前言：

薄壁不锈钢管主要是指壁厚小于4mm的不锈钢管，现在车间焊接的井架管线主要就是这一类。薄壁不锈钢管常用的焊接方法是钨极氩弧焊。

氩弧焊是以惰性气体“氩气”作为保护气体的一种电弧焊方法，氩气从喷嘴中喷出，在焊接区形成惰性气体保护层，隔绝了空气的侵入，从而对电弧及熔池形成保护。该焊接方法有很多优点：保护效果好，焊接质量高，不会产生飞溅，焊缝成形美观；焊接变形小，可实现单面焊双面成形，保证根部焊透，能进行各种位置的焊接；可以焊接各种金属和合金；电弧燃烧稳定，明弧操作，无熔渣，容易实现自动化。因此，在实际生产中得到广泛应用。氩弧焊也有一些缺点：抗风能力弱，对铁锈、水、油污特别敏感，对气体的纯度、坡口清理、焊接工艺等要求严格，且容易产生气孔。

一：手工钨极氩弧焊的焊接工艺

1.填充金属的选择：一般来说，所熔敷的焊接金属的成份应与母材的成份接近匹配。为了满足焊缝金属的某些性能，也可采用超合金化的焊接材料。焊丝直径应小一些，一般为Φ1～2.4mm。

2.保护气体的选择：手工钨极氩弧焊时，一般选用纯氩保护，氩气纯度99.99％，氩气流量一般为喷嘴直径的0.7～1.2倍。其它影响因素有焊接电流、施焊环境等。

3.规范参数：电流种类（直流）、极性(正接)、焊接电流、电弧电压、气体流量、焊接速度等，这些规范参数要根据实际情况进行选择。

4.钨极直径与形状：钨极直径应选择稍细一些的，一般为Φ2～2.4mm，磨削角度大约为30°。          

5.操作技巧：

手工钨极氩弧焊在焊接过程中，电弧长度（电弧电压）和焊接速度等规范参数通常是通过焊工的操作来调节的，所以，焊缝的成型、内部质量主要取决于焊工的焊接技术与经验。为了使氩气很好的保护熔池，钨极中心线与焊接处工作表面一般应保持85～90°的倾角为好。填充焊丝与工作表面夹角应尽量小，一般为10～15°左右。焊接时，应使填充焊丝位于钨极的前方边熔化边送进，另外，填充焊丝添加时要准确、均匀，快慢适当。方法可以是连续送丝或点状送丝，焊接过程中，焊丝端部要始终处于氩气的保护中。

二:车间现在生产的管线主要是对接焊，我们以以下实例说明

1.管件尺寸：Φ60×4×Xmm，坡口角度60°，间隙： 1.5mm。

2.材质：母材：1Cr18Ni9Ti。焊丝：0Cr18Ni12Mo2Ti。直径Φ2.0mm。

3.钨极直径Φ2.4mm; 钨极伸出长度: 5~8mm。喷嘴直径：10mm; 正面保护氩气流量：10～15L/min；内部充氩流量:3~10L/min。

4.焊接规范

打底层：焊接电流（A）为65~75；焊接速度（cm/min）5~8。

填充焊：焊接电流（A）为70～80；焊接速度（cm/min）5~7。

盖面焊：焊接电流（A）为70～75；焊接速度（cm/min）5~7。

气体流量（L/min）：5～8；内部充氩流量3~8L/min

5.工件清理：将坡口两侧30mm内用砂轮打磨出金属光泽（包括坡口面及内壁）。

6.组对点固焊：定位焊位置一般在时钟12点、4点、8点位置，焊接牢固后进行打磨圆滑过渡。

7.焊接操作要点

    打底层：管子固定后，将焊丝紧贴坡口伏在始焊点附近，焊丝与钨极延长线成10～15°夹角。焊枪应与管子长度方向约90°，与坡口方向约75-90°，焊枪随焊缝焊接过程转动并且要尽量保持这一角度。电弧引燃后，加热一侧坡口根部并与填充焊丝熔化形成熔池，然后将电弧摆至另一侧，在坡口的另一侧建立熔池，用电弧将两侧熔池与填充焊丝熔化形成一个完整的熔池，电弧向前移动，焊丝随着移动并不断添加。接头时，应将已经冷却的熔池用角向磨光机打磨成斜坡，引弧后，应从熔池的后部约5mm处开始焊接，与原熔池重叠后开始添加焊丝，但是要比正常焊接时少一些。

填充、盖面层：填充与盖面层的焊枪角度、焊丝角度与打底层相同。钨极伸出长度应比封底层稍短些。

在实际焊接中，内部充氩的时间往往无法确定，充氩时间短时，焊件内部的氩气纯度不够，焊后发现有问题，需要磨掉重新充氩焊接。这样即浪费氩气，也浪费时间，焊接质量也无法保证。充氩时间过长时，浪费氩气和时间。

利用如表所示的数值可以大致判断焊件内部的氩气浓度：Q=KA； Q:氩气消耗量；A:需要充氩的部位的体积。

例如：

    焊件内部需要保证的氩气纯度为99.99％，那么把焊件内部的体积乘以4.60，即为氩气的消耗量，用氩气的消耗量除以氩气流量，即为需要充氩的时间。这是在比较理想的情况下，因为各种原因实际情况要比计算出的时间略长一些。

    以勘探船管线为例，两根对接管线长4.9m，氩气纯度为99.99％，即内部充满氩气需要的消耗量Q=KA=4.6A，A=4.9πR²

得出内部充氩的时间t=5～16min。

三：气孔是焊接过程中最容易出现的缺陷，影响因素主要有

1.焊丝不干净：焊丝表面有铁锈、油污、水将直接影响焊缝内出现大量的气孔。

2.管材质量的影响：有夹层，夹层中杂质引起气孔。沸腾钢（含氧量  大，杂质多）不能用氩弧焊焊接。

3.坡口面以及坡口里外侧30mm都要打磨干净，避免焊接时电弧产生的磁性把熔池附近的铁锈吸入熔池。

4.焊接速度过快，由于空气阻力对保护气流的影响，氩气气流会弯曲偏离电极中心和熔池，对熔池和电弧保护不好。因此焊接速度快时，同时增大气体的流量。

5.收弧时采用衰减电流或加焊丝、把电弧带到坡口侧并压低电弧的收弧方法，不要突然停弧造成高温的熔池脱离氩气的有效保护，避免弧坑出现气孔或缩孔。

6.气体流量的影响：流量太小时，从喷嘴喷出来的氩气流挺度很小，气流轻飘无力保护效果不好；流量太大时，容易产生紊流，保护效果也不好。

引起手工氩弧焊焊接时出气孔的因素固然较多，但只要了解氩弧焊的特点和根据实际情况逐一排查影响因素，排除所有引起氩弧焊出气孔的因素，就能在实际生产中提高焊接质量。

结论：

钨极氩弧焊是目前公司焊接薄壁不锈钢管的较佳方法，其焊接过程及焊后的效果都比较理想，射线探伤合格率能达到99%以上。这对进一步提高公司的产品质量有很大帮助。

参考文献： 

【1】沈惠塘.《焊接技术与高招》[M].机械工业出版社2007.9                                     

【2】刘森.《简明焊工技术手册》[M].金盾出版社.2006.11

【3】于增瑞.《钨极氩弧焊》[M].化学工业出版社.2014.9