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摘要： 采用这种焊接方式，能够很好的完成大部分位置的焊接工作，且焊接的工艺性达到标准，管道的背面不会存在氧化的现象，脱渣性能很好并且造成的飞溅现象很弱。而且该药芯焊丝的各方面属性均达到了国家的标准。对于THY－A316L（W）不锈钢管道背面免充氩自保护钨极氩弧焊药芯焊丝进行了很多的研究，特别是对于焊接工艺这一方面，研究中特别关注了在熔敷金属上它的力学特性。通过大量的研究数据得出，在这种焊接工艺之下，所形成的的焊缝品质极好特别是它的脱渣性极为出色、造成的焊接飞溅极少，并且在焊接之后，其管道的背面并没有出现氧化，所以这种焊接方式适应于各个位置及不同部分的工作。不锈钢管道背面免充氩自保护钨极氩弧焊药芯焊丝,并对其焊接工艺进行了试验,测试了其熔敷金属的力学性能,试验表明,该焊丝焊缝成形美观、脱渣性优良、飞溅极少,管道背面焊缝无氧化现象,适应全位置施焊。
关键词：背面免充氩自保护；钨极氩弧焊；不锈钢药芯焊丝
1、概述
不锈钢由于其特有的化学成分和焊接性能，焊接时与氧的亲和力较大，氩弧焊进行管道打底焊时要进行充氩保护。传统的充氩方法既费时、费力又浪费氩气，给焊接造成了一定的难度，而造成焊接成本的提高和焊接难度的加大，为了降低焊接成本和难度，提高焊接质量，我们采用药芯焊丝进行了焊接试验和工艺评定。在对于不锈钢管的焊接工作当中，因为管子的粗细原因导致焊接工作无法从内外进行，因此大部分使用的方法就是以的方式进行钨极氩弧焊接不锈钢管的实体部分，用盖面的工艺对焊条的电弧焊进行填充工作。在进行这项工作的过程中，需要对管道内部充加氩气，以此来进行保护。特别是对于三通位置和所处的弯头位置的时候，应该进行的保护措施应该更加的繁琐，否则将导致焊接处的背面产生强烈的氧化。根据这种工艺，研制开发一种THY—A316L（W）不锈钢管道背面免充氩钨极氩弧焊药芯焊丝。这种焊丝的特点极为显著，不进了一事焊接部分的背面得到全面的保护，这种焊丝不仅大大的提高了工作效率，更使成本费用得到很显著的降低。
2、工艺的概括
钨极氩弧焊的焊接原理是使用电弧产生的较高热量使得工件的连接部位发生熔融而连接到一起，整体的焊接原理如图1.1所示。
焊接件的整体制作流程主要包含前期准备、材料选择、工艺参数的确定。焊接工艺探究之前，要考虑到优化的焊接参数需要限定在以上的要求之内。钨极氩弧焊的焊接原理是使用电弧产生的较高热量使得工件的连接部位发生熔融而连接到一起，焊接件的整体制作流程主要包含前期准备、材料选择、工艺参数的确定。焊接工艺探究之前，要考虑到优化的焊接参数需要限定在以上的要求之内。本次研究采用钨极氩弧焊对小直径管道进行不同的焊接电流焊接，研究用到的设备如图1.1所示。
研究选用是自动焊接设备，还包含TIG用电源一台，型号为YX-09KGC的降温水箱一台，自动化堆焊设备的TIG 焊枪两支，外焊TIG焊枪准备一支，控制系统的正常运行下，TIG管道焊接机既能够实现螺旋摆动堆焊，同时也能完成移距堆焊，在这两种焊接运动形式下可以焊接工艺的优化，研究设备主要技术参数如表1-1所示。
这种焊接工艺的存在是极为重要的，它可以运用的方面也是极为广泛的，它既能满足在不充氩气的情况下【1】，焊接面不会产生氧化作用，还能满足不同部分的的焊接工作，并且对于焊接工作其他方面的要求也十分的达标。
3、焊丝的配成设计
此篇文章进行了许多的研究论证，最终将THY—A316L（W）药芯焊丝的渣系确定了下来，它是属于TiO 2 -氟化物-SiO 2 的渣系，通过对THY－A316L（W）药芯焊丝的性能调整优化来调整配方的成分，这些优化的方面包括烟雾的大小，、飞溅情况、进行全方位焊接的能力【2】、以及是否会发生氧化现象。
首先对于金红石等成分进行相关的改变，让破口在焊接的过程中，使熔渣进行完全的覆盖，而且渣壳的厚度也要达到均匀的程度，还要使焊缝的覆盖达到标准要求。把SiO 的成分进行调整，让脱渣性得到有效的调整，并且使造成的飞溅降到最低。配方中的氟化物很好的限制了气孔的出现，并使整个熔渣流动性得到很好改良，但是氟化物的加入一定要控制好量，如果加入的过多，就会导致飞溅，并生成超量的烟雾。
4、工艺性能测试
4、1
首先进行以水平的方式急慢性5G位置的焊接，然后进行底层的焊接工作。从六点钟方向的位置进行起弧工作，这个过程采用的方法的内拉丝，将焊丝加入到已经形成的熔池中，这里要注意拉丝的过程一定要极为准确。6~3的点进行立向上的焊接方法【3】，左右两侧的两点内进行拉丝工作，并且其频率要和电弧摆动相一致，以此来保证焊接两面的成型达到标准，6~12之间的点，从内拉丝的方式逐渐变为外拉丝的方式，用这种方法来保障里面的透明度达到一致。在进行盖面层与填充层的焊接方式时，摆动的方式应该是两慢一快，形成的形状为锯齿，将焊丝添加到已经清晰形成的熔池当中。这种工艺使焊层的两面并没有发生氧化，而且焊接过程中没有烟尘的出现，以及电弧的稳定性达到标准规格。
4、2
焊接2G位置时应该将其竖直固定，在对于打底层的焊接工作中，在组对位置形成的间隙的上侧部分将焊丝稳稳地送入，所进行的锯齿形摆动保障了熔池的清晰度。为了保障内部突出，应该将焊丝每次的送入量控制在4~6mm。在进行盖面层与填充层的焊接工作中，要注意上下两侧应该进行摆动，而且应该在上侧的位置进行拉丝流程，所进行的锯齿形摆动，有利于保证了熔池的清晰度。但是电弧上下的摆动应该符合从下往上的速度快，这样才能保障熔池无法下落。这种工艺使焊层的两面并没有发生氧化，而且焊接过程中没有烟尘的出现，以及电弧的稳定性达到标准规格【4】。
5.热输入与焊接质量受焊接工艺的影响分析
5. 1、焊接电流对焊接质量与热输入的影响
焊接电流是氩弧焊最开始阶段操作者能够操控的唯一要素，这是氩弧焊中非常重要的技术参数。它对焊接质量及效率将能够产生不可逆转的影响，电流过大或过小都将产生反效果。具体焊接电流的确定应在参考焊接焊缝空间位置、接头形式以及材料厚度的前提下完成。若在其他条件不变的前提下增大电流就等于强化了焊接过程中的热输入量，虽说这一做法均能够增加焊缝的余高以及熔深，更能够提高焊接效率，但焊条根部却容易因此而发生涂层失效以及崩落的现象。最终这类问题将引发烧穿、焊瘤以及咬边等一系列焊接缺陷。此外，电流过大还会引发焊缝钨、钨极烧毁等一系列问题。焊接电流过小将会对焊接质量产生一系列影响，会出现夹渣、气孔以及不熔合等残焊现象。因此要正视焊接电流对氩弧焊接工艺及质量的影响，做好焊接电流的控制工作。
5.2、焊速对焊接质量的影响
在焊速较小时，电弧力的作用方向几乎是垂直下降的。随着后期焊速的不断增加，弧柱会逐渐后倾，这将有利于熔池液体金属在电弧力的作用下向尾部流动，熔池底部会逐渐暴露，将有利于熔深的进一步增加。焊速增加时，若从焊缝热输入以及热传导角度来说，焊缝的熔深以及熔宽将会减小。综合上述两方面的影响，低焊速状态下熔深会随焊速的持续增加而增加，若焊速超过一定数值时，熔深将会随焊速的增加而减小。这时熔深以及增高总会随着焊速的增加而减小。单从提高生产率的角度分析，焊速自然是越快越好，所以分析焊速减慢、熔深降低等区段的讨论是没有意义的。假定焊接的熔深要求确定，为提高焊速就必须进一步提高焊接电流以及电弧电压，这将使电弧功率得到进一步提高，因此焊接电流以及焊速的选取应考虑综合经济效果。相关案例证明，提高焊速会使结晶速度进一步加快，气孔倾向也将进一步增加。
3、钨极氩弧焊的工艺参数选择
钨极氩弧焊的主要焊接工艺参数有电弧电压、钨极直径、焊接电流、焊接速度、电源种类、喷嘴直径、端部形状、钨极伸长长度、喷嘴与焊件间的距离及氩气流量等。选择合理的焊接工艺参数是保证焊接质量的重要措施，对新材料或没用使用过的材料，一般应先进行材料的焊接工艺评定，评定合格后，才可按评定合格的焊接工艺参数施焊。焊接工艺参数主要是根据不同的被焊金属、焊件厚度以及结构形式而进行合理地选择。
6、性能调整与测试结果
对于这种焊丝进行的力学调整相对来说比较简易，进行熔覆的金属所具有的化学性质是影响力学性能的主要原因，我们要严格的控制杂质元素的进入，严格的控制它们的含量。我们好要严格的控制C的含量，因为这种工艺所用焊丝是超低碳焊丝，这样才能保障焊丝的耐晶间的腐蚀性能，同时还应保证 w Mo ＞2%，这样才能使焊丝的耐点蚀性。焊缝的力学性质主要由Mn、Si的联合脱氧反应来决定的，这样能产生比较好的效果，从而大大的降低焊缝中氧的含量。
结语
通过不锈钢药芯自保护焊丝的焊接试验，得知其焊接时与不锈钢实芯焊丝差别较大，但是通过制定合理的焊接工艺，严格执行焊接操作工艺，就能获得各项性能指标都合格的焊接接头。此工艺应用到焊接施工生产当中，所焊的焊缝无损检测均达到施工所要求的标准。采用这种焊接方式，能够很好的完成大部分位置的焊接工作，且焊接的工艺性达到标准，管道的背面不会存在氧化的现象，脱渣性能很好并且造成的飞溅现象很弱。而且该药芯焊丝的各方面属性均达到了国家的标准。
参考文献：
[1]巨创.不锈钢管道药芯焊丝免充氩打底焊接技术研究[D].兰州理工大学，2013.
[2]李长城，肖尔波.不锈钢管道的药芯焊丝钨极氩弧焊[J].焊接，2018（09）：16-19.
[3]杨钢，杨敬雷，杨天文，杨新禄，东岩，刘飞飞，张兆弟.不锈钢管道背面免充氩自保护钨极氩弧焊药芯焊丝的研制[J].金属加工（热加工），2017（08）：24-25.
[4]罗保，李何成，王毅.不锈钢药芯焊丝打底背面无氩气保护钨极氩弧焊工艺[J].焊接技术，2018，46（08）：111-113.
论文作者:李 毅
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第07期
论文发表时间:2019/9/3
标签：焊丝论文; 电弧论文; 熔池论文; 管道论文; 电流论文; 工艺论文; 背面论文; 《科学与技术》2019年第07期论文;