2二氧化碳气体保护焊作业指导书1范围本指导书适用于本公司钢结构产品的气体半自动焊。2引用相关文件GB/3375焊接术语GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB985气焊、手工电弧焊及气体保护焊、焊缝坡口的基本形式与尺寸HG/T2537焊接用二氧化碳JGJ81建筑钢结构焊接技术规程DL/T868焊接工艺评定规程3技术要求3.1焊工焊工须经气体保护焊理论学习和实践培训,经考核并取得相应项目的合格证书,方可从事有关焊接工作。特殊工程的焊接人员应取得相关工程要求的资质证书。3.2焊接材料3.2.1焊丝3.2.1.1焊丝应符合《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T8110)的规定,并有制造厂商的质量证明书和产品合格证。3.2.1.2应根据母材的化学成分和对焊接接头的机械性能的要求,合理选用焊材。3.2.1.3本公司常用焊丝牌号为ER50-6,此外特殊材料焊接时应按照《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T8110)选择相应的焊丝。ER50-6焊丝的化学成份见表1表1牌号化学成份%CMnSiPSCrNiMoVCuER50-60.06~0.151.40~1.850.80~1.150.0250.0250.150.150.150.030.503.2.1.4本公司所用焊丝直径规格为1.2mm。3.2.1.5焊丝按表面状态,常用镀铜焊丝,焊丝以焊丝盘状态。3.2.1.6焊丝表面应光洁无油污、无锈蚀以及无肉眼所能见到的镀层脱落。3.2.1.7焊丝盘焊丝重量为20kg。3.2.1.8焊材供应商的更改必须经总工程师同意。3.2.2保护气体3.2.2.1混合气体的配比应符合规定的要求,质量稳定。常用的混合气体:Ar(80~85%)+CO2(20~15%)。3.3焊接设备的使用3.3.1选择焊接电源形式气体保护焊使用电源均为直流电源。3.3.2焊机的设备容量及电流调节范围焊机额定电流为350A、500A。焊机的电流调节范围,应选择在焊机的额定焊接电流内调节。3.4焊接工艺3.4.1焊前准备3.4.1.1焊缝坡口的基本形式与尺寸,可按JGJ81选用。全焊透时,坡口尺寸见表2;部分焊透时,坡口尺寸见表3。如果工程另有加工说明,坡口应按加工说明加工。表2板厚(mm)接头形式(焊接符号)坡口形状示意图坡口尺寸t<6对接(BF)b=0~3角接(TF)6≤t<16对接(BF)b=0~3p=0~3a1=60°角接(TF)b=0~3p=0~3a1=45°t≥16对接(BF)b=0~3H1=0~3P=0~3H2=1/3(t-p)a1=60°a2=60°角接(TF)b=0~3H1=0~3P=0~3H2=1/3(t-p)a1=45°a2=45°表3板厚(mm)接头形式(焊接符号)坡口形状示意图坡口尺寸t<6对接(BF)b=0角接(TF)6≤t<25对接(BF)b=0H1≥2tp=t-H1a1=60°角接(TF)b=0H1≥2tp=t-H1a1=45°t≥25对接(BF)b=0H1≥2tP=t-H1-H2H2≥2ta1=60°a2=60°角接(TF)b=0H1≥2tP=t-H1-H2H2≥2ta1=45°a2=45°3.4.1.2全焊透时坡口及坡口周围15~20mm范围内必须保持清洁,不得有影响焊接质量的铁锈、油污、水和涂料等异物。3.4.1.3焊接区域的风速应限制在1米/秒以下,否则应采用挡风装置。3.4.2焊接参数3.4.2.1焊丝直径焊丝直径的选择,主要是以焊件厚度、焊接位置和生产率的要求为依据。本公司焊接件多为中厚板焊接件,选用焊丝直径1.2mm。3.4.2.2焊件极性本公司采用直流反接:即焊件接电源负极,焊丝接电源正极。3.4.2.3焊丝伸出长度d)焊丝直径1.2mm时,焊丝伸出长度为8~15mm。3.4.2.4焊接电流a)在保证母材焊透又不致烧穿的原则下,应根据母材厚度,接头形式焊接位置及焊丝直径正确选用焊接电流。b)焊接电流是确定熔深的主要因素。随着电流的增加,熔深和熔敷速度都要增加,熔宽也略有增加。c)焊接电流越大,送丝速度越快,基本上是正比关系。d)焊接电流过大时,会造成熔池过大,焊缝成形恶化。e)焊接件厚度越大熔深越大,焊接电流也越大,焊接件板厚相同时焊接电流还与焊接时层道有关,具体焊接电流选择见:表4角接焊不同板厚的电流选择、表4对接焊时不同板厚的电流选择。表4角接焊不同板厚的电流选择焊接件板厚t(mm)t<66≤t<16t≥16焊接电流A全焊透打底焊110~150120~165120~165填充焊-195~295190~310盖面焊180~245230~295190~300部分焊透打底焊110~150115~165115~165填充焊-185~305185~320盖面焊175~250220~300200~300表5对接焊不同板厚的电流选择焊接件板厚t(mm)t<66≤t<16t≥16焊接电流A全焊透打底焊125~155120~150120~160填充焊-225~290220~310盖面焊185~235205~290200~310部分焊透打底焊120~165120~165120~165填充焊-215~295210~320盖面焊180~245200~295200~3003.4.2.5电弧电压a)为获得良好的工艺性能,应选择最佳的电弧电压,该值是一个很窄的电压区间,最佳的电弧电压与电流的大小,焊接位置、电缆长度、设备等因素有关。电压的选用可参见表5角接焊电流与电压的匹配、表6对接焊电流与电压的匹配。实际情况应以焊接工艺评定来确定。表5角接焊电流与电压的匹配焊接电流(安)电弧电压(伏)120~15017~21150~18020~22180~21022~23210~26023~28260~32028~33表6对接焊电流与电压的匹配焊接电流(安)电弧电压(伏)120~15017~20150~18020~22180~21021~23210~26023~27260~32027~32b)随电弧电压的增加,熔宽明显增加,而余高和熔深略有减少,焊缝机械性能有所降低。c)电弧电压过高,会产生焊缝气孔和增加飞溅,且容易产生飞溅。电弧电压过低,焊丝将插入熔池,电弧不稳,影响焊缝的熔合程度。3.4.2.6焊接速度a)焊接速度过高,会破坏气体保护效果,焊缝成形不良,焊缝冷却过快,导致降低焊缝塑性,韧性。焊接速度过低易使焊缝烧穿,形成粗大焊缝组织。b)半自动焊接时,焊接速度一般不超过300mm/min。3.4.2.7气体流量a)气体流量直接影响气体保护效果。气体流量过小时,焊缝易产生气孔等缺陷。气体流量过大时,不仅浪费气体,而且焊缝由于氧化性增强而形成氧化皮,降低焊缝质量。b)气体流量应根据焊接电流,焊接速度,焊丝伸出长度,喷嘴直径,焊接位置等因素考虑。当焊接电流越大,焊接速度越快,焊丝伸出长度较长,喷嘴直径增大,室外焊接及仰焊位置时,应采用较大的气体流量。c)焊丝直径为1.2mm时,气体流量一般为10~15L/min。3.5操作技术二氧化碳气体保护焊的操作技术与手工电弧焊相似,且比手工电弧焊容易掌握。3.5.1平焊按焊枪运动方向分右焊法和左焊法二种。右焊法时熔池保护良好,热量利用充分,焊缝外形较饱满;但右焊法时不易观察焊接方向,易偏焊。左焊法时,电弧对母材有预热作用,熔宽增加,焊缝形成较平,改善焊缝形成,且能看清焊接方向,不易焊偏。因而,一般常用左焊法焊接。水平对接焊时,焊枪倾角约为10°~15°。厚板焊接时,为保证熔宽,可将焊丝作适当的横向摆动。焊接方向左焊法水平角焊缝的焊接时,焊枪与垂直板间夹角为45°。焊脚在5毫米以下时,可按图中A的方式,将焊丝指向尖角处;若焊脚在5毫米以上时,可按图中B的方式,将焊丝水平移开尖角处1~2毫米,这样能获得等焊脚的焊缝,且不易形成咬边(垂直板)和焊瘤(水平板)。毫米3.5.2水平旋转管的焊接关键是焊枪位置直接影响焊缝成形。在焊厚壁管时,焊枪应在管子上部,并与管子旋转方向相反位移一段距离L。L的大小对焊缝成形有明显的影响。焊接薄壁管时,焊枪应放在时钟9点的位置。9点旋转6点焊薄壁管3点焊厚壁管3.5.3引弧一般都采用直接短路引弧。如果焊丝与焊件接触太紧或接触不良都会引起焊丝成段爆炸。因此,一般在引弧前焊丝端头与焊件保持2~3毫米的距离,并要注意剪掉丝端头的球状焊丝。3.5.4收弧收弧时须填满弧坑,焊枪在收弧处稍停片刻,继续送气保护;不应立即抬起焊枪,否则容易产生弧坑和形成气孔。3.6混合气体的影响3.6.1对飞溅的影响CO2+Ar混合气体中,随着Ar气体比例的增加,飞溅率减少。3.6.2对焊缝成形的影响CO2+Ar混合气体中,随着CO2含量的增加,熔深也相应增加。50%Ar+50%CO2的混合气体可以得到较大的溶深和较小的飞溅,常用于短路过渡的焊接。80%Ar+20%CO2的混合比时,具有最宽的焊接规范和最好的焊缝成形。3.6.3对焊缝机械性能的影响CO2+Ar混合气体中,随着CO2气体含量的增加,其氧化性能增强,使焊缝强度和冲击韧性都降低。3.7焊接检验3.7.1焊后须对焊缝进行焊接质量检验。A)焊接人员在完成焊接过程后应当按照产品技术要求进行自检B)质检人员进行专检;C)对不合格产品应进行补焊处理。3.7.2焊缝质量的检验项目,检验要求及合格等级,由产品技术要求确定。3.7.3对不合格的焊接接头,允许返修。在返修焊前须将焊接缺陷彻底清除。为保证产品质量,应按产品质量要求,限制返修次数,一般不超过2次。3.7.4常见焊接缺陷的产生原因3.7.4.1气孔A)工件有油,锈及水分。B)气体保护不良:气体流量低,喷咀堵塞,较大的风,阀门冻结等。C)气体纯度不够,或含水量过多。3.7.4.2裂纹A)电流与电压配合不当,溶深过大。B)母材含碳量过高。C)多层焊第一道焊缝过小。D)焊接顺序不当,工件内应力较大。E)工件有油,锈,水分。F)气体含水量过多。3.7.4.3夹渣A)小电流,低焊速。B)多层焊时前道焊缝熔渣去除不净。C)坡口内左焊法时熔渣向前流。D)焊枪摆动不恰当。3.7.4.4飞溅A)电流与电压配合不当。B)工件清理不良。C)短路过渡时电感过大或过小。D)气体含水量过多。E)送丝不均匀。F)导电咀磨损。G)电流极性不对。H)焊丝伸出长度太长。3.7.4.5咬边A)焊枪位置不合适,运条不当。B)电流过大,弧长太长,焊速过快。3.7.4.6焊缝成形欠佳A)电流与电压配合不当。B)导电嘴磨损严重,引起电弧摆动。C)焊丝校直欠佳。D)焊丝伸出长度过长。E)送丝不均匀。3.8焊接安全3.8.1电焊机必须装有独立的专用电源开关,其容量应符合要求。禁止多台焊机共用一个电源开关。3.8.2工作完毕或临时离开工作场地时,必须及时切断焊机电源。3.8.3气瓶应坚立固定,防止倾倒,防止气瓶的直接受热,气瓶不应靠近热源且要防止剧烈震动。3.8.4工作结束时应及时切断气体加热器电源,采用必要的防地线措施,必须把地线接零,并经常进行检查和维修,有良好的防护隔离装置和自动断电装置,经常检查焊枪的绝缘性。3.8.5操作结束时,禁止立即用手触摸焊枪喷咀或导电咀,以防烫伤。3.8.6带好防护面罩及防护眼镜,防止弧光辐射。3.8.7在狭窄、局部空间内焊接时,应采取局部通风换气。应防止焊接空间积聚有害气体,必要时应有专人负责监护工作。3.8.8在规定的禁火区内,不准焊接。3.8.9焊接作业的可燃、易燃物料,与焊接作业点火源距离不应小于10米。3.8.10焊接工作地点有以下情况时,禁止焊接:A)堆存大量易燃物料,而又不可能采取防护措施时;B)7.2可能形成易燃易爆蒸气或积聚爆炸性粉尘时。3.8.11焊接车间或工作地区应配有足够的灭火器材。存放的灭火器材应经检验合格的、有效的。3.8.12焊接工作完毕应及时清理现场,彻底消除火种,经检查确认完全清除危险后,方可离开现场。