轨道焊接培训：新兴焊接劳动力的工具

轨道焊接培训：新兴焊接劳动力的工具

杰森·米勒，焊接

寻找熟练的焊工变得越来越困难，而且在不久的将来只会变得更加困难。据美国焊接协会 (AWS) 称，现有焊工劳动力中有一半以上即将退休；焊工的平均年龄为 55 岁。到 2020 年，全国可能短缺 291,000 名焊工。

解决这种短缺的一种方法是通过自动化系统，它可以用更少的人生产更多的工作。自 1960 年代推出以来，自动轨道气体钨极电弧焊 (GTAW) 在各种行业中广受欢迎，在这些行业中，最大泄漏完整性、高性能或超清洁度至关重要。自动轨道焊接系统提高了操作员进行受控、可重复、高质量和有据可查的焊接的能力。 GTAW 的关键优势在于其对热输入的精确控制，使轨道焊接成为连接薄规格金属和在热敏元件附近进行焊接的首选工艺之一。

然而，自动轨道焊接并没有减少对受过良好教育和训练有素的焊接劳动力的需求。自动机器并不否定对人类专业知识的需求。可以说，自动化需要更多的培训，而不是更少。焊接操作员仍必须掌握所有最基本的行业知识：材料成分、冶金、设置、吹扫（背衬）和保护气体、功率和电压、焊池动力学、电极尺寸和尖端配置。但是，他们还必须了解自动焊接系统的运行方式、对不同输入的反应以及材料供应商需要哪些文件。

轨道焊接培训注意事项

市场为自动 GTAW 机器的操作员提供一系列培训计划。有些课程短至两天，而其他课程则长达一周。虽然冗长的培训计划可能会中断运营，但长期的好处远远超过暂时的不利因素。

选择程序时，请寻找技术特异性和细节，以及动手学习的机会。查看培训材料并评估其质量，以确保它们对您团队的特定需求有用。例如，高质量的轨道焊接培训计划将对您的焊工操作员进行培训，以了解被焊接的两种金属的材料成分不同的情况。

讲师的专业水平与培训计划的内容同样重要。寻找由认证焊接讲师教授的课程并进行研究。单一的不良焊接可能会导致有害的材料损失——您的组织所花费的成本超过了质量培训计划。

学生应该了解自动焊接的目标是在每个焊接循环中产生准确且可重复的焊接电流水平。良好的培训计划解释了轨道焊接技术的过程——包括操作原理、优势、局限性、问题和变量。为了让学员准备好在工作中需要掌握的设备，讲师应该深入了解电源。

了解轨道焊接过程中的气体

保护气体

在评估轨道焊接培训计划时，请查看专门用于保护气体的指导量和吹扫的重要性。学员应了解保护气体如何保护焊条和熔融焊缝金属免受大气污染。 GTAW 中用于屏蔽的最常见气体是氩气、氦气和两者的混合物——通常用于特殊应用。

焊工必须知道氦气与氩气的首选比例。影响屏蔽效果的主要因素是气体密度。氩气的密度比空气高 1.33，可有效覆盖焊接区域并置换大气。氦气的密度较小，往往会上升而不是流向工作区域。要产生等效屏蔽，氦气流量必须是氩气流量的两到三倍。

保护气体会影响某些材料的冶金性能。通常，用氩气而不是其他气体进行保护时，电弧更安静、更稳定。氩气较低的单位成本和较低的流速要求使其成为首选。掌握正确判断保护气体选择的知识至关重要。

气体吹扫

使用适当的气体吹扫技术（也称为支持气体）可以极大地影响轨道焊接作业的成功。许多经验丰富的焊工无法理解这一基本概念的重要性。焊接行业的一些人认为气体吹扫是焊接的致命弱点。培训计划必须教授吹扫的原理，包括如何计算吹扫时间。

正确选择吹扫气体，通常是氩气，是成功吹扫的第一步。氩气有不同的纯度。为期望的结果选择合适的水平是至关重要的。定义和设置通过管道或管道并穿过焊接接头的正确流量和压力是确保成功焊接可以采取的最重要的程序步骤之一。相反，如果处理不当，它是最有可能出现问题的领域之一。气体吹扫不正确或根本不吹扫可能会破坏整个制造系统。内部压力有助于保持焊道与被焊接部件的内壁表面齐平，而适当的流动有助于保持焊缝金属和热影响区的清洁。

为焊缝选择优质材料

优质焊缝始于材料。即使是最好的轨道焊接系统也无法弥补用于制造管材、配件或其他部件的劣质材料。有效的材料培训应解决与成分和冶金相关的问题，包括硫含量如何影响焊接质量。

有四种主要材料系列：低碳钢、镍合金、难熔金属和活性金属以及不锈钢。轨道焊接培训计划中的个人应学习如何检查所有来料和材料认证，以及如何评估文件。

低碳钢

对于低碳钢，重要的是要记住，轨道焊缝的质量很大程度上受贱金属杂质含量的影响——微量的硫、磷、氧等。此外，如果碳氢化合物或水，这些合金的氢脆是一个问题存在蒸汽污染。

镍合金

镍合金具有出色的材料性能，是强腐蚀性应用的理想选择，但镍合金由于易开裂而更难焊接。

难熔金属和活性金属

轨道焊接是连接难熔和活性金属管材的最广泛使用的焊接工艺。难熔金属（钼、钽等）和活性金属（钛、锆等）在高温下很容易被氧化，除非有惰性气体保护。对于这些金属和合金，Orbital GTAW 可以提供高浓度的热量、对热量输入的最大控制以及任何弧焊工艺中最好的惰性气体保护。

不锈钢

不锈钢具有出色的耐腐蚀性，因为至少 10.5% 的铬有助于它们产生瞬时氧化层以保护材料内部的其他元素。这些其他元素有助于将材料的微观结构定义为奥氏体、铁素体或双相不锈钢中两者的平衡混合物。不锈钢通常被认为是可焊接的，但不同的微观结构都有不同的考虑因素，必须在焊接时加以考虑。

硫含量

轨道焊接的另一个主要因素是材料的硫含量。硫通常添加到材料中，以使其更容易加工和成型。在焊接中，硫的含量会改变焊缝的表面张力，影响材料的热流和熔深特性。轨道焊接学员了解被焊接部件之间硫含量差异的重要性尤为重要。尝试焊接硫含量差异显着的组件可能会导致焊道向硫含量较低的组件移动，从而可能导致焊道部分错过接头。

知识

不断升级的焊工短缺影响着未来的全球制造业。自动轨道焊接可以根据具体的工作、设备和技能组合以更少的人产生更多的输出，这可能有助于解决这个问题。存在一种误解，即与轨道焊接系统相关的自动化消除了培训的需要，因为机器正在进行焊接。但事实恰恰相反：全面和最新的培训对焊工来说比以往任何时候都更加重要。只有通过认证讲师教授的质量培训，轨道焊接设备的操作员才能获得满足当今焊接环境中严格的验收标准所需的复杂技能——除了进行连接和执行焊接。

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