在化工、石油化工、电力等工程建设中,工业管道的全手工钨极氩弧焊工艺(以下简称TIG)或TIG打底、手工电弧焊(以下简称SMAW)填充盖面的氩电联焊工艺得到非常广泛的应用。相比管道全SMAW焊,TIG焊工艺具有易于操作、焊接熔池保护效果好,焊缝金属组织致密,焊缝成形美观,无焊渣、探伤合格率高等优点。但TIG焊相比SMAW焊生产成本较高,主要原因在于TIG焊使用了高纯度的氩气作为保护气体,氩气价格昂贵、用量大。
TIG焊机具有氩气自动控制功能,工作原理如下: 如图1中,氩气瓶通过减压阀、氩气流量计和氩气管与TIG焊机氩气进气口相连,再通过一条氩气管将TIG焊机氩气出气口与TIG焊枪相连。工作时,焊工按动焊枪上的控制按钮,启动TIG焊机内的电磁气阀工作,氩气经过电磁气阀进入焊枪。焊接结束后再按动(或松开)控制按钮,电磁气阀截止,TIG焊枪内没有氩气流出,这样氩气使用得到可靠的控制,氩气利用率高。
但专用TIG焊机氩气控制有其局限性和不足。工程建设中存在大量合金钢材料焊接,合金钢材料TIG焊接时需要对焊缝背面进行充氩保护,但专用TIG焊机只有单路氩气控制功能,即只能对焊枪氩气进行控制,对焊缝背面进行充氩保护用氩气则无法进行控制;另外TIG焊机氩气控制功能设在TIG焊机内,TIG焊枪有三根管线与焊机相连,一是焊把线,二是氩气管,三是控制电缆。受焊枪电缆长度限制,TIG焊机适合于焊件离焊机距离较近的位置的焊接,一般作业半径不超过10米。但工程建设管道焊接施工具有远距离、高空多,作业点分散、流动性大等特点,在焊机附近焊接作业反而不多。再加上焊机重量较重,不便于随意搬运,焊机一般在焊机箱或焊机工棚内集中设置。但这样,远距离和高空TIG焊接施工时,必须从TIG焊机上引出一条很长的氩气管和焊接控制电缆通TIG焊枪。由于氩气流程长,存在以下不足:
a、氩气保护滞后,氩气有一定浪费。这是因为按动控制按钮后,高频起弧功能工作,引燃焊接电弧,虽然焊接控制器内电磁阀也同时工作,但氩气到达焊枪需要一定时间,造成氩气保护滞后。起弧处由于氩气保护不好,易产生气孔等缺陷。为了克服氩气保护滞后问题,焊工操作时预先放气一段时间,待氩气纯度达到后再起弧焊接。而这样又造成了不少氩气的浪费。
b、氩气瓶放在焊机附近,离焊接位置远,氩气流量调节很不方便。
c、氩气管过长,氩气管易破损,破损后漏气对焊接质量造成影响,而且造成氩气的浪费。
d、氩气管和控制线很长,增加了焊枪和焊接电缆的重量,使用和回收不方便,而且增加了焊机及控制系统的故障率。