埋弧焊焊接參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)

1、.埋弧焊焊接參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn) 本標(biāo)準(zhǔn)所引用的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)分為“執(zhí)行技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)”和“參考技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)”兩部分。 2.1執(zhí)行技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 2.1.1 GB50205-2002 鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范 2.1.2 GB986-88 埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸 2.1.3 JGJ81-2002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 2.1.4 GB50205-2001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 2.1.5 GB5293 碳素鋼埋弧焊用焊劑 2.2參考技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)制作安裝手冊 2.2.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊 2.2.3 焊接手冊 2.2.4 鋼結(jié)構(gòu)工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn) 三部分：埋弧自動

2、焊接技術(shù) 3.1焊接原理： 焊接電弧是在焊劑層下的焊絲與母材之間產(chǎn)生，電弧熱使其周圍的母材、焊絲和焊劑熔化以致部分蒸發(fā)，金屬和焊劑的蒸發(fā)氣體形成一個氣泡，電弧就在這個氣泡內(nèi)燃燒。氣泡上部被一層熔化了的焊劑熔渣構(gòu)成的外膜所包圍，這層外膜以及覆蓋在上面的未熔化的焊劑共同對焊接起隔離空氣、絕熱、和屏蔽光輻射作用。焊絲熔化的熔滴落下與已局部熔化的母材混合而構(gòu)成金屬熔池，部分熔渣因密度小而浮在熔池表面。隨著焊絲向前移動，電弧力將熔池中熔化金屬推向熔池后方，在隨后的冷卻過程中，這部分熔化金屬凝固成焊縫。熔渣凝固成渣殼，覆蓋在焊縫金屬表面上。在焊接過程中，熔渣除了對熔池和焊縫金屬起機械保護(hù)作用外，還與熔化金

3、屬發(fā)生冶金反應(yīng)（如脫氧、去雜質(zhì)、滲合金等），從而影響焊縫金屬的化學(xué)成分。 3.2埋弧焊焊接施工工藝流程 ZGGY-0920-2004 3.3 焊前準(zhǔn)備工作 3.3.1焊劑及焊絲的選擇 根據(jù)目前鋼結(jié)構(gòu)的鋼材類型，常用埋弧焊絲和焊劑的選擇如下表： 表3.1 3.3.2焊接材料的保管和使用 1 ZGGY-0920-2004 3.3.2.1焊劑的烘焙 埋弧焊用焊劑的烘焙溫度如下表： 表3.2 3.3.2.2焊劑的保存 焊接低碳鋼的熔煉焊劑在使用中放置時間不超過24h；焊接低合金鋼的熔煉焊劑在使用中放置時間不超過8h；燒結(jié)焊劑經(jīng)高溫烘焙后，應(yīng)轉(zhuǎn)入100150的低溫保溫箱中存放，從保溫箱中取出時間不超過4

4、h。 3.3.2.3焊劑的領(lǐng)用和使用 焊接所用的埋弧焊焊劑必須在二級庫領(lǐng)??；埋弧焊過程中，未熔化的焊劑可以反復(fù)使用，但一般不超過10次。 3.3.3埋弧自動焊焊接方式的選擇 根據(jù)工廠的設(shè)備情況，埋弧自動焊主要有小車式埋弧自動焊和門型埋弧自動焊，根據(jù)產(chǎn)品類型的不同選擇相應(yīng)的焊接方式，通常鋼板的拼接采用小車式埋弧自動焊，箱型梁（柱）、工字梁（柱）等工件采用門型埋弧自動焊。 3.3.4焊接前對設(shè)備的檢查 焊接前，先檢查整個焊接系統(tǒng)的設(shè)備和工具全部運轉(zhuǎn)正常，并確保安全的條件下才能運行，而且在焊接過程中應(yīng)注意保持。主要檢驗指標(biāo)如下： a.焊接的電壓電流表和焊接速度調(diào)節(jié)鈕上的刻度，應(yīng)與焊接速度與刻度關(guān)系曲

5、線相對應(yīng)； b.焊劑要完全覆蓋熔池，不能露出弧光； c.機體行走平穩(wěn)，使用軌道時要保證平直和無振動； d.焊絲傳送正常，無時快時慢現(xiàn)象； e.焊咀的角度和位置準(zhǔn)確。 3.3.5埋弧自動焊坡口的制備 根據(jù)鋼板厚度和技術(shù)要求制備坡口，坡口尺寸符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，要求使用半自動切割坡口。 坡口加工完畢后，應(yīng)對坡口面及周圍50mm的范圍內(nèi)進(jìn)行打磨，去除鐵銹、氧化 2 ZGGY-0920-2004 皮及焊點等雜物。 3.3.6組裝和定位焊 3.3.6.1接頭的組裝 接頭的組裝是指組合件或者分組件的裝配，它直接影響焊縫質(zhì)量、強度和變形。應(yīng)嚴(yán)格控制錯邊和間隙的允差，參照下表、 當(dāng)出現(xiàn)局部間隙過大時，可用性能相近的

6、電弧焊進(jìn)行修補。不允許隨便塞入金屬墊片或焊條頭。 3.3.6.2定位焊 定位焊是為了裝配和固定焊件接頭的位置而進(jìn)行的焊接。使用與母材性能相近而抗裂性能好的焊條。 定位焊焊縫尺寸要求如下表： 表34 3.3.7引弧板和引出板 通常始焊和終焊處最易產(chǎn)生焊接缺陷，例如焊瘤、弧坑等，避免這些缺陷落在接頭的始末端，從而保證焊縫質(zhì)量均勻。引弧板材質(zhì)應(yīng)與母材相同，其坡口尺寸形狀也應(yīng)與母材相同。埋弧焊焊縫引出長度應(yīng)大于60mm，其引弧、引出板的板寬不小于100mm，長度不小于150mm；引弧板及熄弧板的設(shè)置形式及點焊位置如下示意圖所示： 3 ZGGY-0920-2004 3.3.8埋弧焊的焊接襯墊和打底焊 焊

7、接襯墊是為了防止燒穿，保證接頭根部焊透和焊縫背面成形。墊板的厚度視母材的板厚而定，一般在510mm之間，其寬度在2050mm之間。 打底焊就是焊接有坡口的接頭時，在接頭根部焊接的第一條焊道。其目的是使埋弧焊能焊透而不至于燒穿。埋弧自動焊接的打底焊可以采用手工電弧焊和CO2氣體保護(hù)焊，焊條和焊絲的選擇要與母材相匹配，焊完打底焊道后，須打磨或刨削接頭根部，以保證在無缺陷的清潔金屬上熔敷第一道正面埋弧焊縫。 3.4埋弧焊焊接規(guī)范的選擇 3.4.1焊接規(guī)范與焊縫形狀的關(guān)系 焊接規(guī)范是決定焊縫截面形狀的重要參數(shù)，也是控制焊縫質(zhì)量的重要手段。焊接規(guī)范參數(shù)主要是指焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊絲直徑和送絲

8、速度等。 所謂焊縫截面形狀，一般是指對接焊縫寬度b、熔透深度h和余高e；角接焊縫的焊腳K、喉深H、凹凸度C和下陷等見圖31： 圖31焊縫截面形狀 3.4.1.1焊接電流對焊縫形狀的影響 焊接電流是決定熔深的主要參數(shù)，一般情況下，電流越大，熔深越深。隨著電 4 ZGGY-0920-2004 流的增加，由于電弧潛入熔池的深度增加，使電弧縮短，電弧擺動能力減弱，因此，這時熔寬增加不明顯，若繼續(xù)增加電流，電弧產(chǎn)生的熱量大，焊絲熔化量增加，這時，熔深反倒不再增加。當(dāng)焊接電流較高時，由于熔深增大，熔寬變化不大，這時焊縫截面的形狀系數(shù)變小，這樣的焊縫結(jié)晶方向不利于氣體和雜質(zhì)上浮逸出，容易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋

9、，為了改善這一情況，在增加焊接電流的同時，還必須相應(yīng)的提高電弧電壓，以利于得到較為合適的焊縫形狀。 當(dāng)采用直流電源時，由于電弧較為穩(wěn)定，電弧對母材的加熱較為集中，因此，其熔深在采用相同電流值的情況下比交流電源要深，另外，在直流電源時采用反極性（工件接負(fù)）接法要比正極性接法要深，它與手工電弧焊時相反。 焊接電流對焊縫截面形狀的影響規(guī)律見圖3-2 b焊縫寬度 ； h焊縫深度； e余高；I電流 圖32 焊接電流對焊縫截面形狀的影響 3.4.1.2電弧電壓對焊縫形狀的影響 隨著電弧電壓的增加，焊縫的寬度將明顯增加，而熔深和余高則有所下降。電弧電壓的增加，實際上就是電弧長度的增加，這樣母材加熱面積增加，

10、從而焊縫的熔寬也增加。當(dāng)電弧拉長后，焊劑的熔化量也會相應(yīng)的增加，而焊縫余高和熔深反而會有所減小，因此，單一的過份增加電弧電壓，容易造成未焊透，焊播粗糙，脫渣困難，嚴(yán)重時還會造成焊縫咬邊。 電弧電壓對焊縫寬度、熔深和余高的影響規(guī)律見圖3 5 ZGGY-0920-2004 b焊縫寬度 ; h焊縫深度; e余高; v電弧電壓 圖33 電弧電壓對焊縫截面的影響 3.4.1.3焊接速度的影響 增加焊接速度時，焊縫的線能量將減小，焊縫寬度明顯變窄，而余高則稍有增加。當(dāng)焊接速度過快時（如每小時超過40米左右），由于電弧對母材加熱時間縮短，故熔深會逐漸減小。不適當(dāng)?shù)奶岣吆附铀俣龋邪l(fā)生母材未焊透和邊緣未熔合的

11、危險，但適當(dāng)?shù)奶岣吆附铀俣?，對減小焊接變形是有利的。 焊接速度與熔深,熔寬的關(guān)系見圖34： b焊縫寬度；h焊縫深度；Vc焊接速度（米/小時） 圖34 焊接速度與熔深、熔寬的關(guān)系 3.4.1.4焊絲直徑的影響 隨著焊絲直徑的減小，電流密度則增加，母材的熔深增大，成形系數(shù)提高，因此生產(chǎn)效率也將隨之提高。由于增加了熔深，因此可以降低對母材的開槽要求，這樣不但可以節(jié)省人工和焊絲消耗量，同時，還可節(jié)省電能和減小工件變形。 焊絲直徑與電流密度，熔深的關(guān)系見表： 6 ZGGY-0920-2004 表3.5 焊接電流應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，不能為增大熔深過分的增加電流。埋弧自動焊焊絲直徑與電流、電壓的范圍見表36：

12、 表3.6 電弧電壓要與焊接電流相匹配，采用4.8mm焊絲時，電弧電壓與焊接電流的配合關(guān)系可參考下表： 3.4.1.5焊劑類型和顆粒度的影響： 目前常用的焊劑有熔煉型焊劑和燒結(jié)型焊劑二類，由于前者的熔點低于后者，因此在相同焊接規(guī)范參數(shù)下，前者的熔深也低于后者。由于燒結(jié)型焊劑的熔點高，因此焊劑的消耗量應(yīng)相應(yīng)的減少，焊縫成型和脫渣性比熔煉焊劑要好，但燒結(jié)型焊劑的吸潮性比較強，所以在使用過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊劑烘培制度。此外，焊劑的顆粒度越細(xì)，焊件的熔透深度也相應(yīng)增加。 3.4.1.6焊絲伸出長度的影響： 焊絲伸出長度增加，焊絲產(chǎn)生的電阻熱便隨之增加，焊絲被預(yù)熱，熔化速度加快，熔深和熔合比將稍有減小。當(dāng)

13、電流密度較大時，焊絲伸出長度的影響更為明顯。 3.4.7焊絲和工件傾斜度的影響 焊絲傾斜角越大，則焊縫寬度增加，而熔深及余高減小，若焊絲順焊接方向傾斜，則焊件熔深增加，而逆焊接方向傾斜，焊件的熔深會減小。 在焊接有斜坡的焊件時，順斜坡方向向上的焊縫余高呈凸型，而逆斜坡方向向下焊接的焊縫余高趨于凹型。 3.4.1.8焊劑的堆放高度 7 ZGGY-0920-2004 焊接時，焊劑的堆放高度對焊接熔池表面的壓力成正比。焊劑堆放過高，焊縫表面波紋粗大，凹凸不平，有“麻點”。一般使用玻璃狀焊劑的堆放高度以2545mm為佳，高速焊時宜堆放低些，但不能太低，否則電弧外露，焊縫表面變得粗糙。 3.4.1.9工

14、件間隙和定位焊的影響 工件的間隙大小，對熔深的影響明顯，間隙越大，熔深也越深，所以，過大的間隙會造成焊穿。在封底焊時由于無間隙，若規(guī)范選擇不當(dāng)，焊縫的余高過凸，這也是不允許的。 定位焊的焊腳大小，對角焊縫的成型將產(chǎn)生影響，若焊接規(guī)范選擇不當(dāng)，在主焊縫上便會凸現(xiàn)定位焊縫的痕跡，影響焊縫的外型，因此，若定位焊縫焊后需要覆蓋埋弧焊的焊件，定位焊腳的尺寸應(yīng)控制在45mm。 在進(jìn)行箱型柱（梁）的焊接時，對于坡口焊縫在進(jìn)行氣保焊打底埋弧焊蓋面時，應(yīng)注意氣保焊打底的質(zhì)量，氣保焊焊縫不應(yīng)超過焊縫的坡口面。 3.5埋弧焊焊接參考規(guī)范 3.5.1H型鋼船型位置自動埋弧焊 3.5.2厚板H型鋼船型位置自動埋弧焊：

15、焊件的坡口形式在考慮施焊和坡口加工條件下，盡量減小焊接變形，提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，通常在坡口形式的選擇上主要按以下坡口形式進(jìn)行選擇： 8 ZGGY-0920-2004 在焊接工藝上主要采取氣保焊打底，埋弧自動焊填充及蓋面，在船形位置施焊，過程中應(yīng)著重注意以下幾點： . 焊接順序應(yīng)為：大坡口面打底焊一道，打底厚度根據(jù)板厚為10-20mm；反面碳弧氣刨清根后，打底焊一道，打底厚度根據(jù)板厚為15-30mm，然后，填充、蓋面；翻身后進(jìn)行正面焊縫的填充、蓋面。 . 在具體的施焊過程中，根據(jù)實際焊縫的高度、構(gòu)件的變形情況，加強構(gòu)件翻身的次數(shù)，防止扭曲變形。 箱型柱（梁）坡口平焊單絲埋弧焊 9 ZGGY

16、-0920-2004 箱型柱（梁）坡口平焊雙絲埋弧焊 坡口形式及焊縫成型規(guī)范要求如下： 10 ZGGY-0920-2004 第四部分：埋弧自動焊質(zhì)量控制 4.1焊接過程中，應(yīng)隨時注意觀察影響焊縫質(zhì)量的因素，保證焊接的連續(xù)性，如在零 件加工、接縫組對和焊接過程中均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，否則就會產(chǎn)生一系列不符合工藝要求的生產(chǎn)準(zhǔn)備和焊接缺陷。 4.2當(dāng)焊接零件及組對工藝不符合要求時： 要獲得一條合格的埋弧自動焊縫，首先要保證零件加工及其組對達(dá)到工藝要求，如焊件的坡口角度過大或過小，前者將造成工件的過度的角變形，后者將會造成未焊透等缺陷，因此，坡口加工必須符合設(shè)計要求； 工件在裝配時發(fā)生位移，或間隙過大

17、，前者將造成焊接接頭受力狀態(tài)的改變，后者容易造成焊穿或焊縫下陷；焊接部位附銹、附有水、油等雜物，也是造成焊縫氣孔的重要原因，因此，在組對時必須清除干凈。 4.3焊縫尺寸不符合要求 一條合格的焊縫，必須符合設(shè)計規(guī)定的尺寸要求，如熔寬、余高或焊腳、角焊縫 的凹度等，因為熔寬過窄，焊縫下陷，角焊縫不等邊和凹陷過多，均有損于焊縫強度，影響結(jié)構(gòu)的安全性。因此，每一條焊縫的外形尺寸，必須要達(dá)到設(shè)計規(guī)定的有效尺寸。為了防止上述缺陷的產(chǎn)生，首先要確保組對接縫的正確，并有合格的定位焊縫，在此基礎(chǔ)上正確選擇焊接規(guī)范，調(diào)節(jié)好自動焊機行走方向的指示針和焊絲與工件的相對夾角，同時，在焊接過程中還應(yīng)隨時調(diào)整好電弧的位置，

18、以免發(fā)生偏焊。 11 ZGGY-0920-2004 4.4氣孔和氣紋（斑） 氣孔和氣紋是埋弧焊最常見的一種缺陷。存在于焊縫內(nèi)部或表面的孔洞稱為氣孔，而分散在焊縫表面無光澤的平行條紋或斑點，一般稱為氣紋或氣斑。這些缺陷的產(chǎn)生原因都是熔池中的氣體在焊縫凝固時逸出不及或保護(hù)不良所致，常見的原因如： a. 工件表面有銹或帶水、油等雜物。 b. 焊劑濕度太高，烘培不到位。 c. 使用帶銹斑或油污的焊絲。 d. 電弧電壓或網(wǎng)路電壓不穩(wěn)定。 e. 工件裝配間隙不均勻造成電弧不穩(wěn)定。 f. 覆蓋于電弧的焊劑層太薄，使空氣進(jìn)入熔池。 g. 空氣濕度過高或工件表面沾有露水等。 要防止氣孔或氣紋（斑）的發(fā)生，就要針

19、對上述原因，清除會在熔池中產(chǎn)生過量的氣體的根源和防止由于電弧不穩(wěn)定等原因使空氣侵入熔池。 4.5弧坑和熔坑 焊縫熄弧后在尾端留下的下弦小坑稱為弧坑，若這種小坑不在焊縫的熄弧端，則稱為熔坑。弧坑的產(chǎn)生原因是由于熄弧過快，沒有分兩步按下“停止”按鈕，使弧坑還送入足夠的填充焊絲時即已凝固。防止弧坑的發(fā)生應(yīng)在熄弧時分兩步按下“停止”按鈕，并在每條焊縫的兩端按裝引出板。 工件的局部間隙過大，常會產(chǎn)生熔坑或焊穿，因此，如出現(xiàn)局部間隙過大的部位，應(yīng)先進(jìn)行補焊，以防發(fā)生熔坑或焊穿。 弧坑常是誘發(fā)弧坑裂紋的根源，因此一旦出現(xiàn)弧坑必須給予補焊。 4.6未焊透 未焊透是埋弧焊中最危險的缺陷之一，因為這種缺陷都發(fā)生在

20、焊縫內(nèi)部，一般不通過無損探傷檢查，很難發(fā)現(xiàn)這種缺陷。未焊透的產(chǎn)生原因，最主要的是規(guī)范選擇不當(dāng)，如焊接電流過小，焊接速度過快，另外若工件坡口角度太小，鈍邊過大，工藝間隙太小，以及焊絲未對準(zhǔn)焊縫，特別是封底焊縫焊偏時更易產(chǎn)生未焊透。 因此，防止未焊透的最有效的辦法是：應(yīng)根據(jù)焊接工藝評定試驗時所確定的焊接參數(shù)進(jìn)行操作，并要求使用指示針，保證不偏焊。 4.7咬邊 12 ZGGY-0920-2004 咬邊也稱咬口，是由于電弧將焊縫邊緣熔化后，而沒有及時得到熔化金屬的補充所留下的缺口，可能是局部的，也可能是連續(xù)的；過深的咬邊是不允許殘留的，應(yīng)給予焊補，產(chǎn)生咬邊的原因是焊接速度過高或電流過大，在角焊時，由于

21、焊絲的位置調(diào)節(jié)不當(dāng)也會發(fā)生咬邊。 因此，防止咬邊的主要措施是要選擇合適的焊接電流和焊接速度，調(diào)節(jié)好焊絲的位置，焊接開始后應(yīng)及時檢查焊縫是否存在咬邊，若出現(xiàn)咬邊應(yīng)及時調(diào)整焊接規(guī)范或焊絲所處的位置。 4.8夾渣 夾渣是指焊縫內(nèi)部夾入的非金屬夾雜物，特別是在多層焊時由于焊渣清除不徹底，是焊縫造成夾渣的主要原因，使用熔渣比重過大的焊劑，也容易發(fā)生焊縫夾渣。在坡口中小電流的焊接時也可能發(fā)生夾渣，因此正確的選用焊接規(guī)范，多層焊時徹底清除焊渣，是防止焊縫夾渣的主要措施。 4.9裂紋 裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中不允許存在的一種缺陷，造成焊縫裂紋的原因有冶金因素，也有工藝因素，主要的原因有： a. 焊件或焊絲中硫、磷含量

22、超標(biāo)。 b. 焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)力過大，超過焊縫的極限強度。 c. 焊件含碳量過高，熱影響區(qū)被脆化。 d. 焊件剛性固定過度無收縮的余地。 e. 沒有預(yù)熱措施的情況下在低溫環(huán)境中進(jìn)行焊接。 f. 由焊縫內(nèi)部尖銳的缺陷誘發(fā)裂紋。 g. 在多條焊縫交接處，由多向應(yīng)力疊加造成裂紋。 h. 焊接順序不當(dāng)，造成強大的收縮應(yīng)力所致。 因此，要防止裂紋的產(chǎn)生，首先要正確的選用焊接材料，通過工藝評定試驗，合理選擇焊接規(guī)范（包括焊接規(guī)范、焊前預(yù)熱，焊后緩冷等），設(shè)定合理的焊接順序，在低溫環(huán)境下焊接要選擇合適的預(yù)熱或緩冷措施。 常見的焊接缺陷和防止措施如下表41所示： 焊接缺陷和防止措施 表41 13 ZGGY-092

23、0-2004 14 ZGGY-0920-2004 第五部分：埋弧自動焊焊接質(zhì)量自檢規(guī)范 5.1焊接完畢后，焊工必須對焊縫的外觀質(zhì)量進(jìn)行自檢，如果發(fā)現(xiàn)有超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定缺 陷應(yīng)及時修補，焊后打磨平整、光順，出現(xiàn)重大質(zhì)量事故要及時與質(zhì)量科、工藝科匯報。 5.2焊接完畢后，應(yīng)在焊接件上注明工程名稱、操作者和所屬班組。 5.3焊接后零件的外觀質(zhì)量應(yīng)作為常規(guī)項目進(jìn)行檢查，如焊接后焊件的外形尺寸、表 面氣孔、裂紋、夾渣、未焊滿和咬邊等。 焊縫外觀質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定： a、一級焊縫不得存在未焊滿、根部收縮、咬邊、接頭不良，一級焊縫和二級焊縫不 得存在表面氣孔、夾渣、裂紋和電弧擦傷等缺陷 b、二級焊縫的外觀質(zhì)量除應(yīng)符合a條款要求外，應(yīng)滿足下表規(guī)定； c、三級焊縫的外觀質(zhì)量應(yīng)符合表52規(guī)定。 表7.1 15 ZGGY-0920-2004 表7.1續(xù) 表7.2 16 ZGGY-0920-2004 表7.3 17 ZGGY