埋弧自動(dòng)焊工藝守則

1、埋 弧 自 動(dòng) 焊 工 藝 守 則文件編號：CY/QG03-21-2003 編 制： 審 核： 標(biāo) 準(zhǔn) 化： 會 簽： 批 準(zhǔn)：常 州 液 壓 成 套 設(shè) 備 廠 有 限 公 司二 三 年 一 月埋弧自動(dòng)焊工藝守則1 引用標(biāo)準(zhǔn)：SL36水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件GB/T699優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件GB/T986埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸GB700碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T324焊縫符號表示方法GB1300 焊接用鋼絲GB5293 碳素鋼埋弧用焊劑2 應(yīng)用范圍：2.1本守則適用于母材為中碳鋼及碳鋼2.2本守則適用于液壓啟閉機(jī)產(chǎn)品油壓缸、氣缸等或直徑大于250mm的無縫管與無縫管、元鋼與無縫管、元鋼

2、與元鋼、法蘭中間套與無縫管的對接環(huán)縫、套接環(huán)縫或角焊環(huán)縫2.3本守則適用于埋弧自動(dòng)平焊3 所需設(shè)備3.1MZ1-1000A型埋弧焊機(jī)3.2工件轉(zhuǎn)臺、電磁無節(jié)調(diào)速器3.3焊機(jī)頭工作臺（具有三維移動(dòng)調(diào)節(jié)功能）3.4焊劑烘干機(jī)（可用焊條烘箱代）3.5工件預(yù)熱設(shè)備LCD-220-32型履帶式陶瓷加熱墊、保溫棉、LWK-90X220-A溫控儀、自動(dòng)控制加熱溫度（火焰加熱設(shè)備）3.6焊劑分?；厥昭b置（網(wǎng)篩）4 焊接件坡口形式及尺寸4.1無縫管與無縫管、無縫管與法蘭拼接見圖表4.1說明：1.代號含義：1待焊管內(nèi)徑2待焊管外徑t鈍邊厚b1坡口尺寸坡口角坡口斜角（以下坡口尺寸代號類同）2.為節(jié)約焊材，坡口上口寬

3、b控制尺寸如附表附表4.12525-3035-5050-8080-100100-150B20-2222-2525-2828-3232-3535-403.坡口兩側(cè)應(yīng)各光出長度3（100-120）Ra6.3以便于探傷4.2法蘭（中間套）與筒體套接，其坡口及尺寸參數(shù)見圖表4.2說明：1.角焊縫尺寸，表中所注參數(shù)為一般角焊縫尺寸，對于重要零件，需經(jīng)焊縫強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)注2.其端面環(huán)縫用手工電弧焊或混合氣保護(hù)焊(MAG)。3.焊腳高H及5尺寸應(yīng)不影響法蘭螺孔（應(yīng)與螺孔邊緣留有5-10mm距離）4.角焊縫斜度tg-1=H/L（38°42°）4.3元鋼與無縫管對接及其它拼接，焊接坡口形式及尺寸

4、參數(shù)見圖表4.34.4坡口技術(shù)條件4.4.1被焊件端面應(yīng)加工，以利施焊中軸向定位4.4.2對接坡口兩側(cè)各100-120應(yīng)光出達(dá)Ra6.3，以利探傷，其它坡口離焊根距離1.5（30-60）應(yīng)車光達(dá)除銹標(biāo)準(zhǔn)4.4.3元鋼與元鋼對接（直徑大于300）坡口深25的坡口參數(shù)參照圖表4.1中的序號5。4.4.4法蘭與筒體套接，其內(nèi)側(cè)孔倒角1.5x45°3x45°中間套與筒體套接，其內(nèi)孔倒角1.5x45°3x45°有結(jié)構(gòu)限制的除外4.4.5為便于測量、復(fù)查坡口加工尺寸，以角度換算長度尺寸，其各類坡口底寬、上口寬參見下圖尺寸A型坡口b2(4-3)/2*tg/2+b1/2

5、 b/2=(2-4)/2* tg+b2B型坡口b/2=b1/2+(2-3)/2* tg/2C型坡口b2=b1+(4-5)/2* tg/2 b3=L-l+b1+b2+(2-4)/2* tgD型坡口b2=(4-1)/2* tg/2 b/2=b2+(2-4)/2* tg A B C D5 埋弧焊用焊絲、 焊劑的選配5.1焊絲、焊劑選配要根據(jù)被焊母材機(jī)械性能要求，通常有兩種匹配原則：一是等強(qiáng)匹配，也就是焊縫的機(jī)械性能達(dá)到母材的機(jī)械性能，包括強(qiáng)度極限、屈服極限、延伸率、硬度等。二是低強(qiáng)匹配，也就是焊縫的屈服極限、延伸率達(dá)到母材要求，而強(qiáng)度極限、硬度達(dá)不到母材要求，由焊接工藝評定結(jié)果結(jié)合本廠產(chǎn)品特點(diǎn)，通常

6、選用低強(qiáng)度匹配，埋弧焊用焊絲、焊劑匹配見下表表5.1鋼號強(qiáng)度關(guān)系焊劑焊絲簡要說明Q235Q275等 強(qiáng)HJ431H08A、SJ501H08MnA可用于焊縫尺寸、強(qiáng)度足夠的法蘭與筒體的焊接20等 強(qiáng)HJ431H08MnA、SJ50135、45低 強(qiáng)HJ431H08MnA用于液壓啟閉機(jī)缸筒、活塞桿、拉桿焊接，此匹配經(jīng)幾次工藝試驗(yàn)，焊縫S母材的S35、45等 強(qiáng)HJ350HJ431H10Mn2可用于重要的工業(yè)缸焊接，但應(yīng)做工藝評定后選用16MnQ345等強(qiáng)SJ503SJ301H08MnM0AH08MnSi5.2 與45鋼低強(qiáng)匹配焊接的有關(guān)機(jī)械性能見表5.2 母材、焊縫機(jī)械性能 表5.2焊接材料抗拉強(qiáng)

7、度b(N/mm2)s(N/mm2)沖擊值(CJ/cm2 ) 備 注45#(正火態(tài))60035539Ak/J母材機(jī)械性能45#正火態(tài)焊絲H08MnA焊劑HJ431454568 502556 348423 390443 135172沿環(huán)狀縫試件垂直焊縫試件5.3焊絲直徑選用 不同焊絲直徑，其熔池大小不同，選用焊絲直徑應(yīng)根據(jù)工件直徑、坡口尺寸選用，焊絲直徑與工件直徑、坡口底寬b1關(guān)系見表4.1及表5.3 焊絲(d)工件 3.2456說 明工件直徑250-300300-500500-650650本焊絲代號為H08MnA 坡口底寬5-66-77-88-9小直徑焊絲可以用于大直徑工件焊接，但不能充分發(fā)揮焊

8、接效益。大直徑焊絲不能用于小直徑工件焊接，否則會產(chǎn)生坡口咬邊、掛流成埂，影響焊縫質(zhì)量。銹蝕焊絲不可用，必須經(jīng)除銹方可使用。6 焊前準(zhǔn)備：焊前準(zhǔn)備工作關(guān)系到焊接質(zhì)量。6.1檢查焊絲的牌號、材質(zhì)是否符合，焊絲是否銹蝕，銹蝕要除銹方可使用。焊絲盤繞是否整齊。6.2按焊劑烘焙要求進(jìn)行烘焙，徹底清除水份。6.2.1產(chǎn)品常用焊劑的烘焙溫度、時(shí)間見表6.2表6.2焊劑項(xiàng)目HJ431HJ430 HJ330SJ101SJ201SJ501SJ301SJ302烘焙溫度 ()250300 350300 350300 350保溫時(shí)間 (h)2222選用電流種類交直流交直流直流直流焊劑粒度(mm)2.50.4520.28

9、20.2820.286.2.2焊劑烘焙方法可以選擇下列三種方法加熱：6.2.2.1使用YJJ-A系列焊劑烘干機(jī)可對焊劑進(jìn)行遠(yuǎn)紅外線加熱自動(dòng)控溫，連續(xù)進(jìn)料和出料，焊劑烘干均勻。6.2.2.2鐵皮盤堆放厚50-60mm在電焊條烘箱內(nèi)進(jìn)行烘干。6.2.2.3可散堆在回火爐中進(jìn)行烘干 6.2.3購進(jìn)的焊劑應(yīng)放置離地面的木板上，以防吸潮。6.2.4焊劑在搬運(yùn)中要輕拿輕放，堆高不超過3層，以防破壞粒度。6.2.5回收焊劑應(yīng)分粒、去渣，隨回收，隨使用。6.3焊件組裝：6.3.1焊件裝于工件轉(zhuǎn)胎上，插止口組裝，裝配定位精度H10/f9，無止口對接，其錯(cuò)位2mm，全長度內(nèi)直線度用0.6鋼絲同方向管體母線拉直，調(diào)

10、節(jié)工件轉(zhuǎn)胎上的滾輪水平兩個(gè)位置達(dá)到全程直度要求。6.3.2套接兩端法蘭，長度上應(yīng)留加工余量3-5mm，并注意是否有孔位要求。6.3.3轉(zhuǎn)胎驅(qū)動(dòng)滾輪、支承滾輪盡可能支承在工件的支承擋。6.3.4調(diào)節(jié)好軸向支承定位裝置，并予以固定（認(rèn)證工件轉(zhuǎn)向）6.4工件預(yù)熱：中碳鋼具有較高的淬硬傾向，在冷焊時(shí)，熱影響區(qū)極易形成馬氏體組織，焊前通常要求預(yù)熱100200，但由于埋弧焊的熱輸入特性，特別是環(huán)焊縫的熱處理效應(yīng)(循環(huán)均勻加熱，焊道預(yù)熱保溫等作用)。工件預(yù)熱溫度可較手工焊低，工件預(yù)熱溫度一是由含碳量確定。二是根據(jù)工件厚度確定。6.4.1液壓缸、氣缸焊接工件預(yù)熱見表6.3表6.3壁厚mm25254040606

11、08080預(yù)熱溫度1001001501502002002502506.4.2預(yù)熱方法：工件預(yù)熱可以根據(jù)工廠條件任選下列一種。1. 采用LCD22032型履帶式陶瓷加熱墊，上覆蓋保溫被，并用LWK9×220型溫度儀自動(dòng)控制加溫保溫。2. 用中性(弱碳化)火焰加熱（工件轉(zhuǎn)動(dòng)）6.4.3工件預(yù)熱中，無縫管兩端應(yīng)用石棉堵封，起減少散熱、保溫作用6.4.4預(yù)熱達(dá)要求后隨即進(jìn)行定位焊，埋弧焊由于調(diào)整焊絲位需時(shí)間，預(yù)熱加溫可高于表6.3中加熱溫度50。6.5坡口（焊縫兩側(cè)20mm范圍內(nèi)）徹底清除銹、油、水（經(jīng)預(yù)熱加溫可達(dá)到除油水）7 焊接7.1焊接電流7.1.1電流極性：埋弧焊采用直流反接法即工件

12、接負(fù)極7.1.2工件搭電，采用負(fù)極，電纜用M16螺栓緊固于14號槽鋼，中（下）部槽鋼傾斜搭在工件外元上。7.2定位焊：工件預(yù)熱后隨即進(jìn)行定位焊。7.2.1定位焊：法蘭焊于內(nèi)側(cè)，中間套只需焊任一側(cè)。7.2.2定位焊可用手工焊，焊條應(yīng)與母材匹配（見手工電弧焊工藝手則），也可用混合氣體保護(hù)焊（MAG）7.2.3定位焊長20-30mm，焊厚3mm，不宜過厚，且在圓周上基本均布，定位焊點(diǎn)數(shù)4-8點(diǎn)。7.3埋弧自動(dòng)焊工藝參數(shù)選擇7.3.1焊接電流：焊接電流與焊絲直徑、工件直徑及坡口形狀尺寸有關(guān)。7.3.2為發(fā)揮焊接效益，根據(jù)工件直徑選擇焊絲直徑，焊絲直徑確定后，其焊接電流值范圍也確定，一般為A=80d12

13、0d。焊絲直徑與焊接電流關(guān)系見下表 7.3.2 焊接電流與焊絲直徑的關(guān)系 表7.3.2焊絲直d(mm)3.2456說明焊接電流A250-350320-500400-600480-700焊絲為H08MnA環(huán)焊縫7.3.3焊絲直徑選定后，不同工件直徑，其焊接電流也不同，工件直徑大，焊接電流可選大值，工件直徑小，焊接電流選小值。工件直徑與電流關(guān)系見下表7.3.3焊接電流與工件直徑的關(guān)系 表7.3.3工件直徑焊絲直徑項(xiàng)目250-300300-500500-650>6503.2456電流260-320320-480420-580520-700說明焊絲牌號H08MnA，工件35、45無縫管，焊劑HJ

14、431低強(qiáng)匹配焊接7.3.4焊接電流大小與坡口形狀尺寸有關(guān)：坡口形狀尺寸，特別是坡口底寬b1，第一坡口角，鈍邊厚度將影響第一、二層道埋弧焊電流值的選擇。當(dāng)d+1b1d+2時(shí)，焊接電流取表7.3.3中的焊絲電流的下限值，否則將會產(chǎn)生咬邊當(dāng)b1d+2時(shí)，焊接電流取表7.3.3中的焊絲電流的上限值，否則將會與側(cè)邊熔合不好。是指鈍邊厚t1.2d，且圓周均勻，不用手工打底焊的正常情況，如用手工焊打底，可直接取焊接電流中的上限值。第一坡口角65°，焊接電流取小值；70°，焊接電流可取中間值。當(dāng)坡口鈍邊t1.2d或t1.2d且圓周不均勻，應(yīng)手工焊打底焊，再用埋弧自動(dòng)焊。7.4電弧電壓值本

15、產(chǎn)品埋弧焊熔池是在圓弧面上，在焊接過程中，始終必須確?；∶嫒鄢夭涣鲃?dòng)、不掛，電弧電壓關(guān)系到熔池大小，電弧電壓應(yīng)根據(jù)焊接部位尺寸、工件直徑、熔深、焊縫形狀等合理選擇，一般選用電弧電壓為3040V，通常為3238V用手工打底焊的第一焊縫，常取下限值3034V，接縫上坡口或蓋面焊、堆焊可取較大值3640V，但最高不大于42V。工件直徑小，電弧電壓取小值2832V，反之取較大值坡口底寬b1小時(shí)取小值，b1大時(shí)可適當(dāng)取大值3034V。7.5焊接速度焊接速度影響埋弧自動(dòng)焊線能量，焊縫尺寸、焊合比，并與焊接電流應(yīng)有合理的匹配，一般焊接速度選擇415665mm/min當(dāng)接頭坡口底寬b1較窄時(shí)b1d+2同，第一

16、坡口角70°時(shí)第一道焊宜選中、下焊速465500mm/min，以保證熔寬小些，不咬邊、易脫碴，以后各道焊速一般選擇在485530 mm/min。工件直徑小，焊速宜選小值465490 mm/min，反之可取較大值，但焊速不宜超過600 mm/min，為正確選擇焊速，現(xiàn)將實(shí)測焊速與調(diào)速表指針值對應(yīng)值列入下表，供焊接時(shí)選調(diào)表7.5（V220/t*60m/min）指針值300350375400425450475500550焊速V387.5436.5466.7496.7526.7556.7587.8619668.3注：驅(qū)動(dòng)滾輪直徑D220mm7.6焊絲伸出長度焊絲伸出長度將影響焊絲電阻值，對焊

17、絲的預(yù)熱溫度，伸出長度長，電阻值大，焊絲溫度高，由于磁偏力原因，焊絲定位不穩(wěn)；伸出長度短，則與之相反，一般伸出長度為（1012）d，甚至可達(dá)15d，因?yàn)楹附油搀w類工件環(huán)縫選用的電流比平焊直縫小，其線能量也少，所以焊絲伸出長度較大時(shí)，不致于使焊絲達(dá)到過熱或紅熱狀態(tài)而影響施焊正常進(jìn)行。7.7焊絲對筒體軸線水平偏移量埋弧自動(dòng)焊是在圓弧上部進(jìn)行焊接，焊接熔池在圓弧面上為使要熔池金屬有一定時(shí)間熔合凝固而不產(chǎn)生金屬流掛現(xiàn)象，焊絲必須逆向偏離工件水平軸線一定距離，其偏移量與工件直徑焊速有關(guān)，一般偏移量LKD， D工件直徑，K偏移系數(shù)，通常K6%10%。焊速大時(shí)，K取大值。焊速取小值時(shí)，K取小值。偏移量與工件

18、直徑關(guān)系見圖6.7 l k (%) 11 10 1 9 l值區(qū)域 8 7 n 6 5 15 25 35 45 55 65 75 85 90 100 d(cm) 圖7.7 偏移值l與工件直徑關(guān)系7.8焊絲端部與坡口側(cè)壁的距離。為使焊道與母材熔合良好，焊絲端部距坡口側(cè)壁的距離f=(d±0.5)mm,如下圖7.8所示，f過小會產(chǎn)生咬邊，形成側(cè)壁凹槽，脫渣困難，影響焊接質(zhì)量；f過大，會使焊縫與側(cè)壁熔合不好，強(qiáng)度差。焊接環(huán)縫時(shí)需適時(shí)調(diào)整焊絲位置，保證合理的f值，見圖7.8 圖7.87.9 采用自行設(shè)計(jì)的錐形導(dǎo)電嘴，平焊，多層多道焊，在對接焊時(shí)，第1、2層為單道焊，以后每層兩道焊，當(dāng)觀察到本層兩

19、道焊不相熔合，或兩道之間出現(xiàn)凹形時(shí)，再改為每層三道焊，接近坡口上部或蓋面層，可以大于三道焊，以達(dá)到美觀光滑的焊縫。在環(huán)縫焊中采用多層多道焊是一種循環(huán)連續(xù)的施焊過程，循環(huán)周期短，前后焊道有互補(bǔ)互成的熱處理作用。本道焊接為下一道焊道預(yù)熱，又對上一條焊道起保溫作用，確保了層間溫度。由于本焊道的熔深作用在某種程度上可以彌補(bǔ)上一層焊縫表面的缺陷，（表層氣孔、表層裂紋）。電流、電弧電壓、焊速是三個(gè)重要的焊接工藝參數(shù)，并且與被焊筒體工件直徑、選用焊絲材質(zhì)、規(guī)格密切聯(lián)系著，通過多年的施焊經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)匯總表7.6如下： 埋弧自動(dòng)焊接工藝參數(shù)匯總表 表7.6mm 工件直徑焊絲直徑項(xiàng)目251-325325-495495

20、-650650-10003.2445566焊接電流I260-320320-380350-500400-500450-550480-600600-700電弧電壓V28-3230-3635-3834-3635-3836-4036-40焊速mm/min470-480490-500480-490490-500490-510500-510510-530焊絲偏移量mm 15-2520-3218-2830-5030-4040-6050-70焊絲伸出長度mm32-4035-5535-6040-7045-7545-7050-80說明1本表坡口尺寸參數(shù)按表3.1制備，若坡口底寬小于表3.1值電流，電弧電壓取本表下限值2本表參數(shù)適用于焊劑HJ431、焊絲H08MnA3本表適用于45鋼工件環(huán)縫埋弧焊接4本表參數(shù)僅供參考，在選擇埋弧焊接工藝參