12.3.2 焊后熱處理

氣體保護金屬極電弧焊（GMAW）有時稱為惰性氣體保護金屬極電弧焊（MIG），它特別適用于要求經(jīng)濟地熔敷大量焊縫金屬的長焊道的焊接。對簡單形狀的結(jié)構(gòu)可進行自動焊接 。經(jīng)常使用GMAW進行長焊道的焊接，隨后用GTAW進行補充以獲得復雜操作中的最佳控制。

設備

GMAW需要專業(yè)設備，包括可變斜率和可變電感控制或具有產(chǎn)生脈沖電弧電流能力的恒壓電源。GMAW應采用直流反極性（DCRP），焊條為正極。GMAW可有三種電弧過渡方式。

短路過渡

這種方式需要單獨的斜率和二次電感控制，適用于焊接厚達約3mm（ 1/8英 寸 ） 的材料。該方式使GMAW的熱輸入最低且特別適用于采用較高熱輸入時有變形危險的薄規(guī)格軋材。它也可用于不規(guī)則位置的焊接。

脈沖電弧過渡

這種方式需要兩個電源提供兩級的輸出功率，由電源轉(zhuǎn)換提供脈沖。在噴射過渡階段金屬過渡量大，而在顆粒狀熔滴過渡階段金屬過渡量少。這種組合具有金屬熔敷速度較高但又限制了熱輸入的優(yōu)點。

噴射過渡

這種方式熔敷速度高，電弧穩(wěn)定，但熱輸入高。一般局限于平焊。采用這種方式進行中等大小焊縫的長、直焊道的焊接是很經(jīng)濟的。

2205 T形法蘭。© Arco Exploration and Production Technology

填充金屬

GMAW使用的自耗電極為連續(xù)焊絲，由自動進料系統(tǒng)通過焊炬供絲。用GMAW法焊接雙相不銹鋼的填充金屬是鎳含量高的“匹配”成分，以達到所期望的焊態(tài)相平衡和性能。保護GMAW保護氣體的選擇略復雜于GTAW，且在很大程度上取決于金屬加工廠是依賴于已購混合氣體，還是具有現(xiàn)場混合氣體能力。GMAW的保護氣體從純氬到氬氣含量為80％并添加氦氣、氮氣和氧氣，添加這些氣體來提高焊接構(gòu)件的可焊性和成品性能。氣流速度取決于過渡方式、過渡速度和焊絲直徑，但對于直徑為1～1.6mm（ 0.035～0.063英 寸 ） 的焊絲，氣流速度一般在12～16l/min（0.4～0.6cfm）。焊接過程中應避免焊絲過度伸出以保持其處于氣體保護狀態(tài)。和GTAW一樣，完好的氣體輸送系統(tǒng)很關(guān)鍵，應采取措施預防保護氣體吸入空氣。由于進行較長焊道的焊接，因此為了保證焊接質(zhì)量，從通風裝置開始進行氣體保護是很重要的。保護氣體或焊縫背面保護氣體不應當使用氫氣，因為雙相不銹鋼中的鐵素體相有可能產(chǎn)生氫脆或氫致開裂。

技術(shù)和參數(shù)

表16匯總了短路電弧過渡和噴射電弧過渡的典型焊接參數(shù)。

表16. 采用短路電弧過渡和噴射電弧過渡方式、不同焊絲尺寸進行雙相不銹鋼氣體保護金屬極電弧焊（GMAW）的典型參數(shù)

就像GTAW焊接雙相不銹鋼一樣，GMAW要求良好且一致的坡口加工、對準和根部鈍邊或間隙。如果可能的話，應避免使用銅墊板，因為雙相不銹鋼對銅造成的表面污染敏感，且銅墊板在某些情況下會導致冷卻過快。

任何在焊接區(qū)以外起弧會產(chǎn)生自熔焊局部焊點，其冷卻速度很快，導致局部高鐵素體含量和耐蝕性的損失。為了避免產(chǎn)生問題，應在焊接接頭本身起弧。任何焊縫區(qū)外的起弧點均應采用精細打磨的方法去除。

應全部采用氣體保護進行定位焊。在根部焊道的起點不應當進行定位焊。為了避免定位焊引起的根部焊道開裂，根部焊道最好采用斷續(xù)焊且磨掉定位焊縫，或在焊接根部前局部修磨定位焊縫。應仔細保持根部間隙寬度以確保根部焊道熱輸入和稀釋的一致。應在焊接填充金屬前研磨根部焊道的起點和終點。應允許工件在各道次間冷卻到150℃以下以使后續(xù)焊道的熱影響區(qū)有足夠時間冷卻。

一般使用的焊絲直徑為1.6、2.4和3.2 mm（1/16，3/32和1/8英寸）。焊絲應清潔、干燥，使用前應保存在有蓋容器內(nèi)。導管應保持清潔干燥。在平焊位置進行焊接效果最佳。焊炬應盡可能保持接近垂直以使吸入保護氣體中的空氣量最少。

阿拉斯加北坡的大直徑雙相不銹鋼管道的機械化焊接。© Arco Exploration and Production Technology

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