钨极氩弧焊的焊接安全

钨极氩弧焊的焊接安全（通用3篇）

钨极氩弧焊的焊接安全 篇1

一、氩弧焊的有害因素

氩弧焊影响人体的有害因素有三方面：

（1）放射性 钍钨极中的钍是放射性元素，但钨极氩弧焊时钍钨极的放射剂量很小，在允许范围之内，危害不大。如果放射性气体或微粒进入人体做为内放射源，则会严重影响身体健康。

（2）高频电磁场 采用高频引弧时，产生的高频电磁场强度在60～110V/m之间，超过参考卫生标准（20V/m）数倍。但由于时间很短，对人体影响不大。如果频繁起弧，或者把高频振荡器做为稳弧装置在焊接过程中持续使用，则高频电磁场可成为有害因素之一。

（3）有害气体——臭氧和氮氧化物 氩弧焊时，弧柱温度高。紫外线辐射强度远大于一般电弧焊，因此在焊接过程中会产生大量的臭氧和氧氮化物；尤其臭氧其浓度远远超出参考卫生标准。如不采取有效通风措施，这些气体对人体健康影响很大，是氩弧焊最主要的有害因素。

二、安全防护措施

（1）通风措施 氩弧焊工作现场要有良好的通风装置，以排出有害气体及烟尘。除厂房通风外，可在焊接工作量大，焊机集中的地方，安装几台轴流风机向外排风。

此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机等。

（2）防护射线措施 尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。

（3）防护高频的措施

为了防备和削弱高频电磁场的影响，采取的措施有：1）工件良好接地，焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽；2）适当降低频率；3）尽量不要使用高频振荡器做为稳弧装置，减小高频电作用时间。

（4）其它个人防护措施

氩弧焊时，由于臭氧和紫外线作用强烈，宜穿戴非棉布工作服（如耐酸呢、柞丝绸等）。在容器内焊接又不能采用局部通风的情况下，可以采用送风式头盔、送风口罩或防毒口罩等个人防护措施。

钨极氩弧焊的焊接安全 篇2

工业纯钛的特点是强度不高, 但塑性好, 易于加工成型, 冲压、焊接、可切割加工性能良好, 在大气、海水、湿氯气及氧化, 中性, 弱还原性介质中具有良好的耐蚀性, 抗氧化性优于大多数奥氏体不锈钢, 但耐热性较差, 使用温度不高, 在工业结构中, 常用的纯钛是TA2因其耐蚀性能和综合力学能适中, 而在工业结构中广泛使用。实际上多用于350摄氏度以下的工作条件, 根据钛合金退火状态的室温组织, 可将钛合金分为三种类型:α型钛合金, (α+β) 型钛合金及β型钛合金, α型钛合金中, 应用较多的是TA1系列和TA2系列 (JB4745钛制压力容器) β型钛合金在我国的应用量较少, 适用范围有待进一步扩大。工业纯钛TA1.TA2系列主要用作, 船舶用耐海水腐蚀管道, 阀门, 泵, 海水淡化系统零部件, 化工上的热交换器, 泵体蒸馏塔, 冷却器搅拌器等, 在医药, 石化等机械广泛使用中和我们的生活息息相关, 以TA2为例, TA2的钛含量、氧含量为0.008%, 氢含量为0.0009%, 氮含量为0.0062%时, 具有很好的低温韧性和高的低温强度可用作-259摄氏度以下的低温结构材料, TA2在室温的抗拉强度不低于480MPA。

1 二钛及钛合金的焊接性

在常温下, 钛及钛合金的是比较稳定的, 但是实验证明, 钛材在高温下对氧, 氮, 氢和碳等有很强的亲和力, 在焊接过程中, 液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢氧氮的作用, 而且在固态下, 这些气体已与其发生作用, 随着温度的升高, 钛及钛合金的吸收氢氧氮的能力也随之明显上升, 大约在250摄氏度左右开始吸收氢, 在300摄氏度以上快速吸氢, 氢是气体杂质中对钛的机械性能影响比较严重的因素, 焊缝中氢含量对焊缝冲击性能影响最为显著主要原因随着焊缝含氢量增加, 焊缝中析出的片状或针状TIH2增加, TIH2强度很低, 片状或针状的TIH2的作用例为缺口, 冲击性能显著降低, 焊缝含氢量变化对强度的提高及塑性的降低的作用不很明显, 在此时焊缝区及热影响区的钛及钛合金的焊接颜色为金黄色。在540摄氏度以上生成不致密氧化膜。600摄氏度以上快速吸氧, 氧在钛的α相和β相中都有较高的溶解度, 并能形成间隙深相, 使用全钛的晶伤中严重扭曲, 从而提高钛及钛合金的硬度和强度, 使塑性显著降低。为了保证焊接接头的性能, 除了在焊接过程中严防焊缝及焊接热影响区发生氧化外, 同时还应限制基本金属及焊丝中的含氧量, 此时的焊缝区及热影响区的表面颜色为蓝色或紫色。700摄氏度以上快速吸氮, 钛在700摄氏度以上的高温下, 氮和钛发生作用, 形成TIN而且氮与钛形成间隙固溶体时所引起的晶格歪挪程度比适量的氧引起的后果更严重, 因此氮对提高工业纯钛焊缝的抗拉强度, 硬度降低焊缝的塑性性能比氧更为显著。此时焊缝区及热影响区的表面颜色为灰色或暗灰色。空气中含有大量的氧和氮, 钛材的焊接必须在氩气保护下进行, 在钛材的焊接中不能使用普通的氩气, 如焊接碳素钢, 低合金钢或不锈钢的99.9%的氩气, 因为在含量99.9%的氩气中有0.1%的其他气体杂质, 它们主要是氧氮氢等, 在焊接电弧的高温作用下可以和钛及钛合金的金属结合, 从而降低钛材的机械性能和抗腐蚀性能。所以钛材的焊接中要使用高纯度氩气99.99%以减少因氩气纯度低而降低钛材机械性能和抗腐蚀性能并符合GB/T4842的规定也可以用氦气。

碳的影响, 碳也是钛及钛合金中常见的杂质, 试验表明当碳含量为0.13%时碳因为深在α钛中, 焊缝强度极限有些提高, 塑性有些下降, 但不及氧氮的作用强烈, 但是当进一步提高焊缝含碳量时, 焊缝却出现网状TIC, 其数量随碳含量增高而增多, 使焊缝塑性急剧下降, 在焊接应力作用下出现裂纹, 因此, 钛及钛合金母材的含碳量不大于0, 1%焊缝含碳量不超过母材含碳量。其他杂质元素的沾污也会引起脆化现象。

钛材是一种活性元素, 特别是在焊接高温下容易吸收氮、氢、氧, 从而使焊缝的硬度、强度增加, 塑性韧性减低, 引起脆化, 碳也会与钛形成硬而脆的TIC, 易引起裂纹。钛材的焊接应在空气洁净, 无尘无烟的环境下进行, 因钛和钢等许多金属不能熔焊, 钛在熔焊中严禁混入钢铁和其它金属, 同时也要注意空气中铁离子含量, 避免铁离子污染, 在钛材的打磨和清理中应采用不锈钢丝刷和碳化硅砂轮, 用丙酮或酒精进行焊前清理。

在多年的生产加工中体会到焊接时由于钛的导热系数小, 熔点较高, 高温停留时间长冷却速度慢, 焊接时容易出现热量集中, 高温停留时间长, 而导致熔合区晶粒粗大, 降低接头综合性能, 若采用加速冷却又易产生针状α组织, 也会使塑性降低。

钛及钛合金的焊接时, 焊接接头产生热裂纹的几率极小, 这是因为钛及钛合金中的S, P, C等杂质含量很少, 有S, P形成的低熔点共晶不易出现在晶界上, 产生有效结晶温度区间窄, 钛及钛合金凝固时收缩量小, 焊缝金属不会产生热裂纹, 只有在焊丝或母材质量有问题时才可能产生裂纹, 由氢引起的冷裂纹才是钛及钛合金焊接时应注意和防止的, 冷裂纹其特征是裂纹产生在焊后数小时甚至更长时间称为延迟裂纹。这种裂纹与焊接过程中氢原子的扩散有关, 钛及钛合金发生在焊缝区, 裂纹走向沿晶或穿晶, 焊接过程中氢由高温熔池向较低温的热影响区扩散, 氢含量的提高使该区析出TIH2量增加, 增大热影响区脆性, 实验证明接头含氢量越高则裂纹的裂纹的敏感性越大, 另外由于氢化物析出时体积膨胀引起较大的组织应力, 再加上氢原子向该区的高应力部位扩散及聚集, 以致形成裂纹。防止产生延迟裂纹的办法, 主要是减少焊接接头氢的来源, 氢的主要来源是焊接材料中的水分, 焊件坡口处的油污及环境。

钛及钛合金焊接时, 焊接气孔是经常碰到的问题, 形成气孔的根本原因是由于氢影响的结果, 焊缝金属形成气孔主要影响到接头的疲劳强度。防止产生气孔的主要方法有: (1) 彻底清除焊件表面, 焊丝表面的氧化皮, 油污等有机物的存在。 (2) 要保证施焊, 即保护氩气的纯度, 氩气的纯度应不低于99.99% (3) 保证施焊过程中氩气对焊缝的, 焊接区及热影响区良好的气体保护效果。 (4) 正确选择焊接工艺参数增加深池停留时间, 使氢原子气泡逸出, 可以有效的减少气孔的产生。

钛及钛合金的焊接场地应为独立区域。若在铁材作业车间内, 应分割成一个独立的, 封闭的钛材焊接间, 在钛材的焊接环境下要注意以下情况应禁止应禁止施焊当风速大于1.5m/s, 相对湿度>80%以上两种情况是指以电弧为中心的一米范围内, 当焊件温度低于5摄氏度时, 可以对焊件进行预热, 预热宽度应为始焊处100mm范围内预热到15摄氏度以上, 而在有雨雪时 (室外作业时) 注意防雨雪措施。

2 钛材的焊丝与焊接设备

焊丝 (包括填充丝) 应使正常焊接工艺下的焊缝焊后状态的抗拉强度不低于母材退火状态的标准下限值, 焊缝焊后状态的塑性和耐蚀性能不低于退火状态的母材或母材相当, 所以焊丝的氮、氧、碳氢、铁等杂质元素的标准含量上限值应低于母材杂质元素的标准含量上限值, 国内有些制造厂从母材钛板上裁条作为焊丝, 这样使得钛焊缝塑性和韧性比母材低得多, 到使钛设备的焊缝开裂成了钛制设备的主要失效形式, 钛制设备的机械性能降低 (拉神、弯曲) 。焊丝应保持清洁干燥, 施焊前应去除端部以被氧化的部分, 焊丝表面如果有氧化应进行化学清洗。钨极氩弧焊时推荐采用铈钨电极也可采用其他钨极。焊接前应对焊接坡口及其两侧各25mm, 范围内进行表面清理, 去除油污、氧化物、水分、有机杂质等, 施焊前用丙酮或乙醇清洗脱脂。如清洗后4h未焊, 焊前应重新清洗。

3 焊接要点及注意事项

在手工钨极氩弧焊时 (以平板对接为例) 我们所使用的焊接电流种类为直流正接, 它的熔深深, 熔宽窄的特点, 在两极热量比例中, 工件70%而钨极30%的热量, 因没有阴极清理作用所以我们要在焊接前认真做好焊前的每一项工作。平焊是最容易焊接的焊接位置, 首先要进行定位焊, 在钛焊的定位焊时 (定位焊的长度30~50mm) 焊接完成后焊枪和焊丝不要离开焊件, 焊件在焊枪的滞后停气时有1~2min的送气时间可对定位焊的焊缝进行隔离空气和对高温金属的冷却, 在定位焊完成后进行封底焊接, 焊接时应减少焊枪角度, 使电弧热量集中在焊丝上, 采取较小的焊接电流, 加快焊接速度和送丝速度, 避免焊缝下凹和烧穿, 在焊接过程中密切注意焊接工艺参数的变化及相关系数, 随时调整焊接速度和焊枪角度, 保证背面焊缝成形良好, 在焊接的同时也要注意焊枪后面的惰性气体保护拖罩, 和焊件背面的惰性气体保护拖罩, 保护拖罩可用1.5mm的铜板做成长120mm宽80mm高50mm的长方κα体见图1。

图中φ6为1.5mm厚的铜管, 在铜管上钻8个等距的φ1的孔用来能够匀速出气。

在正面焊接时, 正面保护焊时保护拖罩离焊枪的距离以8~12mm为益, 过远焊缝的保护的保护效果不好, 容易产生紫色或灰色, 降低焊缝金属的抵抗腐蚀的能力, 过进不利于焊枪的操作, 而产生焊接缺陷。在焊接同时也要注意焊缝的背面保护, 为能使焊缝背面保护的更好背面的保护拖罩比正面的保护的保护拖罩长30~40mm, 保护罩的前端在焊接电弧前10~20mm从而使整个焊缝在焊接过程中全部在氩弧的保护下, 已得到性能优良的焊缝的焊缝组织。平焊时焊枪与填丝及焊件的位置见图2。

在图中焊枪与拖罩正面平行, 焊枪与工件成70~80度角, 焊丝与工件成20~30度夹角。

钨极氩弧焊的焊接安全 篇3

摘 要：在当前诸多领域，焊接是一项十分重要的工序，而氩弧焊是其中一种重要的方式。通过对氩气特性的利用，从焊枪喷嘴将挺度、流动状态良好的氩气喷出，从而在电弧周围形成一层惰性气体保护层，阻隔空气与焊丝端头、金属熔池之间的接触，避免外界空气对焊接的影响。采用手工钨极氩弧焊对铝及铝合金进行焊接，能够取得较为理想的焊接效果。但是在实际焊接当中，可能会出现焊缝气孔的问题，因而需要对这一问题加以注意。

关键词：手工钨极氩弧焊；铝及铝合金；焊缝气孔

在当前社会当中，焊接是一种十分重要的操作工序，在很多构件的连接过程中都需要通过焊接进行连接，从而满足相应生产建设的需求。氩弧焊是一种主要的焊接方式，但在对铝及铝合金进行焊接的过程中会出现很多缺陷，例如产生焊缝气孔等问题。有气孔存在于焊缝，会对金属焊缝的致密性等产生不良的影响。气孔在焊缝金属中成链状的状态，并且较为密集，将会造成材质疏松、焊缝金属裂纹等问题，从而使材料的力学性能受到极大的影响，耐腐蚀性也大大降低。

一、手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔产生的原因

在手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金的过程中，木材、焊丝、工件、气体等吸附的水分会存在氢的成分。在焊缝当中，氢和水形成一定的比例，会转入到焊缝当中，在靠近焊缝的位置，母材中的氢会基于扩散作用，在融合线、焊缝金属等位置就会有气孔产生。铝镁合金熔点比较低，在氩弧焊焊接加热的过程中，如果达到了500摄氏度，在热影响区域当中，镁铝合金成分将会转变为熔融状态，并且会由十分强烈的氧化反应发生，因此在水分的作用之下，会生成氧化镁、氧化铝、氢气等成分。如果熔融之后的凝固速度过快，生成的氢气无法及时逸出，就会在焊接件中产生气孔。洗涤之后，焊丝和材料中有残留物存在，或是在喷嘴、工件之间存在着较大的距离，也会在不同的程度上产生气孔。

在安装现场，水平固定的仰焊缝、垂直固定的横焊缝在进行焊接的过程中，也会有较大的可能性产生气孔，并且较难避免。发生这种情况的主要原因在于，在对垂直固定的横焊缝进行焊接的过程中，氩气的重量要比空气重。在0摄氏度、一个大气压的条件下，空气的重量约为每立方米1.2929千克，而相同条件下氩气的重量能够达到空气重量的1.4倍。氩气保护层是一种柔性保护层，因此在进行焊接的时候，氩气保护层可能会向熔池下部下沉，使得下部熔池能够得到较为良好的氩气保护层保护。但是在熔池上部的边缘位置，保护层可能会发生薄弱、偏离等情况，这样在熔池上部边缘的位置就容易受到空气的侵蚀，因而在融合线、横焊缝等位置上，链状气孔、断续气孔等问题也比较容易发生。

在水平固定的仰焊缝焊接过程中，氩气比空气重，因此在仰缝部位，氩气形成的保护层往往不具有足够的挺度，容易发生气体流层倒流的情况。同时，在仰焊位置上，焊工的操作难度较大，在喷嘴和工件之间可能会由于操作原因导致距离不稳定，因而整个熔池的氩气保护层难以完全覆盖，导致空气入侵出现气孔的现象。

二、手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔的避免方法

为了有效地避免手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔的产生，铝及铝合金的焊接应采用的氩气要达到99.99%的纯度。如果是对重要的工件进行焊接，工人应注意焊接环境，要在80%以下的环境湿度、晴朗的天气中进行焊接操作。如果焊件的厚度较大，焊接之前要采用100摄氏度到150摄氏度的温度进行预热，从而将焊件坡口内测的水分进行有效清除，使工件的焊接速度、原始温度得到提升，同时降低熔池冷却速度，对于气体逸出较为有利。

焊接过程中应当保持较快的速度将液体状态的熔池时间进行缩短，在结晶之前降低熔池的气体含量，从而降低产生气孔的概率。焊接当中应当保持较大的焊接电流，并将热输入量加以提升，使融化金属的速度得到降低，确保气体更好地逸出。铝镁合金的焊接应当采用较快的焊接速度和较大的焊接电流，使热影响区的宽度降低，避免在该区域中出现气孔。在安装现场，工人若发现有横缝和立缝焊接的情况，除了使用上述方法以外，在焊接施工条件允许的情况下，应当尽量对双面双人焊接方式进行选择和应用，这样能够利用氩气保护层更好地对焊缝熔池内外提供保护，避免发生气孔。

三、结论

焊接作为当前诸多工业领域中一项十分重要的技术，发挥着至关重要的作用。目前，手工钨极氩弧焊作为一种常用的焊接技术，尤其是在焊接铝及铝合金的过程中应用更为广泛。而在实际焊接过程中很容易产生气孔，影响焊接件的质量，因此要采取有效的措施，对气孔的产生加以避免，确保焊接质量。

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