二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接工藝及應(yīng)用剖析

1、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接工藝及應(yīng)用廣西送變電建設(shè)公司鐵塔廠(chǎng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接工藝及應(yīng)用XX 送變電鐵塔廠(chǎng) XX【摘要】通過(guò)對(duì)C02氣保焊、富氬氣保焊、焊條電弧焊 3種焊接方 法進(jìn)行焊接接頭試驗(yàn)和對(duì)比分析。 以及在工程機(jī)械中的應(yīng)用， 證明了 CO2 氣保焊具有成本低，效率高，焊接質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。介紹了 CO2氣保焊焊接操作技術(shù)需注意的一些問(wèn)題， 對(duì)CO2氣保焊 焊接工藝設(shè)計(jì)及其應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。【引言】二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在焊接過(guò)程穩(wěn)定，飛濺嘴角，焊縫外 形美觀(guān)，無(wú)氣孔、裂縫及咬邊等缺陷。對(duì)雙面焊或單面焊雙面成型的焊 縫能保證焊透，具有最高生產(chǎn)率。例如：某制造廠(chǎng)為一大型工程機(jī)械公司生產(chǎn)一百多

2、米高的塔式起重 機(jī)等工程機(jī)械部件，這些部件均為焊接件，焊接工作量大，焊接質(zhì)量要 求較高，技術(shù)難度較大。原采用焊條電弧焊，焊接變形大且難以控制， 生產(chǎn)率低。通過(guò)對(duì)CO2氣保焊、富氬氣保焊及焊條電弧焊進(jìn)行對(duì)比工藝 試驗(yàn)及評(píng)定，決定除對(duì)個(gè)別有外觀(guān)要求的焊縫采用富氬氣體保護(hù)焊外， 其余均采用CO2氣保焊。生產(chǎn)實(shí)踐證明，這樣即保證了焊接質(zhì)量，又提 高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了成本，取對(duì)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。、焊接接頭情況及焊縫技術(shù)要求1、焊接接頭形式有對(duì)接接頭、角接接頭、 T 形接頭及搭接接頭，其 中絕大部分是 T 形接頭。2、焊縫形式有對(duì)接焊縫及角焊縫，大部分為角焊縫，由于板厚不 同，焊腳分別為 6mm，8mm

3、，10mm，12mm，15mm 不等。3、母材主要為碳素結(jié)構(gòu)鋼板 Q2352A,規(guī)格有6mm, 8mm, 10mm, 12mm， 20mm， 25mm 等幾種。4、焊縫外觀(guān)要求,焊縫及熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔、夾渣、 未熔合等缺陷。焊縫形狀尺寸符合圖樣要求,焊縫與母材平滑過(guò)度。部 分焊縫要求超聲波探傷合格。二、焊接試驗(yàn)參照J(rèn)B4708-2000壓力容器焊接工藝評(píng)定，進(jìn)行CO?氣保焊、富 氬氣保焊、焊條電弧焊對(duì)接接頭力學(xué)性能試驗(yàn), T 形接頭角焊縫試驗(yàn)及 CO2 氣保焊、富氬氣保焊飛濺成形工藝性能,進(jìn)行對(duì)比分析。1 、對(duì)接接頭力學(xué)性能試驗(yàn) 試驗(yàn)材料 Q235-A, 300mmx 125mmX

4、 10mm 2塊；焊條電弧焊開(kāi)60V形坡口，CO2氣保焊、富氬氣保焊開(kāi)45V形坡口，單面焊雙面成形。 焊接方法及焊接材料焊條電弧焊,E4303,3.2mm,4mm CO?氣保焊、富氬氣保焊焊絲 ER50-6, 51.2 ;富氬氣：80%Ar+20沁O2。 檢驗(yàn)內(nèi)容 外觀(guān)檢查，RT檢查，力學(xué)性能試驗(yàn)（拉力試驗(yàn)、彎曲 試驗(yàn)）。2、T形接頭角焊縫試驗(yàn) 材料 Q235-A, 300mmX 125mmX 10mm 2塊，不開(kāi)坡口，單道 焊。 焊接方法及焊接材料 焊條電弧焊，E4303,3.2mmCO2氣保焊、 富氬氣保焊，焊絲 ER50-6,1.2mm 富氬氣：80%A葉20矩O2。 檢驗(yàn)內(nèi)容 外觀(guān)檢查

5、，切取 5 個(gè)截面進(jìn)行金相宏觀(guān)檢查。要求斷 面無(wú)裂紋，無(wú)未焊透，無(wú)未熔合缺陷。3、T形接頭角焊縫成形、飛濺試驗(yàn)試驗(yàn)條件同 2.2，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn) 對(duì) CO2 氣保焊、富氬氣保焊進(jìn)行外觀(guān)成形及飛濺大小進(jìn)行評(píng)定。焊接試驗(yàn)結(jié)果分析 從對(duì)接接頭焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)可知，3 種焊接方法的焊接接頭外觀(guān)檢查符合要求，RT檢驗(yàn)均高于E級(jí)合格，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度以富氬 氣保焊最高， CO2 氣保焊次之，焊條電弧焊最低，這是因?yàn)楦粴鍤獗：?氧化性較少， 合金元素?zé)龘p較少所致， 但它們均高于母材規(guī)定的最小值。 按規(guī)定的彎曲角，每個(gè)試件面彎、背彎各 2個(gè)，彎曲試驗(yàn)合格。這說(shuō)明 3 種焊接方法及焊接工藝的焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)

6、合格。 但富氬氣保焊、 CO2氣保焊坡口角度較少，鈍邊較大，比焊條電弧生產(chǎn)率高，節(jié)省材料， 成本低，焊接變形少。這是因?yàn)闅怏w保護(hù)焊焊絲較細(xì)，電流密度大，熔 深大，電弧穿透力強(qiáng)，易焊透所致。 從T形接頭角焊縫試驗(yàn)可知，3種焊接方法的熔深大小分別為：富氬氣保焊熔深略大于CO2氣保焊，大于焊條電弧焊，每個(gè)試件的 5個(gè) 斷面根部均未出現(xiàn)裂紋、未熔合、未焊透缺陷，宏觀(guān)金相檢驗(yàn)合格。 從T形接頭角焊縫飛濺、成形試驗(yàn)可知，富氬氣保焊的飛濺較小， 最大飛濺顆粒直徑大小為 1.5mmr2mn, CO2氣保焊飛濺稍大，最大 飛濺顆粒直徑為3mnr4mm富氬氣保焊焊縫表面較CO?焊波紋細(xì)密， 成形美觀(guān)。綜上所述：三

7、種焊接方法及焊接工藝均能滿(mǎn)足力學(xué)性能要求及宏觀(guān)金相要求。但CO2氣保焊、富氬氣保焊，焊絲較細(xì)，電流密度大，熱量集中，電弧穿透力強(qiáng)，熔深大，可以減少坡口角度，增加鈍邊厚度，節(jié) 省材料，提高勞動(dòng)生率，降低焊接應(yīng)力與變形。富氬氣保焊較CO2氣保焊成形美觀(guān)，飛濺小，但成本較高。所以除了對(duì)極少數(shù)外觀(guān)要求較高的焊縫采用富氬氣保焊外，其余均采用 CO2氣保焊。三、焊接工藝1 、焊前準(zhǔn)備 清除待焊部位及兩側(cè)1020mm范圍內(nèi)的油污、銹跡等污物，并 在焊件表面涂上一層飛濺防粘濟(jì)，在噴嘴上涂一層噴嘴防堵濟(jì)。 將CO2氣瓶倒置12h,使水分下沉，每隔0.5h放水1次，放2 3 次。 根據(jù)焊接工藝試驗(yàn)編制焊接工藝。焊

8、絲ER50261.0mm1.2mm 焊機(jī) KRII350。 采用左焊法。四、焊接操作工藝1 、對(duì)接焊縫操作工藝 由于CO2氣保焊熔深大，在板厚小于12mm時(shí)均可用工形坡口（不 開(kāi)坡口）雙面單道焊接。對(duì)于開(kāi)坡口的對(duì)接接頭，若坡口較窄，可多層 單道焊；若坡口較寬，可采用多層多道焊。 焊接過(guò)程中，焊槍橫向擺動(dòng)時(shí)，要保證兩側(cè)坡口有一定熔深，使 焊道平整，有一定下凹，避免中間凸起，這樣會(huì)使焊縫兩側(cè)與坡口面之 間形成夾角，產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。 要控制每層焊道厚度，使蓋面焊道的前一層焊道低于母材1.52.5mm并一定不能熔化坡口兩側(cè)棱邊，這樣蓋面時(shí)可看清坡口，為蓋 面創(chuàng)造良好條件。 蓋面焊焊接時(shí)，焊前應(yīng)

9、將前一層凸起不平的地方磨平，焊槍擺動(dòng) 的幅度比填充層要大一些，擺動(dòng)時(shí)幅度應(yīng)一致，速度要均勻，要特別注 意坡口兩側(cè)熔化情況， 保證熔池邊緣超過(guò)坡口兩側(cè)棱邊， 并不大于 2mm， 以避免咬邊。 若每層用多道焊時(shí)，焊絲應(yīng)指向焊道與坡口、焊道與焊道的角平 分線(xiàn)位置，并且焊道彼此重疊不小于焊道寬度。2、角焊縫操作工藝 角焊縫焊接時(shí)，易產(chǎn)生咬邊、未焊透、焊縫下垂等缺陷，所以應(yīng) 控制焊絲的角度。等厚板焊接時(shí)，焊絲與水平板的夾角為 40° 50°。 不等厚板時(shí)，焊絲的傾角應(yīng)使電弧偏向厚板，板厚越厚，焊絲與其夾角 越大。 對(duì)于焊腳為68mm的角焊縫，采用單層單道焊，焊槍指向（焊 絲）距根部1

10、2mn處。對(duì)于焊腳為6mnt勺焊縫，采用直線(xiàn)移動(dòng)法焊接， 對(duì)于焊腳為8mm的焊縫，焊槍?xiě)?yīng)作橫向擺動(dòng)，可采用斜圓圈形運(yùn)絲法焊 接。 對(duì)于焊腳為1012的角焊縫，由于焊腳較大，應(yīng)采用多層焊，焊 2 層。焊接時(shí)第 1 層操作與單層焊相同，焊槍與垂直板夾角減少并指向距根部23mm處，這時(shí)，電流比平常時(shí)稍大，目的是為了獲得不等 焊腳的焊道；焊接每 2層時(shí)，電流比第 1 層稍少，焊槍?xiě)?yīng)指向第 1 層焊 道的凹陷處，直至達(dá)到所需的焊腳。 對(duì)于焊腳為15mm的角焊縫應(yīng)采用多層多道焊，即焊接 3層。需要注意的是：操作時(shí)，每道的焊腳大小應(yīng)控制在67mm左右，否則，焊腳過(guò)大，易使熔敷金屬下垂 , 在水平板上產(chǎn)生焊瘤

11、 , 在立板上產(chǎn)生咬 邊。焊槍角度及指向應(yīng)保證最后得到等腳和光滑均勻的焊縫 .五、焊接工藝中需注意的問(wèn)題 在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)有不少人，不僅是焊工、檢驗(yàn)員，甚至還有焊接 技術(shù)員混淆了焊腳與焊腳尺寸及焊縫厚度 3者之音的關(guān)系。焊工把焊腳 認(rèn)為焊腳尺寸，檢驗(yàn)員把焊縫厚度當(dāng)焊腳來(lái)測(cè)量檢驗(yàn)，使得實(shí)際焊腳超 過(guò)設(shè)計(jì)要求的尺寸，在質(zhì)量記錄中又把其當(dāng)成焊腳尺寸加以記錄。還有 的技術(shù)人員在焊接工藝文件中要求焊腳尺寸為多少等，這些都是錯(cuò)誤 的。實(shí)際上，焊腳是指角焊縫的橫截面中，從一個(gè)直角面上的焊趾到另 一個(gè)直角面表面的最小距離，焊腳尺寸為在角焊縫橫截面中畫(huà)出的最大 等腰三角形中直角邊的長(zhǎng)充，而焊縫厚度則是在焊縫橫截

12、面中，從焊縫 正面到焊縫背面的距離。因此，工藝文件上、焊縫符號(hào)中要求的角焊縫 外形尺寸是焊腳而不是焊腳尺寸，更不是焊縫厚度。六、結(jié)語(yǔ) 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐證明， CO2 氣保焊焊接頭的力學(xué)性能、宏觀(guān) 金相檢驗(yàn)均符合要求，而且 CO2 氣保焊較焊條電弧焊坡口角較小，鈍邊 較大，焊接熱影響區(qū)較窄，節(jié)省了材料和能源，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，提 高了焊接質(zhì)量，應(yīng)大力推廣使用。 富氬混合氣體保護(hù)焊較 CO2氣焊焊波細(xì)密，焊道平滑，成形美觀(guān), 飛濺小，熔深較大，但成本相對(duì)較高，故適宜用于焊縫外觀(guān)要求較高的 焊縫。富氬氣保焊操作工藝與 CO2氣保焊操作工藝相似。 分清焊腳、焊腳尺寸及焊縫厚度之間的關(guān)系，且應(yīng)注意工藝

13、文件上要求的和焊縫符號(hào)中標(biāo)注的是焊腳而非焊腳尺寸、焊縫厚度。設(shè)計(jì)移動(dòng)通迅管直焊接架2003年我們鐵塔廠(chǎng)承接廣西移動(dòng)通迅管焊任務(wù)以來(lái)到 2004年 4月 已經(jīng)是第 3 批移動(dòng)管焊接任務(wù)，經(jīng)觀(guān)察每批任務(wù)一施工，焊工們就都會(huì) 在自己的平臺(tái)上架好架子， 拿起焊把就焊， 結(jié)果焊到了另一頭就架不住， 原因是移動(dòng)管還有腳釘和拉線(xiàn)角鋼把架子卡住，拿東西墊造成管材受力 傾斜晃動(dòng)，產(chǎn)生事故隱患及焊接產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，而且平臺(tái)操作人員架 的架子不統(tǒng)一，使整個(gè)焊接場(chǎng)地亂七八糟。到處都有架子，行車(chē)工吊工 件都提心吊膽，如此拆了裝，裝了拆，浪費(fèi)大量人力物力財(cái)力。我與小 組成員發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題后，為了保證焊工能安全生產(chǎn)，減少勞動(dòng)

14、強(qiáng)度，提 高工作進(jìn)度，節(jié)約車(chē)音占地面積，經(jīng)過(guò)研究探討，摸索后，改造成統(tǒng)一 的移動(dòng)通迅管直立焊接胎具（見(jiàn)附圖） 。制作固定架將焊接管材直立固 定，使焊接狀態(tài)處于平焊位置，使焊工不需行車(chē)輔助的情況下能夠?qū)?端內(nèi)、外焊縫施焊成形。易固定，翻轉(zhuǎn)焊另一端也不會(huì)磁對(duì)架子，減少 事故陷患及管材占地面積，使焊工更加容易施焊。這種焊接胎具，只花 很少費(fèi)用就成功地解決了問(wèn)題，為廠(chǎng)里節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)焊接胎具的費(fèi)用。此 胎具架也可以使用在各類(lèi)管支架上，提高了工作效率約40%，既省時(shí)又省力，還保證了安全。為此次移動(dòng)通迅管焊接加工任務(wù)的完成贏(yíng)得了大 量的時(shí)間。概述 90 度坡口連板、減小焊接變形2005年7月，我們鐵塔廠(chǎng)做一

15、工程是500KV天廣四回，工程是有坡 口組焊件。組裝后的開(kāi)坡口組焊件剛好滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，焊接變形是造成 難以滿(mǎn)足要求的主要原因，需矯正處理。我當(dāng)時(shí)采用圓鋼點(diǎn)固定，對(duì)減 小變形很有效（厚度小的板） ，且焊接時(shí)不必過(guò)分考慮焊接順度，只是 有些板不易固定，角度要求精確，焊后撤除固定還有超標(biāo)。在500KV天廣四回焊接加工中，連板組焊件多達(dá) 7595件，板厚 C-8、C-10 ， C-12， C-4, C-16mm品種多，形狀復(fù)雜，每塊連板用 3根圓鋼固定（12X 200mm且焊后還需人工用火割撤除圓鋼，再打磨，需安排人員進(jìn)行矯 正處理，預(yù)計(jì)費(fèi)用 10000元，且延緩工程工期。為了不浪費(fèi)大量人力， 物力，財(cái)力。節(jié)省這筆巨額開(kāi)支，我與小組人員通過(guò)和技