一、碳素结构钢的氩弧焊

一、碳素结构钢的氩弧焊

1.锅炉管子的氩弧焊

某设备厂进行锅炉管子的焊接，材质为20g，壁厚为4mm、6mm，采用手工钨极氩弧焊和自动钨极氩弧焊进行打底焊接，盖面采用焊条电弧焊。

氩弧焊打底的焊接工艺如下。

（1）氩气选用一级氩气；填充焊丝选用H10MnSi；钨极使用WCe-20铈钨极。

（2）手工钨极氩弧焊的打底坡口尺寸见图4-37，自动钨极氩弧焊打底坡口尺寸见图4-38。坡口采用机械方法加工。焊接前应将坡口及两侧表面各10～15mm的范围清理干净，直至露出金属光泽。

（3）手工钨极氩弧焊氩气流量为6～10L/min，自动钨极氩弧焊为8～12L/min。

图4-37　手工钨极氩弧焊的打底坡口尺寸

图4-38　自动钨极氩弧焊打底坡口尺寸

图4-39　氩弧焊操作示意图

（4）焊接电源采用直流正接。电弧长度应保持2～3mm。

（5）手工钨极氩弧焊钨极直径为2.5～4mm，填充焊丝直径为2.5～3mm；自动钨极氩弧焊钨极直径为4～5mm。

（6）钨极的端部均应磨成圆锥形，锥角为30°～50°，端头要留有φ0.8mm的平面。手工钨极氩弧焊钨极伸出喷嘴的长度为4～6mm，自动钨极氩弧焊为2～3.5mm。

（7）焊枪、填充焊丝与焊件之间的相对位置见图4-39。焊丝应均匀缓慢地向熔池前沿给送，其速度必须与焊接速度匹配，还要注意切勿与钨极接触，以免造成钨极污染。

（8）焊丝端部应始终处于氩气的保护范围内，以免焊丝加热端被氧化。焊接结束时应延时停气，焊接电流逐渐衰减。当焊缝中断再度起焊时，起焊焊缝要与原焊缝重叠8～10mm。

2.阀门壳体（ZG230-450）的氩弧焊焊补

某阀门厂生产的阀门，其阀壳材料为ZG230-450，经粗加工后发现密封槽内有局部缩松和缩孔等铸造缺陷。缩孔直径为2～16mm，深2～5mm。焊补的工艺要点如下。

（1）铸件缺陷部位的清理。该铸钢件是一三通阀壳，经粗车后露出缺陷如图4-40所示。先用凿子将缺陷挑清，并用锥形电动工具打磨，再经磁粉探伤，确认铸造缺陷已完全去除，孔洞用丙酮清洗。

图4-40　阀壳形状及缺陷位置

（2）选用φ2mm的H05MnSiAlTiZr焊丝，使用前用砂纸及丙酮擦洗干净。

（3）用氧-乙炔焰在补焊处100mm范围内预热100～150℃。

（4）补焊时填满孔洞，略高于母材表面。焊后锤击焊补处，并用石棉布保温缓冷。

（5）补焊工艺参数见表4-37。

表4-37　阀壳补焊工艺参数

（6）补焊后用砂轮手工修磨或机床加工。上述铸钢件也可用1Cr25Ni13焊丝，价格较贵，但补前工件不必预热。

3.模锻锤底座（ZG25）的MAG焊修复

某锻造厂使用的3T模锻锤由于使用年限长，超负荷运行，造成底座沿燕尾槽根部开裂，如图4-41所示，模锻锤材质为ZG25，底座的裂纹已沿宽度方向贯通，裂纹长达1000mm，深25～70mm.由于底座裂纹长，结构刚性大，加之使用时间长，开裂区浸满油污，采用MAG焊进行修复。

图4-41　底座裂纹开裂示意图

焊接工艺如下。

（1）用氧-乙炔火焰清除裂纹两侧各150mm范围内的油污、铁锈等杂质。

（2）用碳弧气刨将图4-42中燕尾槽A、B两处的裂纹彻底清除，并形成U形坡口，在不影响焊接及气刨清除的条件下，坡口面A处宽度不大于40mm，B处宽度不大于20mm。

（3）用电铣刀条打磨坡口面及坡口两侧20mm范围，露出金属光泽。

（4）焊前用氧-乙炔火焰将待修复区域长时间低温加热，温度控制在70±10℃，加热宽度为300mm左右，以消除大量浸入锤座的油污，同时在较大范围内保持温度均匀。

（5）选用φ1.2mm的H08Mn2SiA焊丝和KR500型焊机进行焊接，保护气体为Ar+20%CO₂。

（6）焊接电流控制在160～200A，电弧电压20～22V，焊接过程中严格控制线能量，以保证焊缝金属具有较高的力学性能。

（7）为了减小焊接应力，在焊接过程中采用跳跃对称焊，使热量量分散，同时，每焊完一层（第一层除外），都需要对焊缝金属进行锤击，锤击时要均匀一致，以打出金属光泽为准。锤击时，焊缝的温度应保持在150～200℃。

（8）每焊完一层焊缝，都要用10倍放大镜仔细检查焊缝，确认没有裂纹方可进行下一层焊道的焊接。如若出现裂纹，用电铣刀打磨掉裂纹重新焊接。

（9）坡口焊满后，在燕尾槽的根部焊成R15的圆弧过渡，以减小应力集中。

经过修复后，模锻锤几年来运转正常，达到了预期的目的。