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海洋管道焊接工艺方法

Oct 29,2026

熔化极惰性气体保护焊工艺

熔化极惰性气体保护焊一般是采用氩气或氩气和氦气的混合气体作为保护进行焊接的。所以熔化极惰性气体保护焊通常指的是熔化极氩弧焊。

一、熔化极氩弧焊的原理、特点及熔滴过渡形式

（1）熔化极氩弧焊的原理　熔化极氩弧焊采用焊丝作电极，在氩气保护下，电弧在焊丝与焊件之间燃烧。焊丝连续送给并不断熔化，而熔化的熔滴也不断向熔池过渡，与液态的焊件金属熔合，经冷却凝固后形成焊缝。熔化极氩弧焊按其操作方式有熔化极半自动氩弧焊和熔化极自动氩弧焊两种。

（2）熔化极氩弧焊的特点　熔化极氩弧焊与CO2气体保护焊、钨极氩弧焊相比有以下特点：焊缝质量高、焊接范围很广、焊接效率高和焊接成本相对较高等。

（3）熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式　当采用短路过渡或颗粒状过渡焊接时，由于飞溅较严重，电弧复燃困难，焊件金属熔化不良，容易产生焊缝缺陷，所以熔化极氩弧焊一般不采用短路过渡或滴状过渡形式而多采用喷射过渡的形式。

二、熔化极惰性气体保护焊工艺

熔化极氩弧焊的主要焊接工艺参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、氩气流量等。熔化极氩弧焊采用直流反接，因为直流反接易实现喷射过渡，飞溅少，并且还可发挥“阴极破碎”作用。熔化极半自动氩弧焊焊接工艺参数见下表。

熔化极半自动氩弧焊焊接工艺参数

熔化极混合气体保护焊工艺

由两种或两种以上气体按一定比例组成混合气体作为保护气体的熔化极气体保护电弧焊，就称为熔化极混合气体保护焊。目前采用的混合气体大部分是Ar+CO2、Ar+O2、Ar+CO2+O2三种，下面就以此为例进行介绍。

一、熔化极混合气体保护焊的特点

（1）与纯氩气保护焊相比

①熔化极混合气体保护焊的熔池、熔滴温度比纯氩弧焊高，电流密度大，所以熔深大，焊缝厚度大，并且焊丝熔化速度快，熔敷效率高，有利于提高焊接生产率。

②由于具有一定的氧化性，克服了纯氩保护时表面张力大、液态金属黏稠、易咬边及斑点漂移等问题。同时改善了焊缝成形，由纯氩的指状（蘑菇）熔深成形变为深圆弧状成形，接头的力学性能好。

③由于加入一定量的较便宜的CO2气体，降低了焊接成本，但CO2的加入提高了产生喷射过渡的临界电流，引起熔滴和熔池金属的氧化及合金元素的烧损。

（2）与纯CO2气体保护焊相比

①由于电弧温度高，易形成喷射过渡，故电弧燃烧稳定，飞溅减小，熔敷系数提高，节省焊接材料，焊接生产率提高。

②由于大部分气体为惰性的氩气，对熔池的保护性能较好，焊缝气孔产生概率下降，力学性能有所提高。

③与纯CO2焊相比，焊缝成形好，焊缝平缓，焊波细密、均匀美观，但经济方面不如CO2焊，成本较CO2焊高。

二、熔化极混合气体保护焊的焊接工艺参数

正确选择焊接工艺参数是获得高生产率和高质量焊缝的先决条件。熔化极混合气体保护焊的焊接工艺参数主要有焊丝的选择、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源种类极性等。

（1）焊丝的选择　熔化极混合气体保护焊时，由于保护气体有一定氧化性，必须使用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。焊接低碳、低合金钢时常选用ER50-3、ER5O-6、ER49-1焊丝。焊丝直径的选择与CO2气体保护焊相同，在使用半自动焊焊接时，常使用1.5mm以下直径的焊丝施焊。当采用直径大于2mm的焊丝时，一般均采用自动焊。

（2）焊接电流　焊接电流是熔化极混合气体保护焊的重要工艺参数，焊接电流的大小应根据工件的厚度、坡口形状、所采用的焊丝直径以及所需要的熔摘过渡形式来选择。下表列举了富氩混合气体保护焊平焊操作时的焊接电流值。焊接电流的选择除参照有关经验数据外还可通过工艺评定试验得出的焊接电流值进行调节。

熔化极混合气体保护焊焊接工艺参数

（3）电弧电压　电弧电压也是焊接工艺参数中的关键参数之一。电弧电压的高低决定了电弧长短与熔滴的过渡形式。只有当电弧电压与焊接电流合理匹配，才能获得稳定的焊接过程。当电流与电弧电压匹配良好时，电弧稳定、飞溅少、声音柔和，焊缝熔合情况良好。下表列举了富氩混合气体保护焊平焊操作时的电弧电压值。其他位置操作时，其电弧电压和焊接电流的选择可按照平焊位量进行适当衰减调整。

（4）焊丝伸出长度　焊丝伸出长度与CO2气体保护焊基本相同，一般为焊丝直径的10倍左右。

（5）气体流量　气体流量也是一个重要的参数。流量太小，起不到保护作用；流量太大，由于紊流的产生、保护效果亦不好，而且气体消耗太大，成本升高。一般对1.2mm以下焊丝半自动焊时，流量为15L/min左右。

（6）焊接速度　半自动焊焊接速度全靠施焊者自行确定。因为焊速过快，可能产生很多缺陷，如未焊透、熔合情况不佳、焊道太薄、保护效果差、产生气孔等。但焊速太慢则又可能产生焊缝过热甚至烧穿、成形不良、生产率太低等。因此，焊接速度的确定应由操作者在综合考虑板厚、电弧电压及焊接电流、层次、坡口形状及大小、熔合情况和施焊位置等因素来确定并调整。

（7）电源种类极性　熔化极混合气体保护焊与CO2气体保护焊一样，为了减小飞溅，一般均采用直流反极性焊接，即焊件接负极，焊枪接正极。下表列举了实际中熔化极混合气体保护焊操作时的焊接工艺参数值。