，施焊前将坡口及其内外壁两侧15~20mm范围内锈、污垢和氧化皮清理干净直至露出金属光泽。氩弧打底焊接电流统一在120~140A之间，手弧焊采用填充一遍盖面一遍的方法，每道焊口手弧焊接电流分别在80A、85A、90A、95A、100A、105A六种条件下完成。
2.3 结果对比
80A电流：填充时底部热量不足，偏弧，粘条现象时有发生，熔合不好，熔渣不易析出。焊接过程中在底部铁水熔渣分离较困难，易产生气孔，切熔池与母材两侧熔合有些不够充分;
85A电流：偶有粘条现象，熔渣易析出，操作体验要比80A电流有所改善;
90A电流：粘条现象消除，热量适中，焊条融化顺畅，与母材熔合较好;
95A电流：粘条现象消除，热量输出偏大，焊条熔化较快，填充时须注意防止烧穿，盖面时因熔深较大，焊道边缘易形成咬边;
100A电流：粘条现象消除，热量输出较大，焊条熔化快，填充速度慢容易烧穿，熔深大，但在可控范围内，由于填充速度快，须填充两遍方能达到盖面所要求的厚度。另外，熔池不易控制，散热慢，盖面时在焊道三点和六点位置易产生咬边;
105A电流：粘条现象消除，热输出大，焊条熔化迅速，填充时极易烧穿，需提高焊接速度，但很容易造成坡口两侧受热不均匀使铁水偏向另一侧，造成坡口两侧熔合不好，盖面时焊道易产生咬边。
3 结论
经过对比，可知：在对168*10mm*70mm无缝管水平固定氩电联焊填充盖面时，氩电联焊工艺中手弧焊操作选择电流为85A、90A时，焊接体验较好，熔池好控制，焊缝成型也相对美观。另外，考虑到焊接操作常常在户外露天进行，必然受到外界自然条件(如温度，湿度、风力及雨雪天气)的影响，本次实验结果会有一些局限性，所以实际应用中应根据实际环境来选择合适的焊接电流参数。
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