氬弧焊焊接工藝規(guī)范手冊(cè)一、總則1.1目的與適用范圍本手冊(cè)旨在規(guī)范氬弧焊（TungstenInertGasWelding,TIG）的焊接工藝，確保焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，保障焊接過(guò)程的安全。本規(guī)范適用于采用手工鎢極氬弧焊方法進(jìn)行的金屬材料焊接作業(yè)，涵蓋從焊前準(zhǔn)備到焊后處理的全過(guò)程。各相關(guān)單位及焊接操作人員在進(jìn)行氬弧焊作業(yè)時(shí)，均應(yīng)遵照本手冊(cè)執(zhí)行。1.2引用標(biāo)準(zhǔn)與定義本手冊(cè)的制定參考了國(guó)家及行業(yè)相關(guān)的最新標(biāo)準(zhǔn)。氬弧焊是指以鎢極作為電極，利用氬氣作為保護(hù)氣體，在惰性氣體氛圍中，通過(guò)鎢極與工件之間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲（若有），形成焊接接頭的一種焊接方法。1.3基本原則氬弧焊作業(yè)必須遵循“質(zhì)量第一、安全至上、預(yù)防為主”的原則。焊接工藝應(yīng)根據(jù)母材材質(zhì)、厚度、接頭形式及焊接質(zhì)量要求進(jìn)行制定和優(yōu)化，并嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝規(guī)程。二、焊接材料與設(shè)備2.1母材焊接前應(yīng)對(duì)母材的牌號(hào)、規(guī)格、化學(xué)成分及力學(xué)性能進(jìn)行確認(rèn)，確保其符合設(shè)計(jì)要求。母材表面應(yīng)無(wú)裂紋、重皮、夾層、銹蝕、油污等影響焊接質(zhì)量的缺陷。2.2焊接材料2.2.1焊絲：應(yīng)根據(jù)母材材質(zhì)選用匹配的焊絲，焊絲的牌號(hào)、規(guī)格應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。焊絲在使用前應(yīng)清除表面的氧化膜、油污等雜質(zhì)，必要時(shí)進(jìn)行烘干處理。2.2.2保護(hù)氣體：通常采用純度不低于99.99%的氬氣。當(dāng)焊接某些特殊材料或有更高質(zhì)量要求時(shí)，可選用更高純度的氬氣或在氬氣中加入適量的氦氣等。氣瓶應(yīng)定期檢驗(yàn)，確保氣體質(zhì)量和使用安全。2.3焊接設(shè)備2.3.1氬弧焊機(jī)：應(yīng)選用性能穩(wěn)定、調(diào)節(jié)方便的直流氬弧焊機(jī)或交直流氬弧焊機(jī)，根據(jù)焊接需求選擇合適的電流類型（直流正接、直流反接或交流）。焊機(jī)應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和校驗(yàn)，確保各項(xiàng)參數(shù)準(zhǔn)確。2.3.2鎢極：常用鎢極有純鎢極、釷鎢極、鈰鎢極等。應(yīng)根據(jù)焊接電流大小、極性及母材材質(zhì)選擇合適的鎢極種類和直徑。鎢極端部應(yīng)根據(jù)焊接工藝要求進(jìn)行磨削，保持合適的形狀。2.3.3焊槍：應(yīng)根據(jù)焊接電流和操作空間選擇合適的焊槍，確保其具有良好的導(dǎo)電性、冷卻性能和氣體保護(hù)效果。焊槍噴嘴的直徑應(yīng)根據(jù)鎢極直徑和保護(hù)氣體流量進(jìn)行選擇。2.3.4輔助設(shè)備：包括送絲機(jī)構(gòu)（若采用自動(dòng)送絲）、工裝夾具、預(yù)熱裝置、冷卻系統(tǒng)、清理工具等。輔助設(shè)備應(yīng)完好，能滿足焊接作業(yè)的需要。三、焊前準(zhǔn)備3.1坡口設(shè)計(jì)與加工根據(jù)母材厚度、焊接方法及接頭強(qiáng)度要求，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)坡口形式和尺寸。坡口加工可采用機(jī)械切削（如車削、銑削、刨削）、等離子切割或氧乙炔切割等方法。切割后的坡口表面應(yīng)平整，無(wú)裂紋、分層、夾雜等缺陷，并用機(jī)械方法或打磨去除氧化皮和淬硬層。3.2工件清理3.2.1坡口及兩側(cè)表面清理：焊接前必須徹底清理坡口及其兩側(cè)各一定范圍內(nèi)（一般不小于10-20mm）的氧化膜、鐵銹、油污、水分、油漆及其他雜質(zhì)。清理方法可采用機(jī)械清理（如鋼絲刷、角磨機(jī)打磨）、化學(xué)清理（如酸洗、堿洗）或溶劑清理（如丙酮、酒精擦拭）。對(duì)于鋁及鋁合金等易氧化的材料，清理后應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行焊接，避免再次氧化。3.2.2焊絲清理：焊絲表面的油污、銹蝕等應(yīng)清理干凈。3.3裝配與定位焊3.3.1裝配：將待焊工件按圖紙要求進(jìn)行裝配，保證坡口間隙、錯(cuò)邊量、對(duì)口錯(cuò)邊等符合工藝要求。必要時(shí)使用工裝夾具進(jìn)行固定。3.3.2定位焊：定位焊的焊條或焊絲應(yīng)與正式焊接相同，焊接工藝參數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。定位焊焊縫應(yīng)均勻分布，其長(zhǎng)度、厚度應(yīng)符合要求，且不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。定位焊焊縫兩端應(yīng)打磨成緩坡?tīng)?，以便正式焊接時(shí)能順利過(guò)渡。3.4焊接區(qū)域保護(hù)與預(yù)熱3.4.1保護(hù)：對(duì)于易受空氣影響（如高溫氧化、氮化）的材料焊接，除了焊槍噴出的保護(hù)氣體外，必要時(shí)還應(yīng)在焊縫背面及側(cè)面增設(shè)保護(hù)措施，如背面通氬保護(hù)、使用保護(hù)拖罩等。3.4.2預(yù)熱：根據(jù)母材材質(zhì)和厚度，當(dāng)需要預(yù)熱時(shí)，應(yīng)在焊接前對(duì)工件進(jìn)行均勻預(yù)熱，預(yù)熱溫度和預(yù)熱范圍應(yīng)符合焊接工藝規(guī)程的規(guī)定?？刹捎没鹧婕訜帷㈦娂訜岬确椒?，并使用測(cè)溫儀表監(jiān)控預(yù)熱溫度。四、焊接操作工藝4.1焊接參數(shù)選擇焊接參數(shù)是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，主要包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度、鎢極直徑與伸出長(zhǎng)度、噴嘴直徑、保護(hù)氣體流量等。應(yīng)根據(jù)母材材質(zhì)、厚度、坡口形式、焊接位置及焊工技能水平等因素綜合確定，并通過(guò)工藝試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。4.1.1焊接電流：主要根據(jù)母材厚度、焊絲直徑（若有）、鎢極直徑及焊接位置選擇。電流過(guò)大易導(dǎo)致鎢極燒損、焊縫咬邊、變形大；電流過(guò)小則熔深不足、未焊透。4.1.2電弧電壓：主要取決于弧長(zhǎng)，弧長(zhǎng)增加，電弧電壓增大。一般應(yīng)控制弧長(zhǎng)盡可能短，以保證電弧穩(wěn)定和良好的保護(hù)效果。4.1.3焊接速度：應(yīng)與焊接電流、熔池大小相匹配。速度過(guò)快易導(dǎo)致未熔合、未焊透；速度過(guò)慢則焊縫晶粒粗大、變形增大，且可能出現(xiàn)燒穿。4.1.4鎢極：直徑根據(jù)焊接電流大小選擇，伸出長(zhǎng)度一般為3-8mm。鎢極端部形狀（如錐形、平頂錐形）對(duì)電弧穩(wěn)定性和焊縫成形有影響，應(yīng)根據(jù)焊接電流極性和焊接工藝要求進(jìn)行修磨。4.1.5噴嘴直徑與保護(hù)氣體流量：噴嘴直徑越大，保護(hù)范圍越廣，但氣體流量也需相應(yīng)增加。氣體流量應(yīng)保證能有效排除焊接區(qū)域的空氣，形成良好的保護(hù)氛圍。流量過(guò)小，保護(hù)效果差；流量過(guò)大，不僅浪費(fèi)氣體，還可能形成紊流，反而影響保護(hù)效果。4.2基本操作技術(shù)4.2.1引弧：一般采用高頻引弧或接觸引弧。高頻引弧時(shí)，焊槍對(duì)準(zhǔn)引弧點(diǎn)，接通高頻振蕩器，瞬間引燃電弧。接觸引弧時(shí)，應(yīng)注意避免鎢極與工件粘連，引弧后迅速提起焊槍，保持適當(dāng)弧長(zhǎng)。4.2.2運(yùn)槍與運(yùn)絲：焊接時(shí)，焊槍應(yīng)保持穩(wěn)定的速度和角度移動(dòng)。手工填絲時(shí)，焊絲應(yīng)從電弧的一側(cè)平穩(wěn)、均勻地送入熔池前沿，避免擾亂電弧和保護(hù)氣體流場(chǎng)。焊絲端部應(yīng)始終處于保護(hù)氣體氛圍中。4.2.3收?。菏栈r(shí)應(yīng)注意填滿弧坑，防止產(chǎn)生弧坑裂紋?？刹捎弥饾u減小焊接電流的方法（電流衰減），或在弧坑處稍作停留并添加少量焊絲，然后緩慢移開(kāi)焊槍，直至電弧熄滅。收弧后，應(yīng)延遲關(guān)閉保護(hù)氣體，確保焊縫和熱影響區(qū)在冷卻至一定溫度前仍處于保護(hù)之中。4.3焊接位置與操作特點(diǎn)根據(jù)焊縫在空間的位置，氬弧焊可分為平焊、立焊、橫焊、仰焊等。不同焊接位置的操作難度和技巧有所不同：4.3.1平焊：操作最容易，熔池容易控制，應(yīng)保證焊縫成形美觀，避免出現(xiàn)焊瘤、未熔合等缺陷。4.3.2立焊：應(yīng)采用較小的焊接電流和較短的電弧，焊槍可作小幅上下或鋸齒形擺動(dòng)，控制熔池溫度，防止熔池金屬下淌。4.3.3橫焊：焊接電流一般比平焊小，焊槍角度應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，使熔池盡量保持水平，避免熔池金屬向下方流淌形成咬邊或焊瘤。4.3.4仰焊：操作難度最大，對(duì)焊工技能要求高。應(yīng)采用小電流、短電弧、快速焊的方法，嚴(yán)格控制熔池大小，確保熔透的同時(shí)防止熔滴墜落。4.4多層多道焊當(dāng)焊縫厚度較大時(shí)，通常采用多層多道焊。每層焊道焊接前，應(yīng)徹底清理前一層焊道表面的熔渣、飛濺及缺陷，并檢查合格后方可進(jìn)行下一層焊接。后續(xù)焊道的焊接參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，以保證良好的熔合和焊縫成形。各焊道的排列應(yīng)均勻有序，避免焊縫金屬過(guò)熱。4.5特殊材料焊接要點(diǎn)對(duì)于不銹鋼、鋁合金、鈦合金等特殊材料的氬弧焊，除遵循上述基本操作工藝外，還應(yīng)特別注意其特性：4.5.1不銹鋼：重點(diǎn)是防止晶間腐蝕和熱裂紋，控制焊接線能量，必要時(shí)進(jìn)行焊后熱處理。焊接過(guò)程中應(yīng)保持良好的保護(hù)，避免合金元素?zé)龘p。4.5.2鋁合金：易氧化，其氧化膜熔點(diǎn)高，焊接前必須徹底清理。一般采用交流氬弧焊，利用“陰極破碎”作用去除氧化膜。焊接時(shí)應(yīng)注意防止氣孔和未熔合。4.5.3鈦合金：化學(xué)活性極高，易與氧、氮、氫等元素在高溫下反應(yīng)，導(dǎo)致焊縫性能惡化。因此，焊接時(shí)必須采取嚴(yán)格的保護(hù)措施，包括焊槍保護(hù)、背面保護(hù)、拖罩保護(hù)等，保護(hù)范圍應(yīng)覆蓋高溫區(qū)直至冷卻到一定溫度。五、焊接質(zhì)量控制與安全防護(hù)5.1焊接過(guò)程質(zhì)量控制5.1.1焊前檢查：檢查焊接材料、設(shè)備、坡口制備、裝配質(zhì)量、預(yù)熱溫度等是否符合要求。5.1.2焊中監(jiān)控：密切觀察電弧穩(wěn)定性、熔池形狀和大小、焊縫成形情況，及時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)和操作手法。確保無(wú)氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、裂紋等缺陷產(chǎn)生。5.1.3焊后檢驗(yàn)：焊接完成后，首先進(jìn)行外觀檢查，檢查焊縫的成形、尺寸、表面缺陷等。根據(jù)要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)（如射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等）和力學(xué)性能試驗(yàn)。5.2常見(jiàn)焊接缺陷及防止措施5.2.1氣孔：主要原因包括保護(hù)氣體不純或流量不當(dāng)、坡口及焊絲清理不徹底、電弧過(guò)長(zhǎng)、鎢極污染等。防止措施：確保氣體純度和流量，徹底清理焊接區(qū)，保持短弧焊接，避免鎢極與熔池接觸。5.2.2未焊透/未熔合：主要原因包括焊接電流過(guò)小、焊接速度過(guò)快、坡口角度或間隙過(guò)小、焊絲未送入熔池等。防止措施：正確選擇焊接參數(shù)，保證坡口尺寸，控制焊接速度，確保焊絲和母材良好熔合。5.2.3裂紋：包括熱裂紋和冷裂紋。熱裂紋與材料成分、焊接工藝參數(shù)有關(guān)；冷裂紋與母材淬硬傾向、氫含量、焊接應(yīng)力有關(guān)。防止措施：合理選擇焊接材料和工藝參數(shù)，控制線能量，必要時(shí)預(yù)熱和后熱，降低焊接應(yīng)力。5.2.4咬邊：主要原因是焊接電流過(guò)大、電弧過(guò)長(zhǎng)、焊槍角度不當(dāng)、焊接速度過(guò)快等。防止措施：調(diào)整合適的焊接參數(shù)和焊槍角度，控制焊接速度。5.3焊接安全防護(hù)5.3.1防觸電：焊接設(shè)備應(yīng)可靠接地，焊工必須穿戴絕緣手套和絕緣鞋，操作時(shí)避免身體同時(shí)接觸焊機(jī)兩極。5.3.2防弧光輻射：焊工應(yīng)佩戴合格的焊接面罩（配有合適遮光號(hào)的濾光片）、焊接服、皮手套、護(hù)目鏡等，防止弧光灼傷眼睛和皮膚。作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置防護(hù)屏，避免弧光對(duì)他人造成影響。5.3.3防有害氣體與煙塵：氬弧焊時(shí)會(huì)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物等有害氣體及金屬煙塵。焊接作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)保持良好通風(fēng)，必要時(shí)設(shè)置局部排風(fēng)裝置。在密閉或受限空間焊接時(shí)，必須采取強(qiáng)制通風(fēng)措施，并佩戴合適的呼吸防護(hù)用品。5.3.4防火防爆：焊接作業(yè)點(diǎn)周圍應(yīng)清除易燃易爆物品，或采取隔離措施。嚴(yán)禁在有易燃?xì)怏w或液體的環(huán)境中焊接。焊接設(shè)備使用的電纜應(yīng)完好，避免破損漏電引發(fā)火災(zāi)。5.3.5防燙傷：焊接過(guò)程中工件和焊渣溫度極高，應(yīng)避免用手直接觸摸高溫工件，清除焊渣時(shí)應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡。5.3.6其他：高空作業(yè)時(shí)應(yīng)系好安全帶，搭設(shè)合格的操作平臺(tái)。使用氬氣瓶時(shí)，應(yīng)直立放置并固定，避免碰撞，開(kāi)啟時(shí)緩慢進(jìn)行。六、焊后處理6.1焊后清理焊接完成后，應(yīng)及時(shí)清理焊縫表面及附近的熔渣、飛濺物、焊瘤等?？刹捎们迷N、鋼絲刷、角磨機(jī)等工具進(jìn)行清理。對(duì)于有特殊要求的焊縫，還需進(jìn)行酸洗、鈍化或機(jī)械拋光等處理。6.2后熱與熱處理6.2.1后熱：對(duì)于易產(chǎn)生冷裂紋的材料，焊后應(yīng)立即進(jìn)行后熱（消氫處理），以促使擴(kuò)散氫逸出，降低焊接殘余應(yīng)力。后熱溫度和保溫時(shí)間應(yīng)符合工藝要求。6.2.2熱處理：根據(jù)母材性能和設(shè)計(jì)要求，部分焊接接頭需要進(jìn)行焊后熱處理，如消除應(yīng)力退火、正火、回火等。熱處理工藝應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，控制加熱溫度、保溫時(shí)間、升降溫速度，并做好記錄。6.3焊縫檢驗(yàn)與返修6.3.1檢驗(yàn)：焊后應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行外觀檢驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)和力學(xué)性能試驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件的要求。6.3.2返修：當(dāng)焊縫出現(xiàn)不合格缺陷時(shí)，應(yīng)分析原因，制定返修工藝。返修應(yīng)在原缺陷清除干凈后進(jìn)行，返修次數(shù)應(yīng)符合規(guī)定，每次返修后均需重新檢驗(yàn)。七、焊接工藝文件7.1焊接工藝規(guī)程（WPS）焊接工藝規(guī)程是指導(dǎo)焊接生產(chǎn)的技術(shù)文件，應(yīng)根據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告（PQR）進(jìn)行編制。WPS應(yīng)明確焊接方法、母材、焊接材料、焊接參數(shù)、坡口形式、焊接位置、預(yù)熱、后熱、熱處理、檢驗(yàn)要求等內(nèi)容。7.2焊接工藝評(píng)定對(duì)于重要的焊接結(jié)構(gòu)或采用新材料、新工藝時(shí)，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，以驗(yàn)