JB/T 9185-1999 钨极惰性气体保护焊工艺方法

JB/9185-1999言本标准是对JB/2261-86《钨极情性气体保护焊工艺方法》进行的修订。修订时对原标准做了稍许变动。主要差异为本标准的编写方法按现行的GB/T1.1规定勇确了本标准的范围;删除了原标准中焊接人员职责、焊工培训、安全等方面的条款。本标准自实施之日起代替JB/Z26186。本标准的附录A、附录B都是提示的附录本标准由全国焊接标准化技术委员会提出并归口。本标准负賁起草单位:哈尔滨焊接研究所。本标准主要起草人:涂乃明。本标准于1986年首次发布,本次修订系首次修订。中华人民共和国机械行业标准JB/T9185-1999钨极情性气体保护焊工艺方法代JB/Z261-86Welding procedure specification for gas tungsten arc welding1范本标准规定了实施钨板惰性气体保护焊的基本规则及要求本标准适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铝及镍基合金的钨极情性气体保护焊。2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T985-1988气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB/T4191-1984惰性气体保护焊和等离子焊接、切割用钟钨电极GB/T4842-1995气GB/T4844.4-1995工业氮气GB/T81101995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T9460—1988铜及钢合金焊丝GB/T10858-1989铝及铝合金焊丝YB/T5091-1996惰性气体保护焊接用不锈钢棒及钢丝3换头设计与坡口加工焊缝的坡口形式及尺寸在按GB/T985确定的同时,还应做如下考虑。3.1接头设计在设计接头时,首先要考虑接头的开囗应能允许电弧、纯净的保护气体与填充金属能达到接头底部,以保证良好的可达性。影响接头设计的因素有母材的化学成分、母材的厚度、要求达到的焊缝熔深以及被焊金属的特性(如表面张力、流动性、熔点等)。有五种基本的接头型式(见图1)适用于各种金属,当有特殊要求时,允许采用合理的其它接头型式坡口设计的一般原则如下a)厚度不大于3mm的碳钢、低合金钢、不锈钢铝的对接接头及厚度不大于2.5mm的高镍合金一般不开坡口。b)厚度在3~12mm的上述材料,可开U形、形或J形坡口c)厚度大于12mm的上述材料,采用双面U形或X形坡口更好。d)形接头的坡口角度,碳钢、低合金钢与不锈钢约60°,高镍合金钢为80°。当用交流电流焊接铝时,通常为90°。对大多数金属的典型接头尺寸如图2所示。家机被工业局1999-05-24批准2000-01-01实施4JB/T9185-1999图1五种基本接头型式b8-3~12mm;a=60~90°;≤3mm;p≤2mm)V形坡口6>12mm;a=60990°≤3mm;p≤ammb)X形坡口图2典型接头尺寸f)U形坡囗的单边侧壁夹角,对碳钢、低合金钢及不锈钢为7°~9°,高镍合金约为15°,铝合金约为20°~30f)T形接头的单边坡口角度,不同厚度的黑色金属约为45°,铝合金大到60°。黑色金属的典型坡口尺寸如图3所示。)Ⅴ形b)X形图3黑色金属的典型坡囗尺寸JB/T9185-199945c)单边Ⅴ形d)K形4,5-8R1.5~8)U形f)双U形Rl2.5R12g)J形h)双J形续图33.2坡口加工方法坡口加工最好采用车削加工圆形或环缝坡口,采用铣削或刨削加工纵缝坡口。当切削加工后,应用溶剂洗净切削液注:自动焊的坡口加工精度应比手工焊要求严格。3.3坡冂潸理3.3.1坡口每侧至少20mm范围内均应进行清理。3.3.2坡口面及清理区段的金属表面不得留有诸如油、脂、漆、切削液、标记笔迹、墨水潮气、处理化学剂、机被润滑剂及氧化物等有害异物。3.3.3灰尘、油、脂可用摔发性脱脂剂或无毒溶剂擦洗。油漆和其他不溶于脱脂剂的材料可用三氯甲烷、碱性清洗剂或专用化合物清洗。3.3.4坡口部位一般不得有夹层或其他缺陷。3.3.5应按批准的工艺进行接头定位焊。3.3.6应保持工件的标记,以便于准确地记录4材料4.1母材母材应符合有关标准的规定。有特殊要求时可由设计、制造、使用三方面协商解决。JB/T9185-1999焊前必须清楚母材的化学成分,作为选择填充金属、预热、后热及其它工艺参数的重要依据。当采用正常焊接规范而出现意外映陷(如熔深不足、大量气孔和微裂纹等)时,需注意查清母材或焊接材料中可能存在的未知微量元素4.2保护气体4.2.1保护气体的种类和质量可用氢、或氫氮混合气体作为保护气体在特殊应用场合,可添加氢或氮(各约5%,只限于焊接不锈钢、镍锅合金和镰基合金)。焊接用氫气应符合GB/T4842的规定。氮气应符合GB/T4844.1的规定。4.2.2保护气体的选择保护气体的选择和保护特点参见表1和表2。氢气流量一般为7L/min;氮气流量应高于氫气。表1保护气体的选择厚度采用的保护气体材料手工焊自动燥≤3铝及其合金Ar(交流电高频)Ar(交流电,高颚),He>3Ar-He, He≤3Ar碳Ar>3Ar-He.heArAr, Ar-H2, Ar-He不镖钢>3Ar, Ar-HeAr-He≤3Ar, He, Ar-He镍合金>3Ar-HeAr, HeAr, Ar-HeAr, Ar-He例He,AHe, ArArAr Ar-He钛及其合金>3Ar Ar-HeArBe注Ar-He含有75%He;Ar-H2含有15%H表2保护气体的保护特点金属|焊接类型保护气体特点引弧性净化作用、焊袋质量都较好,气体耗量低手工焊氨-可提高焊接速度铝和镁氫-氮焊质量较好,流量比纯复时的低自动焊氮(直流正接与氨-氮相比,熔深大,焊速高JB/T9185-1999表2(完)金焊接类型保护气体特点点焊可延长电极寿命,焊点轮席较好,引弧容易,比氮的量低礅手工焊容易控制熔池,特别在全位量焊接时自动焊氢一氧比氲的焊意高手工焊焊喜件(≤2mm)时可控制熔深焊薄件时可很好地控制熔深红-氮热輸入较高,对较厚件焊速可能高些不销自动惧"2不多于35%)防止咬边在低电流下能焊出需要的焊辘成形要求的流量低氢氲·氢-高遠焊管作业中的最佬选择可提供最高的热输入与最深的熔深容易控制薄件熔池、熔深与焊道成形燥与氫-氢高的热输入,以补偿大厚度的导热性合金焊大厚度金属时热轴人最大钛氦氩氦氢低流量能降低素流与空气对焊缝的污染,改善热影区性能大厚度手工焊时熔深较大(背面需加保护气体,以保护背焊缝不受污染)硅背钥减少这种“热脆”金属的裂纹倾向膏例母材的熔深较浅4.3钨极4.3.1钨极的种类纯钨极;b)钍钨极(含氧化钍);c)钨极〔含氧化锢)d)钨极(含氧化锆);e)铈钨极(含氧化铈)应符合GB/T4191的规定4.3.2钨极载流量钨极藏流量的大小,主要受钨极直径的影响。表3列出按电极直径推荐的电流范圈。焊接电流不得超过钨极产品说明书规定的载流量上限。表3按电极直径推荐的电流范围A直流电极直径交流电极为负(-)电极为正(+)纯钨加入氧化物的钨纯钨加入氧化物的钨纯钨加入氧化物的钩0.52~202~202~152~15l,010~7510~7515~5515~701.640~13060~15010~2010~2045~9060~1252.075~180100~20015~2515~2565~12585~160449JB/T9185-1999表3(完)直电极直径交流电极为负(电极为正(+)mm纯钨加人氧化物的钨纯钨加入氧化物的钨纯钨加入氧化物的锦130~230170~25017~3017~3080~140120~2103,2160~310225~33020~3520~35150~190150~2504.275~450350~48035~5035~5080~260240~3505.0400~625500~67550~7050~70240~350330~4606.3550~675650~95065-10065~100300~450430~5758.0650~830104.3.3钨极端头几何形状及加工常用的钨极端头形状如图4所示。小电流大电流交流电流图4常用的钨极端头形状钨极应采用专用的硬磨料精磨砂轮磨削,应保持钨极几何形状的均一性。在磨削钍、铈钨极时,应采用密封式或抽风式砂轮磨削。磨削完毕,工人应洗净手脸。4.4填充金属钨极惰性气体保护焊采用的填充金属,一般可与母材的化学成分相近。不过,从耐腐蚀性强度及表面形状考虑,填充金属的成分也可不同于母材。选用的填充金属应符合以下相应规定a)碳钢及低合金钢焊丝应符合GBB/T8110的规定;b)不锈钢焊丝应符合YB/T5091的规定;c)铜及铜合金焊丝应符合GB/T960的规定;d)铝及铝合金焊丝应符合GB/T10858的规定;e)在没有相应标准时,可由供需双方商定填充金属应保存在清洁干燥的仓库内5主要爆接工艺参数选择原则当上述各项材料确定之后,应通过工艺试验和工艺评定来确定工艺参数焊接工艺参数可参见附录A(提示的附录)和附录B(提示的附录)中的各项内容。5.1引弧方汰根据生产条件和要求,可选择下列方法引弧a)短路引弧,需加引弧板;450JB/T91851999b)高频引弧:借助于高频发生器。对于手工焊和自动焊,使用直流电或交流电时均可采用;c)脉冲引弧:在钨极与工件之间瞬间加一高电压造成电离;d)诱导引弧:用于点焊。5.2焊接电流焊接电流有三种,各种电流的适用范围如下:a)交流电流:焊接铝、镁及其合金,焊接带氧化膜的铜;b)直流电流;正极性直流电流可以焊接几乎所有的黑色金属。反极性直流电流采用很少;c)程序电流(电流脉冲技术):可以控制和改善焊根和焊道成型、改善熔深和晶粒尺寸及特殊位量的焊接。5.3电弧电压电弧电压指钨极尖端到工件之间的电压降,其大小主要受焊接电流的种类以及所用的保护气体的影响。在相同的电弧间隙下,氮比氩能产生更大的压降。两者约差4V。因此,采用氮气保护可获得更深的熔深。电极端头的几何形状也影响电弧电压的大小。在钨极尖端到工件距离相同的条件下,较尖的锥形电极的电弧电压要高些。可根据具体产品及电源型式任选电弧电压的控制方法,但应控制电弧电压保持相对的稳定。5.4焊接速度电弧穿透深度通常与焊接速度成反比。金属的导热性、构件的厚度和尺寸是控制焊接速度的主要考虑因素。改变焊接速度的目的是保持恒定电弧穿透力所要求的恒定热量。焊接速度一般应遵循以下原则a)在焊接铝等高导热率金属时,为了减少变形,应采用比母材导热速度快的焊接速度;b)焊接有热裂倾向的合金,不能采用高速焊接;c)焊缝熔池的尺寸直接受焊速影响,当在非平焊位置时,只能是较小的熔池,应适当提高焊接速度d)焊接电流脉冲控制技术的发展,在低导热率的金属(如钛)和固定管子及厚壁管子的焊接时,对接头熔池的控制十分有利。5.5送丝方式根据生产条件分以下三种:a)焊工手送;b)送丝机自动送进;c)焊前预置填充金属。6质量检验钨极惰性气体保护焊缝表面一般不经修整,可直接进行检验a)目测检查,应检查所有影响质量的因素,如坡口加工、坡囗清理和装配以及整个焊缝表面可看到的情况,焊缝尺寸、熔深、表面气孔、咬边与裂纹等;b)常用的其他检验方法为渗液法、磁粉法、超声波法、涡流法与射线法,选用方法取决于对产品质量水平的要求c)检验规程必须有检验工艺与验收标准,以保证产品质量451JB/T9185-1999附录(提示的附录)推荐的不锈钢爆擻工艺参数材料厚度m1.6~3.0>3.0~6.0>6.0~12接头设计直边对接v形坡口X形坡口50~9070~120100~150极性直流正极性电弧电压12焊接度按技术要求电键种类钍钨极电養尺计2.5填充金属种类I8-8型填充全属尺寸1.6~2.52.5~3.2保护气体气体漉量drm /mtn8~1210~14背面气体流量dm/min2~4喷嘴尺寸I量L8~1010~12喷嘴至工件距离mm≤12热温度(最骶)℃15层温度C250焊后熟处理无焊接位量平横立仰452JB/T9185-1999附录B(提示的附录)推荐的磯網爆接工艺参效材料厚度1.5~3.0>3.0~6.0>6.0~12接头设计直边对接V形坡口电流50~10070~12090~150极性直流正极性电弧电压12焊接速度按技术要求极种类钍钨极电极尺寸nim2.4填充金属种类按技术要求填充金属尺寸1.6~2.52.5~3.2保护气体保护气体流量dm/min8~1210~14背面保护气体流量dm3/min武嘴尺寸mm8~1010~12嗽嘴至工件距离mm预热度(最低)15层间温度〔最高)250焊后热处无焊接位置平横立仰453