摇把焊接技术

【摘 要】摇把焊接合格率较高,外观成形更美观,但摇把在国内普及率较低.希望这种焊接手法在焊工培训机构能够推广.

【关 键 词】摇把焊；端把焊；合格率

随着化工工艺向高参数发展,对焊接技术及质量提出了更高的要求,有的工程焊接要求都可以媲美核电了.然而,国内焊工绝大部分都使用的是传统焊接手法（“端把”）.“摇把”焊接技术由于其焊接合格率高、成形美观,在核电工程、国外工程公司中使用逐渐普及,但国内总体普及率还是很低,明显落后于摇把普及率相对较高的邻国印度；近年来,“摇把”焊接技术在国内的一些外资石化工程上也有了一些应用,但焊工的掌握程度还达不到要求.

1.“摇把”焊接原理

摇把焊接技术的实质是：焊焊嘴靠挨母材坡口一侧引燃电弧,大拇指沿食指指尖方向摩擦送丝,形成熔滴、熔池.然后利用手腕的摆动使焊嘴扇形滚动摆动,利用熔滴的表面张力作用来填充坡口的一种手工钨极氩弧焊接方法.

2.“摇把”焊接操作方法与特点

2.1送丝方法.就是大拇指与食指、中指紧夹焊丝.用大拇指沿食指指尖方向靠摩擦向前推动焊丝,焊丝从无名指和小拇指中间穿出,起定位作用.摇把送丝法的特点是续丝稳而快,不间断,均匀的摆动加大了Ar的保护圈,更好的保证了焊缝的质量.特别是不锈钢、有色金属材料焊接,熔池均匀、气体保护得当,焊接外观更漂亮.

2.2焊嘴扇形滚（摆）动是氩弧焊“摇把”技术的核心.焊嘴轻轻挨着坡口（起支撑作用）一侧停留并引燃电弧形成熔池,靠大拇指与食指摩擦送丝,随着焊嘴（热源及Ar气流保护迁移的方向）的摆动.熔滴在牵引力和表面张力作用下从坡口另一侧与该侧母材相连,等熔滴与另一侧母材形成稳定的熔池、焊缝后再摇摆回到母材原来一侧,如此反复,形成的焊缝两侧熔合良好,不易产生咬边及未焊透、未熔台,由于焊丝一直没有脱离Ar的保护圈,故焊缝内部、表面质量都能够保证.

2.3“摇把”焊接不易产生未焊透缺陷.“摇把”焊接时的坡口间隙可以比“端把”焊接时大.“端把”焊接要求间隙坡口间隙：低合金钢0-3.0mm,镍基等黏性合金钢1.0-3.5mm.而摇把焊接间隙要求为：一般合金钢1.5-3.5mm,镍基等黏性合金钢2.0-4.0mm.摇把内加丝焊接法的坡口间隙可以做到：一般合金钢3.0-4.5mm,镍基等黏性合金钢3.5-5.0mm.详见图1.摇把焊接手法更适合在野外作业的施工工程上使用.

由于“摇把”焊接选用较大的对口间隙及向两边坡口摆动,和传统手法相比未焊透、未融合缺陷大大降低了.常规手工钨极氩弧焊工艺,由于选用较小的坡口间隙,热源处于坡口和焊丝的中间,焊工技能不过关的话通常会出现未焊透缺陷,造成根部返修.

但摇把也是有它的缺陷：因手臂需要摆动,在受限空间不能操作；焊接间隙小于1.5mm双边坡口角度小于550,焊的瓷嘴摆动空间受限,无法焊接.

表1“摇把”与“端把”焊接操作方法对比

手法类型“摇把”焊接“端把”焊接优缺点

支撑点焊的瓷嘴轻轻靠挨焊接坡口焊悬空“摇把”弧长容易控制,对打底技能要求低.并且“摇把”劳动疲劳程度要低些.

手法操作用手腕摆动焊把,更准确的说法应该是滚动（以弧长为直径的圆球）焊把.不摆动或稍摆动“摇把”无需刻意的去熔化焊丝,并且摆动更容易熔化坡口,更容易避免未融合、内咬边.

送丝控制滚动前进控制热源,根据热源用大拇指沿食指指尖方向靠摩擦向前推动焊丝.手随着焊丝一起向电弧燃烧的方向移动“摇把”续丝稳而快,不间断.扩大了Ar的保护圈,减少Ar保护不到而产生氧化现象,更容易保证了焊缝的内部质量.

熔池熔池最高温度点不断变化,氩气保护更合理熔池最高温度基本在焊缝中心“摇把”焊接温度易于控制,焊缝结晶好.特别是不锈钢在850℃～450℃危险温度区域停留时间相对较短.

焊接角度每种焊接位置焊接角度都变化,以管材5G为例焊丝与工件夹角10-150焊与工件夹角70-800以管材5G为例焊丝与工件夹角10-150焊与工件夹角70-800/

焊以450焊为最佳,900焊次之.（与上面矛盾）一般用900焊（与上面矛盾）/

焊缝外观纹路细腻,接近自动焊纹路相对粗糙/

坡口间隙普通情况下间隙比端把大0.5-1.0mm,内加丝情况下,合金钢3.0-4.5mm,镍基等黏性合金钢3.5-5.0mm合金钢1.5-3.5mm,镍基等黏性合金钢2.0-4.0mm/

电流电压差别不大

表2到达高要求焊工所需实践时间对比（公司经验）

手法类型“摇把”焊接“端把”焊接

达到高压管道技能并保证每件产品焊接合格率95%上所需实践时间一般不超过18个月一般需30个月以上

3.“摇把”焊接应用实例

中化三建承建的南京扬子巴斯夫环氧乙烷装置扩建项目对焊工提出非常高的要求.对管道背面余高、咬边都有非常高的要求,不锈钢焊接有颜色要求,要求焊后表面是银白色或金.但国内大部分氩弧焊焊工都用的是传统的“端把”焊接（单一的直线型焊接方法）,焊接过程中焊悬空,无支撑点,靠手与胳膊肘相配合实施焊接.操作强度大.易使人感到疲劳,很难做到焊接熔池摆动均匀、气体保护均匀.我们对所有焊工要求考试合格后上岗,在现场的测试中：大部分焊工不合格的情况为：打底焊背面余高过高、咬边、未熔合、未焊透等缺陷、不锈钢表面颜色不过关.

扬巴工程前期在四个月的预制安装过程中,我们按要求对焊口进行了检验RT,并把每道焊口录入焊接数据库,通过统计数据库信息算得：共抽透焊口1209多道,不合格焊口仅为14个,不合格率1.16%.按片子计算共拍4594张,不合格片子为20张,不合格率0.4%.合格率远高于传统直线型焊接手法,基本杜绝了根部未熔合、坡口未熔合、未焊透等严重缺陷的出现.

在此国内严重缺少优质焊工时期,发表此文,希望各焊工培训机构能推广“摇把”焊接,为对自己技能要求更高的焊工提供一个学习的方向.