TIG/MIG焊机改造成GTAW―HW(热丝TIG)焊机的可行性报告

前言：

在关于将公司直管对接焊机TIG/MIG焊机改造成GTAW-HW（热丝TIG）焊机的可行性分析报告得到领导及技术科认可后，我承担了调试焊机并作新工艺----热丝TIG工艺的试验和探索，经过三个多月的摸索，我们对改造后的热丝TIG焊机的工作原理特点有了更多了解。焊机上的一些参数我们也通过实践渐渐对其理解，并能根据焊出的焊接试样来判断重要的影响因素。

一、改造后GTAW-HW焊机的基本调试过程

参数设定后试焊，试焊时需注意观察熔池的状况，据实际情况及时调节焊接电流、送丝速度，转管速度等，以使熔池呈现最佳状态，同时记录修改后的参数，以便及时更正这些参数。焊好后切开查看焊缝根部的成型状况及其收弧情况，以便再进一步修改参数。Φ51×6.5 /T91的试样管，刚开始我们据设定的参数试焊后发现有咬边现象，采取摆宽增加、两边停留时间增加等措施，咬边现象依然存在。经分析研究，我们将管子剖口的边缘用磨光机去除锈跟油污后再试焊，咬边即予解决。另个问题是根部出现局部下塌，且根部成型不够均匀，我们将电流调成分度如图2（因为分度调起来比较麻烦，所以一般调试时，如果不用分度电流能焊好，我们尽量不用分度电流焊接），在330-390°这个段内，我们将电流减小，试焊后，焊瘤消失。

图2 设分度

另个问题是收弧时出现弧坑，我们将转管延迟时间和送丝延迟时间加大，以使最后电弧熄灭时管子还在转动，避免了最后电弧造成的弧坑出现。

随后，我们决定试图提高焊接速度，打底参数不作修改，从第二层起，将送丝速度，焊接电流，转管速度都相应作了提高。因为我们是将送丝速度一下子从2.5米/分直接加到5.5米/分，焊丝在进入送丝管前就开始断，重复几次后我们发现可能是焊接电流设过小，跟送丝速度不相匹配，因为电流增加20A后该现象消除了，但焊接电流的增加是有限的，加得过大会造成下塌现象。经过多次调试，焊后成型良好，拍片亦合格。在此基础上，我们的思维开始活跃了，胆子变得更大，一些以前不敢动的参数，现在开始大胆的调试，比如以前的热丝电流我们不敢加大，一直在20-40A这个范围内设定，现在我们加大到60A，焊接速度得到很大的提高。

二.GTAW-HW试焊心得

1.为控制根部成型，在封底焊时，采用冷焊丝或小电流热丝焊接是合理的，第二层起直至盖面焊道采用常规热丝电流，热丝电流值从碳钢、合金钢、不锈钢随着焊丝电阻的增大而递减。

2.电流下降时间和转管延时时间应匹配，甚至可以相同。

3.电流上升时间应尽可能短，正常可设0.1s或为0s。

4.封底焊时，焊接速度不宜过快，在保正焊透的情况下电流应尽量设小，正常送丝速度不超过1m。

5.收弧时有弧坑（如图），总结起来主要有3种原因：

a）钨棒磨损太大

b）保护气滞后时间太长

c）收弧焊接电流太小

6.焊丝滴状进入熔池，这是一种不正常的状态。焊丝加热的原理就是靠焊件和焊枪上的铜片之间短路加热的，如果有滴状出现，则焊丝加热断续进行，热丝焊的效果不明显，究其原因有如下3点：

d）焊接电流太大，电弧将未进入熔池的焊丝熔化

e）热丝电流太大，焊丝还未来得及进入熔池就已熔化

f）送丝速度跟不上

7.对于较厚的管子，其焊缝宽，盖面焊如果出现中间内凹的情况，说明焊接摆动过快，中间还未来得及成型，可减小摆动速度。

8.对于碳钢因其表面张力小，在管子对焊时内部易形成下塌（如下图），特别是接头处易下塌，所以我们正常让其重熔部分减小，尽量起点一熔透就及时转管，用冷焊丝进行打底，焊接规范也不宜用大规范。

9.同时对于下塌形成的焊瘤（一般情况下出现在接头处），我们应在焊接时注意是焊接第一层形成的还是第二层形成的，如果是第一层形成的我们应修改相应的参数，如首层搭接角度等。如果焊瘤出现在第二层与第一层搭接处我们可以将焊接电流改为分度电流，在搭头处，我们将330-390°的焊接电流减小等。

10.焊缝表面成型若出现纹路粗的状况（如下图），则说明焊接摆动过快，熔池中刚水还未能铺展开。

11.焊缝两边若出现大的花纹咬边（如下图），则说明两边停顿时间过长或过短。

12.焊接时内保护气体的流量也应适当，在焊试样时我们气体流量是10-15ml/min，要是流量太大焊缝内壁会出现内凹现象，太小则出现焊缝不光滑，被氧化的现象（如下图），所以正常我们焊接前应放段通气时间，让管子里的空气排尽，在焊大内径的管子时，要做好堵塞工作，以保证通气保护质量。

三.GTAW-HW与TIG/MIG焊的比较

正如可行性分析报告中所述的一样TIG/MIG直管对接焊机的优点很多，但从国内外发展来看，GTAW-HW已成为主流，可行性分析报告中从效率、剖口加工、焊丝使用、焊口熔敷金属量、焊接接头质量、焊接材料这六个方面进行了比较，在这我就不进行过多的阐述。

虽然说MIG焊是熔化极氩弧焊，其焊接速度快，但是这也不是绝对的，且MIG极易形成焊接缺陷，例如我们在调机的过程中做了一个小小的比较，我们将同等规格的T91管子，用秒表记下了TIG/MIG焊接时的时间为3分26秒，而用热丝TIG的焊接时间为2分32秒，当然我们这个计时未减去TIG/MIG焊接时中间的换枪时间，仅仅是从起弧到收弧的时间，之前的焊接准备时间没计算，因为由于我们是V型剖口，倒角是自己倒的，有点不规范，对管时间要比TIG/MIG焊时用的带钝边的破口对管时间长很多。

四.二种直管对接焊机的对比：

1.中电华强TIG/MIG焊机的每一层的基值跟峰值的送丝速度可以分别设定，而上海厂方的焊机只能设定每一层的送丝速度，其基值跟峰值送丝速度是一样的。

2.中电华强TIG/MIG焊机分度电流只能在第一层设定，上海厂方的可以在每一层分别设定。

五.改造后的热丝TIG焊机目前存在的问题

经过参观上海锅炉厂的热丝TIG焊机和与焊工师傅的交流，我们发现以前好多靠自己大胆试出来的不确定的参数，在他们那边都得到了肯定。争对我公司的设备实际情况我们认为公司的设备可以作进一步的改进

1.各层分度独立（我公司的机器要是想设分度，就必需每层都设分度，很不方便）。

3.分度时希望其他参数也尽量能调 。

4.管子对口时偏差越小越好，所以对于倒角的要求非常高，故希望公司能够用那台新的倒角机，虽然调起来比较麻烦，但倒角机的旋转中心跟管子中心对准能够得到保证。

5.送丝机构的刚性应做牢固点。送丝机构的刚醒对于焊出一个好的焊接接头来说是一个非常重要的影响因素。我公司焊机固定焊枪的固定板板固定得不是很牢固，在焊接时焊枪容易往下滑，造成焊丝进入熔池时在未溶化的固体表面来回刮动，很不稳定，这样冷却后形成的焊缝也相当不均匀，易造成很多不必要的缺陷发生。

综上所述，我们认为需要跟厂方沟通下，要是设备能再作进一步的改进，加上公司自己的努力，直管对接焊机TIG/MIG焊机完全可以改造成GTAW-HW（热丝TIG）焊机，相信通过热丝TIG焊将会更显著的为公司带来经济效益。

参考文献：

[1]《现代焊接技术》

[2]《特种设备焊接技术》

[3]《锅炉压力容器焊接技术》