管-管对接GTAW焊接参数大起底，赶紧收藏

阿斯米 · 发表于 2023-7-3 08:33:37

钨极惰性气体保护焊，英文名称为Tungsten Inert Gas Welding，缩写为TIG。后来，美国焊接学会将其正式命名为Gas Tungsten Arc Welding，缩写改为GTAW。这里谈谈管-管对接GTAW的焊接参数。
管-管对接管件水平固定（5G）和倾斜固定（6G）全位置焊接时，最主要的问题是电弧对焊接区的累积加热，特别是小直径薄壁管对接接头的焊接，这一难点尤为突出。其原因是电弧对焊件的加热速度大于散热速度，使热量积聚，最终导致焊接熔池失稳。因此在管件对接的全位置焊接过程中，为始终保持熔池形态稳定，即使熔池的表面张力与重力平衡，必须适当地控制电弧的能量，其解决办法是，除了采用脉冲电流外，还应分区段程序控制各焊接参数。图1所示为管子横断面周长典型的划分方法，即将其等分为4个区段。每个区段为90°。第一区段从D点开始，即从10∶30到13∶30结束，依此类推。不同区段相对应的焊接位置如下：
S10°～90°平焊位置；S290°～180°立向下焊位置；S3180°～270°仰焊位置；S4270°～360°立向上焊位置。

图1管子对接接头周长区段的划分
管子对接接头全位置焊接时，应按不同区段的焊接位置程序控制焊接电流（IP、IB）、焊接速度和送丝速度，使焊接熔池始终处于热平衡状态。对于某些规格的管件和导热性差的管材，还可能要求对焊接区段细分成8等分或16等分。
管件对接接头全位置焊，按管壁厚度可分别采用自熔GTAW工艺和填丝GTAW工艺。

一、管-管对接自熔GTAW焊接参数

管-管对接自熔GTAW焊接参数主要包括电弧长度（电弧电压）、焊接速度、焊接电流以及焊接参数的分段程控等。
1.  电弧长度
电弧长度即为钨极尖端至焊件表面的距离，它取决于焊接电流、电弧的稳定性和两对接管子的同心度或椭圆度。为获得优质的焊缝，电弧长度必须保持恒定，按经验，在薄壁管对接的自熔GTAW焊中，电弧长度应为管壁厚度的1/2+0.25mm。例如管壁厚度为1.0mm，电弧长度应为0.75mm。
2.  焊接速度
焊接速度取决于被焊材料在熔化状态下的流动性和管壁厚度。常用的焊接速度范围为100～250mm/min。管壁越薄，焊速越快。
3.  焊接电流
焊接电流取决于母材的种类、管壁厚度、焊接速度和保护气体的物理特性。其选用原则是保证焊缝全焊透。
对于奥氏体不锈钢的焊接，按经验数据，壁厚每增加0.1mm，焊接电流提高4A。焊接厚0.8mm的管-管对接接头时，焊接电流应为32A。
当采用脉冲电流时，应设定4个参数：峰值电流、基本电流、脉冲宽度（持续时间）和脉冲频率。峰值电流与基值电流的比值一般在2∶1～5∶1的范围内，通常选用3∶1。
脉冲频率取决于所要求的相邻焊点的搭接量，大都取75%。在薄壁管焊接时，脉冲频率与焊接速度成正比关系，比例系数约为25。例如焊接速度选定为125mm/min，脉冲频率应为5Hz。
脉冲宽度取决于被焊材料的热敏感性，并应随热敏感性的提高而减小，常用脉冲宽度为20%～50%，通常取35%。
4.  焊接参数的编程
在管管对接全位置焊中，为使焊缝在整个圆周内成形均整，主要焊接参数——焊接电流、焊接速度应按预先设计的逻辑程序进行编程，并分区段程序控制。起弧和收弧阶段，程序控制焊接电流递增或衰减。

二、管-管对接填丝GTAW焊接参数

填丝GTAW主要用于壁厚大于3mm的开坡口管-管对接接头。可以采用两种操作方法：窄焊道技术和多层单道焊技术，如图2所示。

图2管-管对接接头开坡口多层焊缝施焊方法
1. 与填充丝有关的焊接参数
与填充丝有关的焊接参数包括填充丝的伸出长度、钨极与填充丝夹角，钨极尖端至焊缝端的距离，如图3所示。

1）钨极与填充丝的夹角α应调整至50°～80°。

2）钨极尖端至焊丝端的距离De-f应调整到1.5～3mm。根部焊道焊接时，推荐调至较大值，以利用填充丝的动能推进熔池，并形成微凸的焊道。对于填充层和盖面层，De-f应调整到约2.0mm。这样，焊丝靠近电弧，易于熔化，可提高焊丝的熔化速度并避免夹丝。
3）焊丝伸出长度Sf应调整到8～12mm。如果伸出长度太短，导丝嘴容易被烧坏；如果伸出太长，焊丝将产生扭曲，可能与钨极相碰，导致焊接过程中断。
4）电弧长度应调整到2～3mm，根部焊道焊接时，电弧长度应降低到1.0mm，以达到足够的熔透深度。
2. 其他边界参数
所谓边界参数是指在管管对接全位置自动焊设备中不能进行编程的焊接参数。这些参数对焊缝质量的重复性和焊接效率会产生较大的影响。在管-管对接全位置自动焊中，重要的边界参数有：
1）保护气体的种类、纯度和流量。
2）背面保护气体的种类、纯度和流量。
3）气体透镜垫的种类和规格。
4）钨极的种类、直径、端部形状和伸出长度。
5）陶瓷喷嘴的尺寸、直径和长度。
6）填充丝的牌号、炉批号、直径、送入倾角和接触点位置。
7）焊缝起始点位置。
8）层间温度。
9）焊接电缆的连接方法和部位。更多动态，请关注我们官方网站：www.asimi8.com，或者关注我们的微信平台：asmecn，小编微信号:asimi888，也欢迎大家前来投稿。
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