熱絲鎢極氬弧焊原理。填充焊絲在進入熔池之前約10cm處開始,由加熱電源通過導電塊對其通電,依靠電阻熱將焊絲加熱至預定溫度,與鎢極成40度~60度角,從電弧後麵送入熔池,這樣熔敷速度可比通常所用的冷絲提高2倍。
熱絲鎢極氬弧焊時,由於流過焊絲的電流所產生磁場的影響,電弧產生磁偏吹而沿焊縫作縱向偏擺。為此,用交流電源加熱填充焊絲,以減少磁偏吹。在這種情況下,當加熱電流不超過焊接電流的60%時,電弧擺動的幅度被限製在30度左右。為了使焊絲加熱電流不超過焊接電流的60%,通常焊絲最大直徑限為1.2mm。如焊絲過粗,由於電阻小,需增加加熱電流,這對防止磁偏吹是不利的。
度度度熱絲焊接已成功用於碳鋼、低合金鋼、不鏽鋼、鎳和鈦等。對於鋁和銅,由於電阻率小,要求很大的加熱電流,從而造成過大的電弧磁偏吹和熔化不均勻,所以不推薦熱絲焊接。
熱絲氬弧焊機由以下幾部分組成:直流氬弧焊電源(預熱焊絲的附加電源通常用交流居多)送進焊絲的送絲機構以及控製、協調這三部分之間的控製電路。
度度度度為了獲得穩定的焊接過程,主電源還可采用低頻脈衝電源。在基值電流期間,填充焊絲通入預熱電流,脈衝電流期間焊絲熔化。這種方法可以減少磁偏吹。脈衝電流頻率可以提高到100Hz左右。一種更為理想的方法是用一台焊接電源來替代焊接電源和附加預熱電源。采用一台高速切換的開關電源,以很高的開關頻率來熔化和預熱焊絲,獲得二者統一。
三、管-管、管板的自動鎢極氬弧焊工藝與操作技巧
在鍋爐、化工、電力、原子能等工業部門的管線及換熱器生產和安裝中,經常要遇到管道及管-管板的焊接問題。在這個領域內廣泛采用鎢極氬弧焊。
1.管道焊接
在工業管道製造和安裝過程中,許多情況下管道是固定不動的,此時,要求焊槍圍繞工件做360度的空間旋轉。所以,完成一條焊縫的過程實際上是全位置焊接,每種位置需要不同的規範參數相匹配,為了保證焊縫獲得均勻的熔透和熔寬,要求參數穩定而精確。同時要求機頭的轉速,穩定而可靠,並與規範參數相適應。厚板大直徑管道焊接時,機頭還需進行不同形式和不同頻率的擺動。鎢極氬弧焊或者脈衝鎢極氬弧弧焊由於其過程電弧非常穩定,無飛濺,輸入的熱輸入調節方便,易得到單麵焊雙麵成形的焊縫,所以是管道焊接的理想方法。
(1)焊機機頭。焊接機頭包括有固定的焊槍、輸送氬氣的導管、送絲機構、旋轉電動機、傳動齒輪、導電環及連接電纜。機頭有如下幾種結構形式。
度度①卡鉗式。一般適合於小直徑管子焊接。根據管子直徑可以更換不同尺寸的機頭。
②小車式。整個機頭做成小車形式,它在工件上有兩種固定形式。一種是小車上裝有磁性輪,由它將車體吸附在管壁上,通過傳動機構環繞管道行走。另一種是磁性軟軌式。磁性軟軌由130mm×1.5mm×2000mm的65Mn鋼帶和磁鋼組成。在鋼帶上均勻地衝出許多斜孔,該鋼帶即為蝸輪。小車的行走通過蝸輪-蝸杆機構行走。
③卡環式。這種機頭形適合於特大直徑管子焊接。
④機頭擺動。機頭擺動要求有不同類型的擺動軌跡,擺動頻率、還要有一定的停留點和停留時間。擺動機構可以采用機械或電氣兩種。
(2)坡口形式。根據管子壁厚和生產條件,可以采用多種坡口形式。以不鏽鋼管對接為例。為了保證一定餘高,焊前將管端適當擴口或者添加填充焊絲,也可以用鎢極氬弧焊打底後再用焊條電弧焊蓋麵。
(3)焊接。在一個接頭的焊接過程中,焊接電流大小和機頭運動速度應相互配合,在電弧引燃後焊接電流逐漸上升至工作值,將工件預熱並形成熔池,待底層完全熔透後,機頭才開始轉動。電弧熄滅前,焊接電流逐漸衰減,機頭運動逐漸加快,以保證環縫首尾平滑地搭接。按不同的位置分區改變電流或焊接速度的程序控製。可以獲得更高的焊接質量,目前也已得到了應用,並有專用的焊機。
度管子全位置焊接根據管子直徑、壁厚往往需要分段進行程序控製,按照不同的位置劃分焊接電流和焊接速度,因此控製電路要實現機頭行走、轉動,送絲速度調節,機頭擺動頻率及停留時間改變,保護氣體的輸送,焊接電流和弧長的控製及各區間的時間設定及焊縫的對中等。其中控製參數多而且要求精度高,目前趨向計算機進行編程控製居多。所有參數通過鍵盤進行調節和編程,係統有外接打印機,隨時記錄焊接參數,計算機屏幕可以圖像顯示各種參數的實時變化,可隨時調閱原設定參數。
2.管與管板焊接
焊機通常由三部分組成:機頭、控製電路及焊接電源。焊接電源可采用一般的氬弧焊電源,產品要求高時選擇相應速度快的晶體管電源或逆交式焊接電源。
管與管板之間的連接,有脹接、脹接加焊接、焊接等類型。就焊接而言,又可分為端麵焊接和內孔焊接兩種方式。
①端麵焊接,它具有焊接方便,外觀檢查和修補容易等優點。其缺點是管子和管板之間存在縫隙,雖然通常都同時采用脹管工藝,這種縫隙也難以完全消除,在使用過程中,介質和汙垢積存在縫隙中,容易產生腐蝕。