浙江至德鋼業有限公司用等離子弧焊焊接304（相當我國鋼號標準06Cr19Ni10）奧氏體不銹鋼筒體縱縫和環縫，所焊筒體直徑為300～1500mm，壁厚4mm（少量6～10mm），產品結構如圖3-84所示。
等離子弧焊（PAW）又稱高能密度焊接，它能量集中，電弧穩定，所需電流較小，對工件的熱輸入較小，熱影響區小，產生的焊接變化也小，同時還能提高焊縫抗晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕能力。
小(xiao)(xiao)孔型(xing)和熔透型(xing)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，這兩種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法，都適用(yong)(yong)于大直(zhi)徑筒(tong)體縱(zong)、環縫的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。小(xiao)(xiao)孔型(xing)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)可產(chan)生強有力的(de)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子束，與激光或電子束焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)一(yi)樣(yang)，它能(neng)夠在(zai)材料上產(chan)生充(chong)分的(de)熔融。施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時，壓縮(suo)的(de)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子焰(yan)流速度較(jiao)快，電弧(hu)(hu)(hu)細長而(er)有力，為熔池前端穿(chuan)透焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)而(er)形(xing)(xing)成(cheng)一(yi)個小(xiao)(xiao)孔，焰(yan)流穿(chuan)過母材而(er)噴出，稱之小(xiao)(xiao)孔效應(ying)。由于等(deng)離(li)(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)能(neng)量(liang)密(mi)度的(de)提(ti)高有一(yi)定限制。因此，小(xiao)(xiao)孔型(xing)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)只能(neng)在(zai)有限厚板上進行焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。當等(deng)離(li)(li)(li)(li)子氣流量(liang)較(jiao)小(xiao)(xiao)、弧(hu)(hu)(hu)柱壓縮(suo)程(cheng)度較(jiao)弱時，此種等(deng)離(li)(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)中(zhong)只熔化焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)而(er)不產(chan)生小(xiao)(xiao)孔效應(ying)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)(xing)原理與鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)相(xiang)似，稱為熔透型(xing)等(deng)離(li)(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)或稱柔性等(deng)離(li)(li)(li)(li)子弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，主(zhu)要用(yong)(yong)于3mm以下薄板單面焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)雙面成(cheng)形(xing)(xing)及(ji)厚板的(de)多層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。
一、產品(pin)焊接時(shi)自動焊機裝備(bei)配置
配備了十字操作(zuo)架、滾輪架、壓床及焊(han)接(jie)系統。縱縫、環縫用(yong)(yong)不同(tong)的(de)工裝，共用(yong)(yong)一套焊(han)接(jie)系統。電(dian)源(yuan)配備是法國原裝等離子弧焊(han)電(dian)源(yuan)，可儲存參數，通過預先參數設置(zhi)并修(xiu)改后保(bao)存，焊(han)接(jie)時調用(yong)(yong)。可調送絲(si)機構由直流電(dian)動機驅動，可輸送φ0.8mm～φ1.6mm的(de)焊(han)絲(si)。
1. 縱(zong)縫工(gong)裝(zhuang)
縱縫(feng)采用(yong)壓床工裝，氣動琴健壓板(ban)分別加壓固定工件(jian)，配備焊(han)縫(feng)定位(wei)裝置(zhi)。壓床上圓柱形(xing)芯軸頂(ding)端帶有凹槽(cao)(cao)銅墊(dian)，槽(cao)(cao)內通(tong)背面保(bao)護(hu)氣體(ti)。銅墊(dian)如圖3-85所示，凹槽(cao)(cao)寬13mm，深19mm。焊(han)接縱縫(feng)時采用(yong)引(yin)弧板(ban)和引(yin)出(chu)(chu)板(ban)，將小孔(kong)起始(shi)區及(ji)收尾(wei)區引(yin)出(chu)(chu)筒體(ti)焊(han)縫(feng)以(yi)外(wai)，以(yi)保(bao)證焊(han)縫(feng)質(zhi)量。
2. 環縫工裝
環(huan)縫焊接通(tong)過流(liu)輪架轉(zhuan)動工件，操作架機(ji)頭在筒體頂端外(wai)側(ce)固定焊接。環(huan)縫等(deng)離子(zi)弧焊時，環(huan)縫正面(mian)采(cai)(cai)用(yong)圓弧狀(zhuang)氣(qi)(qi)體保護拖罩，背面(mian)也采(cai)(cai)有圓弧狀(zhuang)氣(qi)(qi)體保護裝置，如(ru)圖(tu)3-86所示。采(cai)(cai)用(yong)電(dian)流(liu)及(ji)離子(zi)氣(qi)(qi)量遞增的方(fang)式(shi)形(xing)(xing)成(cheng)合適的小(xiao)(xiao)孔(kong)形(xing)(xing)成(cheng)區；同(tong)樣采(cai)(cai)用(yong)電(dian)流(liu)及(ji)離子(zi)氣(qi)(qi)量遞減的方(fang)式(shi)獲得(de)小(xiao)(xiao)孔(kong)收尾區。
二(er)、焊接工藝評定后(hou)的焊接工藝要點
1. 焊前準備
a. 坡口選擇
焊(han)接厚4～8mm板可不開坡(po)(po)口(kou)，但(dan)厚度＞8mm的(de)板最(zui)好(hao)略開坡(po)(po)口(kou)，鈍(dun)邊留5～6mm，如圖3-87。第一道焊(han)縫采用小(xiao)孔法(fa)焊(han)接（可不加絲(si)），填(tian)充(chong)焊(han)道則采用柔(rou)性(xing)等(deng)離子弧熔透法(fa)完成，這(zhe)樣可使焊(han)縫表面成形美觀(guan)。
b. 裝(zhuang)配好鎢極
調整好鎢(wu)極(ji)內(nei)縮量及鎢(wu)極(ji)與噴嘴(zui)壓(ya)(ya)縮孔的同心度，同心度調節(jie)要視高(gao)頻(pin)火(huo)花(hua)分布(bu)(bu)情況而定(ding)，一般在看到高(gao)頻(pin)火(huo)花(hua)均(jun)勻分布(bu)(bu)在鎢(wu)極(ji)四(si)周(zhou)75％～80％以(yi)上時即可(ke)。噴嘴(zui)分收(shou)斂擴散型和普(pu)通圓柱型。收(shou)斂擴散型噴嘴(zui)減弱噴嘴(zui)壓(ya)(ya)縮程度，但是可(ke)以(yi)采用更大焊接電(dian)流而不產生雙弧，這樣可(ke)加大工件厚度和焊接速度。當鎢(wu)極(ji)伸(shen)出噴嘴(zui)時，電(dian)弧變為自由電(dian)弧，無(wu)壓(ya)(ya)縮效果。
c. 控制筒體間隙和錯邊量
焊(han)(han)(han)前要控制筒體間隙(xi)和錯(cuo)邊量(liang)小于(yu)1mm。如(ru)果錯(cuo)邊量(liang)略大(da)，可以(yi)通過加大(da)焊(han)(han)(han)接參數來補償(chang)。裝配工件(jian)時(shi)采用(yong)手工TIG焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接定位焊(han)(han)(han)點，每隔150mm焊(han)(han)(han)接一個(ge)定位焊(han)(han)(han)縫，長(chang)度(du)以(yi)4～5mm為宜(yi)。
特別(bie)提示(shi)：焊(han)前(qian)要確保焊(han)槍噴嘴與焊(han)縫中心(xin)同心(xin)，以避免背面局部未熔合。
2. 焊(han)接過程(cheng)的控制
a. 引弧(hu)
首(shou)先接(jie)(jie)通鎢極與(yu)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)路，引(yin)燃鎢極與(yu)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)；然(ran)后迅速接(jie)(jie)通鎢極和(he)焊件(jian)之(zhi)(zhi)間(jian)電(dian)(dian)(dian)(dian)路，使電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)轉移到鎢極和(he)焊件(jian)之(zhi)(zhi)間(jian)直接(jie)(jie)燃燒(shao)；同(tong)時切斷鎢極和(he)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)路，轉移型等離(li)(li)子(zi)弧(hu)就(jiu)正式(shi)建(jian)(jian)立。在正常工作狀態下，噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)不帶電(dian)(dian)(dian)(dian)，在開始引(yin)弧(hu)時產(chan)(chan)生的(de)(de)等離(li)(li)子(zi)弧(hu)只作為(wei)建(jian)(jian)立轉移弧(hu)的(de)(de)中間(jian)媒介。正常的(de)(de)轉移弧(hu)應建(jian)(jian)立在電(dian)(dian)(dian)(dian)極與(yu)焊件(jian)之(zhi)(zhi)間(jian)，但對于某一個(ge)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)，若離(li)(li)子(zi)氣流量過小、電(dian)(dian)(dian)(dian)流過大或者噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)與(yu)焊件(jian)接(jie)(jie)觸(chu)，噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)內壁表面的(de)(de)冷(leng)氣膜便容(rong)易被(bei)擊穿而形(xing)成串聯雙弧(hu)。這時，一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生在電(dian)(dian)(dian)(dian)極與(yu)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)之(zhi)(zhi)間(jian)，另一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)產(chan)(chan)生在噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)與(yu)焊件(jian)之(zhi)(zhi)間(jian)，出現雙弧(hu)將會破壞正常的(de)(de)焊接(jie)(jie)，嚴重時還會燒(shao)毀噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)。
b. 焊接中工(gong)藝參數的選擇
①. 焊接電(dian)流(liu)：板厚和噴嘴結構確定(ding)(ding)后，選定(ding)(ding)穩定(ding)(ding)形成(cheng)小孔(kong)效應的合(he)適電(dian)流(liu)，且與(yu)離(li)子氣流(liu)量有關。
②. 焊接速度：焊接速度是影響小孔效應的一個重要參數。其他條件一定時，焊速增大，焊接熱輸入減小，小孔直徑亦隨之減小，最后消失；反之如果焊速太低，母材過熱，背面焊縫會出現下陷，甚至燒穿。
③. 離子氣流量：離子氣流量增大，可使等離子流力度和熔透能力增大，在其他條件不變時，為了形成小孔效應，必須要有足夠的離子氣流量；但離子氣流量過大也不好，會使小孔直徑過大而不能保證焊縫成形。總之，噴嘴孔徑確定后，離子氣流量、焊接電流和焊接速度這三者之間要有機地匹配，才能獲得滿意的焊縫。
c. 其他參數的選擇
①. 噴嘴距離一般取3～8mm。
②. 等離子弧焊槍有兩層氣體，即從噴嘴流出的離子氣和從保護氣罩流出的保護氣，保護氣體流量一般在15～30L／min。有時為了加強保護，還需使用保護拖罩及通氣的背面墊板以擴大保護氣的保護范圍。
③. 小孔效應的等離子氣流為4.0～6.5L／min；熔透性的等離子氣流量應小些，范圍在1.5～2.0L／min。
三、焊(han)接工藝評定(ding)后(hou)的焊(han)接參數
1. 小孔等離子弧(hu)焊焊接參數（不開坡口）（見表3-77）。
注：焊槍(qiang)保(bao)(bao)護氣(qi)流(liu)量20～25L／min；拖(tuo)罩氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)量20～25L／min；背(bei)面(mian)保(bao)(bao)護氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)量10～15L／min；送絲速度(du)120～180cm／min。
2. 表3-78為小孔等離子弧(hu)焊打底，熔透型等離子弧(hu)蓋面(mian)的焊接參數。
注：1．第1層(ceng)(ceng)小孔離子氣Ar流(liu)量6.7L／min；第2層(ceng)(ceng)熔透(tou)型離子氣Ar流(liu)量1.3L／min。
2．保護氣(qi)（氣(qi)體(ti)分數）：Ar95％＋He5％，流量(liang)20L／min；Ar拖罩氣(qi)體(ti)流量(liang)20L／min；Ar背面氣(qi)體(ti)流量(liang)8L／min。
3. 表3-79為小孔等離子弧(hu)焊(han)進(jin)行打底(di)、焊(han)條電弧(hu)焊(han)（SMAW）蓋面(mian)的焊(han)接參數(shu)。
注：離子氣(qi)Ar流量(liang)(liang)6.7L／min；保護(hu)氣(qi)（氣(qi)體分數）：A195％＋He5％，流量(liang)(liang)20L／min；Ar拖罩氣(qi)20L／min；Ar背(bei)氣(qi)8L／min。
可以(yi)(yi)認為(wei)：對(dui)于板厚8～10mm時開Y形(xing)坡(po)口可以(yi)(yi)多道焊完(wan)成，也(ye)可以(yi)(yi)采用(yong)小孔(kong)等離子弧(hu)焊打底，而后再用(yong)焊條電弧(hu)焊或(huo)熔化極氣體保護(hu)組合焊完(wan)成。
四、焊接接頭質量評估(gu)
經焊接(jie)工藝評定后檢查(cha)：
1. 焊縫(feng)表面無氣孔有深(shen)度(du)不大于0.5mm的咬邊，開坡口(kou)(kou)比不開坡口(kou)(kou)焊縫(feng)成(cheng)形(xing)更美觀。
2. 進行100％X射(she)線(xian)檢測，無缺陷。
3. 力學性(xing)能(neng)檢查：抗拉強(qiang)度和彎曲試驗均合(he)格，符合(he)ASME IX標(biao)準，厚(hou)度范圍為1.6~20mm。
五、制造(zao)能力
該(gai)廠除(chu)了(le)完成(cheng)(cheng)此產品外，還(huan)用該(gai)自動焊(han)接(jie)裝置成(cheng)(cheng)功(gong)地在消聲器產品中對不銹鋼(gang)筒體的縱(zong)焊(han)縫(feng)(feng)，管道縱(zong)、環縫(feng)(feng)（管道長(chang)度一般為6m）進行了(le)焊(han)接(jie)，產品焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)穩定且提(ti)高了(le)生(sheng)產效率(lv)。
