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膜式水冷壁管屏平――仰角MAG焊接工艺研究摘要】本文详细讨论了锅炉膜式水冷壁管屏采用平、仰角同时进行MAG焊接的工艺及规范，并进行了工艺试验，试验结果表明采用该规范焊制的膜式水冷壁产品，成形美观，导热性能符合相关标准要求，对实际生产有一定指导意义。膜式水冷壁(以下简称膜式壁)管屏是锅炉主要受压部件，制造工作量大，周期长，生产工艺复杂，是锅炉制造的薄弱环节之一。目前国内外主要采用埋弧焊和熔化极气体保护焊(GMAW)两种焊接方法焊制锅炉膜式壁管屏。其中埋弧焊工艺焊速较高，但对焊剂处理和保存要求较高，包括焊剂烘干、输送、挥手和去渣等；另外，由于采用单面焊接，焊后产品变形大；生产工序复杂，还需翻身进行反面焊接。而GMAW工艺能双面同时焊接，工件受热均匀，管屏变形小；由于省去翻身焊接和减少了产品焊后变形校正工作量，生产效率高，逐渐被生产企业所重视和接受。但GMAW焊焊缝成形与很多因素有关，如何保证焊缝连续成形且性能达到要求的问题仍困扰着许多生产企业。因此，水文拟结合生产实际，详细讨论并提供采用熔化极气体保护焊方法焊制膜式壁管屏应掌握的正确焊接工艺参数及焊接规范。一、脉冲MAG焊接方法膜式壁管屏通常由钢管加扁钢焊制而成，生产时一般先焊接小单元，然后将小单元用钢管和扁钢连接起来，通过拼排，焊制成较宽管屏。膜式壁管屏小单元结构及焊缝如图1所示。1．MAG焊接方法焊接时应采用直流反接法，即工件接负极，焊枪接正极，此时电弧稳定，飞溅小。焊制膜式壁管屏的管子和扁钢一般为低碳钢，因此宜采用富氩加CO2，两元混合气体作为熔池保护气体即富氩MAG焊方法，氩气比例在85％左右。这样既可避免纯氩MIG焊由阴极斑点漂移引起的电弧小稳定，以及润湿性差、熔深浅、焊缝中间突起、成形差的缺点，又可克服纯CO2焊飞溅大、易出气孔的缺点。2．平、仰焊接特点平角焊缝的MAG焊规范参数调节范围较宽，焊缝成形符合技术要求的难度较小，容易达标，而MAG焊的仰角焊技术难度较大：首先足不易成形，当规范不适合时，液态熔池会下溢，则焊缝断续或焊缝不成形；其次，即使焊缝成形了，但外形尺寸小符合要求，或咬边或焊脚不对称，成形较差。掌握仰角焊接技术是实现MAG焊进行上下双面同时施焊的关键。3．仰角焊的熔滴过渡形式和对焊接电源的要求在低碳钢、低合金钢的富氩混合气体双面MAG焊时，熔滴过渡形式采用射流过渡形式，所谓熔滴的射流过渡形式是在熔滴非射流过渡的基础上，继续增大电流至临界值，弧柱中的电流密度增高的结果，使等离子体自身收缩作用得到加强。电弧等离子流的外界气流由电弧上方高速进入电弧区，其高速的气流，对焊丝末端熔化金属(熔滴)造成压力，在电磁收缩力和气流压力的联合作用下，驱使熔滴以极高的速度脱离丝极而形成射流，脱离的熔滴在等离子气体中必然形成涡流，即熔滴上方所受压力大于下方，熔滴以50倍的重力加速度射向熔池。在高速气流中，焊丝末端形成尖锥状，熔滴呈细微颗粒，沿着丝极轴线方向形成一束射流进入熔池，这时，电弧不稳定性的现象消失，取而代之的是电弧稳定燃烧，如图2所示。熔滴出现射流过渡时，形成了中等及粗熔滴向细熔滴过渡的转变，单位时间内熔滴数量急剧增加，熔滴体积显著减小。等离子区(即电弧芯焰)中有金属蒸汽，电弧刚性较好，电弧稳定燃烧，飞溅小，焊缝成形荚观。与此同时，为保证能连续进行仰角焊接，应采用带有脉冲的MAG焊接方式，要求焊接电源将脉冲电流的大小和时间(脉宽)调节至刚好足够过渡一个小熔滴，然后使电流陡降，以减小向工件连续传递的热量，不致使液态熔池下溢；而在熔池基本固化后，即电流陡增，以便过渡下一个熔滴。焊接电源的这种电特性对仰焊极为重要，也是采用脉冲MAG焊接形式进行膜式壁管屏仰角焊接时，选择焊接电源的基本要求之一。二、膜式壁管屏脉冲MAG焊接规范采用MAG焊的形式进行膜式壁管屏的焊接，成功与否的关键在于焊接规范的合理确定。由于产品的不同，焊接母材和焊材的化学元素，结构尺寸有所不同，同时平焊和仰焊的焊接位置不同，所采用的Ar和CO2混合保护气体的配比有所不同，因而采用的焊接规范亦有所不同。理论计算对焊接规范的确定具有一定的指导...