二氧化碳氣體保護焊焊接工藝及應(yīng)用

1、二氧化碳氣體保護焊焊接工藝及應(yīng)用廣西送變電建設(shè)公司鐵塔廠二氧化碳氣體保護焊焊接工藝及應(yīng)用XX送變電鐵塔廠 XX【摘要】通過對CO2氣保焊、富氬氣保焊、焊條電弧焊3種焊接方法進行焊接接頭試驗和對比分析。以及在工程機械中的應(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。介紹了CO2氣保焊焊接操作技術(shù)需注意的一些問題，對CO2氣保焊焊接工藝設(shè)計及其應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用?！疽浴慷趸細怏w保護焊在焊接過程穩(wěn)定，飛濺嘴角，焊縫外形美觀，無氣孔、裂縫及咬邊等缺陷。對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：某制造廠為一大型工程機械公司生產(chǎn)一百多米高的塔式起重機等工程機

2、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。通過對CO2氣保焊、富氬氣保焊及焊條電弧焊進行對比工藝試驗及評定，決定除對個別有外觀要求的焊縫采用富氬氣體保護焊外，其余均采用CO2氣保焊。生產(chǎn)實踐證明，這樣即保證了焊接質(zhì)量，又提高了勞動生產(chǎn)率，降低了成本，取對了較好的經(jīng)濟效益。一、焊接接頭情況及焊縫技術(shù)要求1、焊接接頭形式有對接接頭、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，10mm，12mm，15mm不等。3、母材主要

3、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，焊縫與母材平滑過度。部分焊縫要求超聲波探傷合格。二、焊接試驗參照JB4708-2000壓力容器焊接工藝評定，進行CO2氣保焊、富氬氣保焊、焊條電弧焊對接接頭力學(xué)性能試驗，T形接頭角焊縫試驗及CO2氣保焊、富氬氣保焊飛濺成形工藝性能，進行對比分析。1、對接接頭力學(xué)性能試驗試驗材料 Q235-A，300mm×125mm×10mm，2塊；焊條電弧焊開60V形坡口，CO2氣保焊、富氬氣保焊

4、開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；CO2氣保焊、富氬氣保焊焊絲ER50-6，51.2；富氬氣：80%Ar+20% CO2。檢驗內(nèi)容 外觀檢查，RT檢查，力學(xué)性能試驗（拉力試驗、彎曲試驗）。2、T形接頭角焊縫試驗材料 Q235-A，300mm×125mm×10mm，2塊，不開坡口，單道焊。焊接方法及焊接材料 焊條電弧焊,E4303，3.2mm；CO2氣保焊、富氬氣保焊，焊絲ER50-6，1.2mm；富氬氣：80%Ar+20% CO2。檢驗內(nèi)容 外觀檢查，切取5個截面進行金相宏觀檢查。要求斷面無裂紋，無未焊透，無未熔

5、合缺陷。3、T形接頭角焊縫成形、飛濺試驗試驗條件同2.2，通過對比試驗對CO2氣保焊、富氬氣保焊進行外觀成形及飛濺大小進行評定。焊接試驗結(jié)果分析從對接接頭焊縫力學(xué)性能試驗可知，3種焊接方法的焊接接頭外觀檢查符合要求，RT檢驗均高于E級合格，焊接接頭的抗拉強度以富氬氣保焊最高，CO2氣保焊次之，焊條電弧焊最低，這是因為富氬氣保焊氧化性較少，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，每個試件面彎、背彎各2個，彎曲試驗合格。這說明3種焊接方法及焊接工藝的焊接接頭力學(xué)性能試驗合格。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

6、少。這是因為氣體保護焊焊絲較細，電流密度大，熔深大，電弧穿透力強，易焊透所致。從T形接頭角焊縫試驗可知，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，每個試件的5個斷面根部均未出現(xiàn)裂紋、未熔合、未焊透缺陷，宏觀金相檢驗合格。從T形接頭角焊縫飛濺、成形試驗可知，富氬氣保焊的飛濺較小，最大飛濺顆粒直徑大小為1.5mm2mm，CO2氣保焊飛濺稍大，最大飛濺顆粒直徑為3mm4mm；富氬氣保焊焊縫表面較CO2焊波紋細密，成形美觀。綜上所述：三種焊接方法及焊接工藝均能滿足力學(xué)性能要求及宏觀金相要求。但CO2氣保焊、富氬氣保焊，焊絲較細，電流密度大，熱量集中，電弧穿透力強，

7、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，飛濺小，但成本較高。所以除了對極少數(shù)外觀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，在噴嘴上涂一層噴嘴防堵濟。將CO2氣瓶倒置12h，使水分下沉，每隔0.5h放水1次，放23次。根據(jù)焊接工藝試驗編制焊接工藝。焊絲ER5026，1.0mm，1.2mm，焊機KRII350。采用左焊法。四、焊接操作工藝1、對接焊縫操作工藝由于CO2氣保焊熔深大，在板厚小于12m

8、m時均可用工形坡口（不開坡口）雙面單道焊接。對于開坡口的對接接頭，若坡口較窄，可多層單道焊；若坡口較寬，可采用多層多道焊。焊接過程中，焊槍橫向擺動時，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，這樣蓋面時可看清坡口，為蓋面創(chuàng)造良好條件。蓋面焊焊接時，焊前應(yīng)將前一層凸起不平的地方磨平，焊槍擺動的幅度比填充層要大一些，擺動時幅度應(yīng)一致，速度要均勻，要特別注意坡口兩側(cè)熔化情況，保證熔池邊緣超過坡口兩側(cè)棱邊，并不大于2mm，以

9、避免咬邊。若每層用多道焊時，焊絲應(yīng)指向焊道與坡口、焊道與焊道的角平分線位置，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，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，焊絲與水平板的夾角為40°50°。不等厚板時，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12mm處。對于焊腳為6mm的焊縫，采用直線移動法焊接，對于焊腳為8mm的焊縫，焊槍應(yīng)作橫向擺動，可采用斜圓圈形運絲法焊接。對于焊腳為1012的角焊縫，由于焊腳較大，應(yīng)采用多層焊，焊2層。焊接時第1層

10、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，電流比平常時稍大，目的是為了獲得不等焊腳的焊道；焊接每2層時，電流比第1層稍少，焊槍應(yīng)指向第1層焊道的凹陷處，直至達到所需的焊腳。對于焊腳為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，每道的焊腳大小應(yīng)控制在67mm左右，否則，焊腳過大，易使熔敷金屬下垂,在水平板上產(chǎn)生焊瘤,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題在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)有不少人，不僅是焊工、檢驗員，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。焊工把焊腳認為焊腳尺寸，檢驗員

11、把焊縫厚度當(dāng)焊腳來測量檢驗，使得實際焊腳超過設(shè)計要求的尺寸，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，這些都是錯誤的。實際上，焊腳是指角焊縫的橫截面中，從一個直角面上的焊趾到另一個直角面表面的最小距離，焊腳尺寸為在角焊縫橫截面中畫出的最大等腰三角形中直角邊的長充，而焊縫厚度則是在焊縫橫截面中，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)語經(jīng)過試驗及生產(chǎn)實踐證明，CO2氣保焊焊接頭的力學(xué)性能、宏觀金相檢驗均符合要求，而且CO2氣保焊較焊條電弧焊坡口角較小，鈍邊較大，焊接熱

12、影響區(qū)較窄，節(jié)省了材料和能源，提高了勞動生產(chǎn)率，提高了焊接質(zhì)量，應(yīng)大力推廣使用。富氬混合氣體保護焊較CO2氣焊焊波細密，焊道平滑，成形美觀，飛濺小，熔深較大，但成本相對較高，故適宜用于焊縫外觀要求較高的焊縫。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)注意工藝文件上要求的和焊縫符號中標注的是焊腳而非焊腳尺寸、焊縫厚度。設(shè)計移動通迅管直焊接架2003年我們鐵塔廠承接廣西移動通迅管焊任務(wù)以來到2004年4月已經(jīng)是第3批移動管焊接任務(wù)，經(jīng)觀察每批任務(wù)一施工，焊工們就都會在自己的平臺上架好架子，拿起焊把就焊，結(jié)果焊到了另一頭就架不住，原因是移動管還有腳釘和

13、拉線角鋼把架子卡住，拿東西墊造成管材受力傾斜晃動，產(chǎn)生事故隱患及焊接產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，而且平臺操作人員架的架子不統(tǒng)一，使整個焊接場地亂七八糟。到處都有架子，行車工吊工件都提心吊膽，如此拆了裝，裝了拆，浪費大量人力物力財力。我與小組成員發(fā)現(xiàn)這一問題后，為了保證焊工能安全生產(chǎn)，減少勞動強度，提高工作進度，節(jié)約車音占地面積，經(jīng)過研究探討，摸索后，改造成統(tǒng)一的移動通迅管直立焊接胎具（見附圖）。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，使焊工不需行車輔助的情況下能夠?qū)啥藘?nèi)、外焊縫施焊成形。易固定，翻轉(zhuǎn)焊另一端也不會磁對架子，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

14、少費用就成功地解決了問題，為廠里節(jié)省了購買焊接胎具的費用。此胎具架也可以使用在各類管支架上，提高了工作效率約40%，既省時又省力，還保證了安全。為此次移動通迅管焊接加工任務(wù)的完成贏得了大量的時間。概述90度坡口連板、減小焊接變形2005年7月，我們鐵塔廠做一工程是500KV天廣四回，工程是有坡口組焊件。組裝后的開坡口組焊件剛好滿足設(shè)計要求，焊接變形是造成難以滿足要求的主要原因，需矯正處理。我當(dāng)時采用圓鋼點固定，對減小變形很有效（厚度小的板），且焊接時不必過分考慮焊接順度，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。在500KV天廣四回焊接加工中，連板組焊件多達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（12×200mm）且焊后還需人工用火割撤除圓鋼，再打磨，需安排人員進行矯正處理，預(yù)計費用10000元，且延緩工程工期。為了不浪費大量人力，物力，財力。節(jié)省這筆巨額開支，我與小組人員通過和