窄間隙焊接是焊接厚板的一種高效率、高質(zhì)量焊接技術(shù)。其主要特征是采用通常的自動電弧焊方法，對厚大焊件采用I形坡口和小的或中等的線能量進(jìn)行多層焊，具有節(jié)省焊件坡口加工費(fèi)用、提高勞動生產(chǎn)率、改善焊接接頭質(zhì)量、節(jié)約金屬和電能消耗等優(yōu)點(diǎn)。

目前在焊接生產(chǎn)中熔化進(jìn)窄間隙熔化極氬弧焊使用最廣泛，因?yàn)樗哂忻骰　⒉恍枨逶?、生產(chǎn)率高、可對環(huán)縫進(jìn)行連續(xù)焊接等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以焊接碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，也可用于焊接鋁合金。圖3-30為窄間隙焊接接頭與普通焊接接頭坡口示意圖，圖3-31為窄間隙熔化極氬弧焊示意圖。

根據(jù)所選焊絲粗細(xì)和焊接線能量大小可將熔化極窄間隙氬弧焊分為細(xì)焊絲窄間隙焊接和粗焊絲窄間隙焊接兩種。

圖3-30　窄間隙焊接接頭與普通焊接接頭坡口示意圖

圖3-31　窄間隙熔化極氬弧焊

1—焊絲；2—送絲輪；3—導(dǎo)電桿；4—保護(hù)罩；5—電弧；6—焊件；7—焊縫；8—襯墊

一、細(xì)焊絲窄間隙焊接工藝

這種方式采用的焊絲直徑為0.9～1.2mm，坡口間隙為6～9mm。由于電弧功率小，輸入焊件的線能量低，這對于控制熔池與焊縫金屬成分、減小焊縫體積與焊接應(yīng)力變形、改善焊道之間的預(yù)熱與回火作用均較為有利。所以在焊接大厚度高強(qiáng)鋼方面得到應(yīng)用。為了提高生產(chǎn)效率，通常采用雙絲或三絲，焊絲間距為50～300mm，每根焊絲有單獨(dú)的送絲系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和焊接電源。

細(xì)絲窄間隙焊多采用富氬氣體保護(hù)，如Ar+CO₂混合氣體，即采用MAG焊，由于二氧化碳含量過多會增加金屬飛濺，所以一般二氧化碳含量不大于20%，焊接時(shí)應(yīng)合理地選定焊接工藝參數(shù)和保證合適的匹配關(guān)系，以保證獲得穩(wěn)定的電弧和熔滴過渡特性。

在細(xì)絲熔化極窄間隙氬弧焊時(shí)，為了保證兩側(cè)壁熔合良好，通常采用各種工藝措施，以達(dá)到使電弧沿坡口寬度方向擺動或旋轉(zhuǎn)的目的，生產(chǎn)中的工藝方法主要有焊絲變波浪形窄間隙MAG焊、麻花焊絲窄間隙MAG焊、折曲焊絲式窄間隙MAG焊、肘擺式窄間隙MAG焊和高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊。

焊絲變波浪形窄間隙MAG焊（圖3-32）是向坡口寬度方向連續(xù)送入波浪形彎曲焊絲，從而使電弧擺動，再依靠焊接電源、氣體壓力來控制焊道表面形狀；麻花焊絲窄間隙MAG焊（圖3-33）是利用兩根繞在一起的焊絲（麻花焊絲）使電弧進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這樣就可以防止坡口側(cè)面產(chǎn)生為焊透。

折曲焊絲式窄間隙MAG焊（圖3-34）把普通焊絲送進(jìn)相當(dāng)輥輪部位的一對特殊形狀的齒

圖3-32　焊絲變波浪形窄間隙MAG焊

1—焊絲；2—焊槍；3—坡口；4—擺動板；5—送絲輪；6—導(dǎo)電管；7—焊絲進(jìn)口；8—冷卻水；9—后噴嘴；10—導(dǎo)電嘴；11—前噴嘴

輪，這對齒輪不但能使焊絲變成所要求的形狀，并使焊絲成彎曲變形，從而可使焊接電弧向坡口兩側(cè)方向高速擺動，因而使坡口兩側(cè)能夠完全焊透；肘擺式窄間隙MAG焊（圖3-35）是使細(xì)焊絲（φ1mm或φ1.2mm）在送絲過程中“彎曲”，在進(jìn)入焊槍之前按

圖3-33　麻花焊絲窄間隙MAG焊

1—焊道；2—插入式保護(hù)噴嘴；3—導(dǎo)電管；4—麻花焊絲；5—外保護(hù)氣體；6—內(nèi)保護(hù)氣體；7—工件

圖3-34　折曲焊絲式窄間隙MAG焊

1—導(dǎo)電嘴；2—母材；3—輔助氣體保護(hù)噴嘴；4—焊絲；5—成形齒輪

圖3-35　肘擺式窄間隙MAG焊

1—?dú)怏w保護(hù)箱；2—冷卻水；3—導(dǎo)向管；4—環(huán)板；5—電弧擺動電動機(jī)；6—支撐輥輪；7—彎曲輥輪；8—軟導(dǎo)管；9—送絲電動機(jī)；10—焊絲盤；11—保護(hù)氣體；12—焊槍；13—焊絲；14—母材；15—墊板

圖3-36　高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊

1—焊絲；2—軸承座；3—導(dǎo)絲嘴；4—導(dǎo)電嘴；5—旋轉(zhuǎn)電動機(jī)

彎曲的曲率送入環(huán)形機(jī)構(gòu)，再通過噴嘴使焊絲的指向固定，依靠環(huán)形機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動（焊槍不動）來擺動電弧，達(dá)到坡口兩側(cè)或底部角落處被電弧熔化，避免出現(xiàn)未焊透的情況。

高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊（圖3-36）的焊絲從導(dǎo)絲嘴的中心送入，依靠導(dǎo)電嘴的偏心孔使焊絲偏心送進(jìn)。導(dǎo)絲嘴由軸承支持住，并借助一電動機(jī)使其按同一方向高速旋轉(zhuǎn)。因此，焊絲端部的電弧以導(dǎo)電嘴孔的偏心量為半徑在熔池上方旋轉(zhuǎn)。

這些工藝方法的焊接規(guī)范參見表3-10。

表3-10　不同工藝的MAG窄間隙焊的焊接規(guī)范

二、粗焊絲窄間隙焊接工藝

粗焊絲窄間隙熔化極氬弧焊采用焊絲直徑2～4.8mm，坡口間隙通常為10～15mm。由于使用粗焊絲，導(dǎo)電嘴可不伸入到坡口間隙內(nèi)，這樣造成了焊絲外伸長度較長。為了保證焊絲對中并實(shí)現(xiàn)單道多層焊，必須采用能精細(xì)校正焊絲挺直度的校直機(jī)構(gòu)，同時(shí)保持焊絲外伸長度不變。

粗焊絲窄間隙熔化極氬弧焊可采用大電流，從而能進(jìn)一步提高窄間隙焊的生產(chǎn)效率。一般焊接時(shí)也采用富氬氣體，即MAG焊。在采用直流反接時(shí)，焊絲熔化呈噴射過渡，可獲得較大熔深，但焊縫成形系數(shù)小，產(chǎn)生裂紋傾向大，通常采用直流正接或脈沖電流來焊接。直流正接時(shí)焊絲熔化呈細(xì)滴過渡，熔深比直流正接小，產(chǎn)生結(jié)晶裂紋傾向減小。同時(shí)，為避免焊縫出現(xiàn)裂紋，還必須嚴(yán)格控制焊絲化學(xué)成分與焊接工藝參數(shù)。由于這種方式采用焊接電流大，并要受焊絲外伸長度的限制，所以通常只用于在平焊位置焊接厚度小于40mm的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊件。