简易自动送丝钨极氩弧焊机施工工法XXX（作者）（单位）1前言本实用新型涉及一种改进后用于管道焊接的简易自动送丝钨极氩弧焊机。
现有的氩弧焊机大多采用手工送丝，或是购买专用自动送丝氩弧焊机。
二者都存在一定的不足，主要是手工送丝不稳定，接头多，成形不美观，焊接质量差；而专用自动送丝氩弧焊机价格高，需购买整套设备，不能与现有设备通用。
针对手工氩弧焊机和专用自动送丝氩弧焊机本身存在的不足，本实用新型提供一种简易的自动送丝钨极氩弧焊机。
该焊机通过控制电路和附具实现钨极氩弧焊的自动送丝焊接，最大限度地利用现有的手工氩弧焊机和闲置的CO²送丝机，在保证焊接质量的同时，降低成本，提高效率。
本实用新型已于2011.10.15获中华人民国国家知识产权局授权专利，申请号为2.7，授权公告号为CN 202283628 U。
2 特点与传统焊机相比，该简易自动送丝钨极氩弧焊机具有以下特点：2.1 提高工程质量：简易自动送丝钨极氩弧焊机装置在不破坏普通手工钨极氩弧焊机和CO²送丝机前提下，将二者通过集成在控制盒部的供电及调速装置以及模拟手工送丝角度的送丝附具连结起来，实现了普通手工钨极氩弧焊机送丝自动化，保证了送丝稳定性，减少了接头数量，提高了焊接质量。
经在工程中的实际运用，简易自动送丝钨极氩弧焊机的焊接质量完全达到了国家规和行业规的要求。
2.2 提高生产效率：普通手工钨极氩弧焊机送丝自动化的实现，解放了左手，直接节省了劳动力；此外，送丝是焊接过程中非常重要的一个操作环节，手工送丝多采用焊工手指捻动焊丝来完成送丝过程，焊工操作送丝时非常不方便，长时间焊接时需要频繁拿取焊丝，因此，手工送丝准确性差、一致性差、送丝不稳定，从而导致了焊接生产效率低下，焊接成型一致性差，劳动力的解放与送丝稳定性的保证，直观的提高了焊接效率。
经对比测算，效率较手工送丝提高约50%，并且管径越大，效率越高。
2.3 可节省材料用量：在焊接过程的送丝环节中，由于焊工手持焊丝长度有限，每段焊丝焊接完成时都会留存一小段焊丝无法使用，造成了浪费。
通过手工钨极氩弧焊机送丝自动化的实现，避免了焊接材料的损耗，节省了工程材料用量。
2.4 降低工程成本：普通手工钨极氩弧焊机送丝自动化的实现不仅提高了焊接质量和焊接效率，同时，由于其对现有设备适用围的扩大，提高了闲置设备的使用效率，降低了生产成本。
综合考虑材料的用量、施工的速度，施工的难易程度、人工费用、用料的损耗、现场加工费用、机械加工费及场地等因素，可节省焊丝材料30%以上，缩短工期50%-70%，降低工程成本15%以上，具有相当可观的经济效益。
3 适用围本工法主要适用于管道焊接，直线焊缝和规则的曲线焊缝，且能用于持续焊接、间续焊接（有时称为‘跳焊’）和点焊。
钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式，且特别适于薄板的焊接—经常可薄至0.005英寸。
钨极氩弧焊的特性使其能适用于大多数的金属和合金的焊接，可用钨极氩弧焊焊接的金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合金、镍合金、钛合金和锆合金等等。
值得注意的是，铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接，这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难，锌在1663F汽化，而此温度仍比电弧温度低很多，且由于锌的挥发而使焊道不良。
表面镀铅、锡、锌、镉或铝的钢和其它在较高温度熔化的金属，可用电弧焊接，但需特殊的程序。
在镀层的金属中的焊道由于“交互合金”的结果，很可能具有低的机械性质，为防止在镀层的金属焊接中产生交互合金作用，必须将要焊接的区域的表面镀层清除，焊接后再修补。
4 工艺原理和工艺参数4.1 工艺原理钨极氩弧焊时常被称为是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，必须能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。
钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，其方法构成如图4-1所示。
焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成一个厚而密的气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的氧化，在氩气层流的包围中，电弧在钨极与工件之间燃烧，利用电弧产生的热量，熔化被焊处，并填充焊丝，把两块分离的金属连接在一起，从而获得牢固的焊接接头与优质的焊缝。
焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。
图4-1 钨极氩弧焊焊接方法构成图中：1-喷嘴 2-钨极 3-电弧4焊缝 5-工件 6-熔池 7-填充焊丝 8-惰性气体。
4.2 主要工艺参数钨极氩弧焊是以高熔点钨棒做为电极，利用氩气层流保护下的钨极与工件间放电的电弧加热焊丝及母材进行焊接。
由于电弧具有良好的稳定性，即使在20~30A的低电流下电弧还可稳定地燃烧。
其工艺参数主要有焊接电流、电弧电压、钨极直径、氩气流量、焊丝直径、喷嘴直径、钨极伸出长度、焊接速度等。
4.2.1 焊接电流：电流过大容易产生烧穿或焊缝下陷、咬边等缺陷，还会引起钨极烧损或产生夹钨缺陷；电流过小，电弧燃烧不稳定甚至发生偏吹。
4.2.2 电弧电压钨极端部越尖，电压越高。
过高影响气体保护效果，也会使焊缝氧化或产生焊透不匀等缺陷。
应在保证良好视线的前提下短弧操作。
通常电弧电压的选用围是10~20V。
4.2.3 钨极直径表4.2.3 不同电源极性、钨极直径的最大许用电流最大电流直径（mm） 1.6 2.4 3.2 4.0 5.0 6.4 直流正接70~150A 150~250A 250~400A 400~500A 500~750A 750~1000A 直流反接10~20A 15~30A 25~40A 40~55A 55~80A 80~125A 交流60~120A 100~180A 160~250A 200~320A 290~390A 340~525A4.2.4 焊丝直径和氩气流量：D=（2.5~3.5）dD—喷嘴直径（mm）d--钨极直径（mm）氩气流量过大可能破坏层流保护、卷入空气；流量过小，气流挺度减弱，也易使空气侵入。
气体流量取决于喷嘴形状、尺寸、坡口形式、焊接电流及喷嘴与工件间距离，也与外界环境有关。
Q=KDQ—喷嘴直径（mm）K—系数，K=0.8~1.2（大喷嘴取上限，小喷嘴取下限）Q--氩气流量（L/min）4.2.5 钨极伸出长度：系钨极端头伸出喷嘴端面的距离。
伸出长度小，喷嘴与工件距离近则保护效果好，但应避免过近妨碍操作。
5 工艺流程及操作要点5.1 工艺流程焊接设备、电路、气路的检查→焊前清理→预热→定位焊→引弧→施焊→收弧5.1.1 焊前检查、清理及预热1）焊接设备、电路、气路的检查：首先开启焊机电源开关，电源指示灯亮，冷却风扇转动正常，各仪表指示正常，开关打到氩弧焊，检查各连线是否可靠，焊枪的喷嘴、钨极均符合标准，检查气瓶或总阀门的开启，氩气流量调节器的开通，调好流量，最终确认自焊枪喷嘴流出足够的保护气流。
2）焊前清理：施焊前必须严格清理焊接区及填充焊丝，去除氧化膜、油脂及水分。
工件表面未形成氧化膜时，可用丙酮进行脱脂处理，当已生成氧化膜时应进行酸化处理或用机械法打磨掉，焊前再用丙酮去污。
焊体在点固前，应将坡口两侧至少20mm以清理出金属光泽并不许有油污。
3）预热：黑色金属焊接一般不须预热，但板厚或管壁厚（δ>26mm时），可适当预热。
预热可加快焊接速度，防止过热、减少合金元素烧损，并利于良好熔合。
5.1.2 操作技术1）定位焊：装配定位焊接用采用与正式焊接相同的焊丝和工艺。
一般定位焊缝长10~15mm，余高2~3mm。
直径Φ60mm以下管子，可定位点固1处；直径Φ76~159mm管子，定位点固2~3处；Φ159mm 以上，定位点固4处。
定位焊应保证焊透，并不得存在缺陷。
定位焊两端应加工成斜坡形，以利接头。
2）引弧：可采用短路接触法引弧，既钨极在引弧板上轻轻接触一下并随即抬起2mm左右即可引燃电弧。
本自动送丝钨极氩弧焊机，只要将钨极对准待焊部位（保持3~5mm），启动焊枪手柄上的按钮，这时高频振荡器即刻发生高频电流引起放电火花引燃电弧。
3）送丝施焊：电弧引燃后加热待焊部位，待熔池形成后随即自动送丝加厚焊缝，然后转入正常焊接。
4）收弧：焊缝结尾收弧时，应填满熔池，再按动电流衰减按钮，使电流逐渐减小后熄灭电弧。
电弧熄灭后，焊枪喷嘴仍要对准熔池，以延续氩气保护，防止氧化。
焊接薄板时，为防止变形可采用铜衬垫并将工件压贴于衬垫上，以利散热。
还可将铜衬垫加工出凹槽，凹槽对准焊缝以便背面充气保护。
5.2 操作要点5.2.1 对气体的控制要求：要求气体先来后走，氩气是较易被击穿的惰性气体，先在工件与电极针间充满氩气，有利于起弧；焊接完成后，保持送气，有助于防止工件迅速冷却防止氧化，保证了良好的焊接效果。
5.2.2 电流的手开关控制要求：要求按下手开关时，电流较气延迟，手开关断开（焊接结束后），根据要求延时供气电流先断。
5.2.3 高压的产生与控制要求：氩弧焊机采用高压起弧的方式，则要求起弧时有高压，起弧后高压消失。
5.2.4 干扰的防护要求：氩弧焊的起弧高压中伴有高频，其对整机电路产生严重的干扰，要求电路有很好的防干扰能力。
5.2.5 在使用前先观察冷却水系统有无冷却水，必须保证有足够的冷却水，观察电路，气路，水路是否按照要求接好。
5.2.6 合上总电源开关，首先启动冷却水，然后打开氩气钢瓶阀门，调节阀门，保持氩气有一定流量，再开启焊机电源。
5.2.7 根据不同焊接样品采用相应的焊接规进行焊接，在焊接时保证室空气流通。
5.2.8 焊接完以后应先关闭焊机电源，然后关闭气瓶阀门，再关闭冷却水，最后关闭总电源。
5.2.9 氩弧焊有较高的紫外线强度及采用较高空载电压的电源，在使用焊机时必须穿戴好工作服，帽及手套，应做好个人防护，避免弧光，烧伤或烤伤。
5.2.10 要求要焊接的组成件的组合，必须牢固的保持在正确的相关的位置上。
6 材料6.1 主要材料氩弧焊机，CO²送丝机，控制盒，氩气瓶，氩弧焊枪。
6.2 其他材料氩气管，调速按钮，调节附具，工件，220V插座。
7 机具设备结合附图7-1对本机具设备作进一步说明：简易自动送丝钨极氩弧焊机，由附图7-1所示，包括氩弧焊机1、CO²送丝机2、控制盒3、氩气瓶5及氩弧焊枪7，其特征在于：所述的氩弧焊机1通过其后部增加的220V插座10与控制盒3连接，而CO²送丝机2则通过快速插头与控制盒3连接，与CO²送丝机2相连的调节附具8固定在氩弧焊枪7上，用于调节送丝角度，使其满足焊接角度的需要。
氩弧焊枪7通过氩气管4与氩气瓶5连接，氩弧焊枪7的把手上有调速旋钮6调节，用于调节送丝速度，调速旋钮6通过线路与控制盒3连接，调节附具8的出丝端与氩弧焊枪7的钨极同时对准工件9的焊接位置，氩弧焊枪7上的电源开关通过电缆与氩弧焊机1连接。
