工艺技术-co2气体保护焊工艺培训课件(ppt 70页)

CO2气体保护焊讲座 湘潭钢铁集团有限公司科技 开发中心材料研究所 焊接首席技师 艾爱国 2011.2.21 1 【 学习内容 】 n 第一节 CO2 气体保护焊的冶金特点 n 第二节 C02气体保护焊的焊接材料 n 第三节 C02保护焊的焊接工艺参数 n 第四节 焊接工艺参数选择不当引起的飞溅 、焊道发黑及减少缺陷的措施 n 第五节 气体保护电弧焊的分类 n 第六节 中厚板对接 CO2气体保护焊操作技术 2 一、 CO2气体保护焊的冶金特点 在常温下， C02气体的化学性能呈中性， 但在电弧高温下， C02气体被分解而呈很强 的氧化性，能使合金元素氧化烧损，降低 焊缝金属的力学性能，还可成为产生气孔 和飞溅的根源。因此， C02焊的焊接冶金具 有特殊性。 3 1合金元素的氧化与脱氧 (1)合金元素氧化 CO2在电弧高温作用下，易分解为一氧化碳 和氧，使电弧气氛具有很强的氧化性。其中 CO在焊接条 件下不溶于金属，也不与金属发生反应，而原子状态的氧 使铁、锰、硅等焊缝有用的合金元素大量氧化烧损，降低 力学性能。同时溶入金属的 FeO与 C元素作用产生的 CO气 体，一方面使熔滴和熔池金属发生爆破，产生大量的飞溅 ；另一方面结晶时来不及逸出，导致焊缝产生气孔。 (2)脱氧 CO2焊通常的脱氧方法是采用具有足够脱氧元素的焊 丝。常用的脱氧元素是锰、硅、铝、钛等。对于低碳钢及 低合金钢的焊接，主要采用锰、硅联合脱氧的方法，因为 锰和硅脱氧后生成的 MnO和 Si02能形成复合物浮出熔池， 形成一层微薄的渣壳覆盖在焊缝表面。 4 2 C02焊的气孔问题 焊缝金属中产生气孔的根本原因是熔池 金属中的气体在冷却结晶过程中来不及逸出 造成的。 C02焊时，熔池表面没有熔渣覆盖 ，加上 C02气流的冷却作用，因此，结晶较 快，容易在焊缝中产生气孔。 C02焊时可能 产生的气孔有以下三种： 5 (1)一氧化碳气孔 当焊丝中脱氧元素不足，使大量的 FeO不能还 原而溶于金属中，在熔池结晶时发生下列反应： FeO+CFe+CO 这样，所生成的 CO气体若来不及逸出，就会 在焊缝中形成气孔。因此，应保证焊丝中含有足 够的脱氧元素 Mn和 Si，并严格限 制焊丝中的含碳 量，就可以减小产生 CO气孔的可能性。 C02焊时 ，只要焊丝选择适当，产生 CO气孔的可能性不大 。 6 (2)氢气孔 氢的来源主要是焊丝、焊件表面的铁锈、水分 和油污及 C02气体中含有的水分。如果熔池金属 溶人大量的氢，就可能形成氢气孔。为防止产生 氢气孔，应尽量减小氢的来源，焊前要适当清除 焊丝和焊件表面的杂质，并需对 C02气体进行提 纯与干燥处理。 此外，由于 C02焊的保护气体氧化性很强，可 减弱氢的不利影响，所以 C02焊时形成氢气孔的 可能性较小。 7 (3)氮气孔 当 CO2气流的保护效果不好，如 C02气流量太 小、焊接速度过快、喷嘴被飞溅堵塞等，以及气 体纯度不高，含有一定量的空气时，空气中的氮 就会大量溶入熔池金属内。当熔池金属结晶凝固 时，若氮来不及从熔池中逸出，便形成氮气孔。 应当指出， C02焊最常发生的是氮气孔，而氮主 要来自于空气。所以必须加强 C02气流的保护效 果，这是防止 C02焊的焊缝中产生气孔的重要途 径。 8 二、 C02气体保护焊的焊接材料 1 C02气体 焊接用的 CO2一般是将其压缩成液体储存于钢瓶内。 C02气瓶的容量 40L，可装 25kg的液态 C02，占容积的 80 ，满瓶压力约为 57 MPa，气瓶外表涂铝白色，并标有黑 色 “液化二氧化碳 ”的字样。液态 C02在常温下容易汽化。 溶于液态 C02中的水分易蒸发成水汽混入 C02气体中，影 响 C02气体的纯度。在气瓶内汽化 C02气体中的含水量， 与瓶内的压力有关，随着使用时间的增长，瓶内压力降低 ，水汽增多。当压力降低到 0.98MPa时， C02气体中含水 量大为增加，不能继续使用。 焊接用 C02气体的纯度应大 于 99.5，含水量不超过 0.05 。 9 2焊丝 (1)对焊丝的要求 1)C02焊焊丝必须比母材含有较多的 Mn和 Si等脱氧元素， 以防止焊缝产生气孔，减少飞溅，保证焊缝金属具有足够的 力学性能。 2)焊丝含碳量限制在 0 10以下，并控制硫、磷含量。 3)焊丝表面镀铜，镀铜可防止生锈，有利于保存，并可改 善焊丝的导电性及送丝 的稳定性。 (2)焊丝型号及规格 根据 GB T 81101995 气体保护电弧焊用碳钢、低 合金钢焊丝 规定，焊丝型号由三部分组成。 ER表示焊丝， ER后面的两位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度，短划 “” 后面的字母或数字表示焊丝化学成分分类代号，如还附加其 他化学成分时，直接用元素符号表示， 并以短划 “”与前面 数字分开。 10 焊丝型号 11 焊丝牌号 12 3.药芯焊丝 药芯焊丝是继焊条、实芯焊丝之后广泛 应用的又一类焊接材料，它是由金属外皮 和芯部药粉两部分构成的。用药芯焊丝进 行焊接，具有生产率高、易于实现自动化 、飞溅少、焊缝成形美观、合金元素过渡 效果高于焊条药皮等一系列优点。 13 1）药芯焊丝截面形状 14 2）药芯焊丝特点 n 焊接工艺性能好， n 熔敷速度快，生产率高， n 合金系统调整很快， n 能耗低， n 综合成本低。 15 焊 材消耗量 =需要金属量 综 合熔敷效率 焊 材 费 用 =焊 材消耗量 焊 材 单 价 燃弧 时间 =需要金属量 熔敷速度 气体 费 用 =气体流量 燃弧 时间 气体 单 价 总 作 业时间 =燃弧 时间 +其它 时间 工 资费 用 =总 作 业时间 工 资单 价 电 力 费 用 =（ 焊 接 电 流 电 弧 电压 燃弧 时间 单 价） 60000焊 接成本 =焊 材 费 用 +气 体 费 用 +工 资费 用 +电 力 费 用 京群 焊 材科技有限公司 碳 钢药 芯 焊丝 与 焊丝 的成本分析、生 产 率 对 比 报 告 对 比 项 目 碳 钢实 芯 焊丝 GML56- 1.2 折合金 额 碳 钢药 芯 焊丝 GFL711- 1.2 折合金 额 熔敷效率 90% 86% 熔敷速率 70g/min 95g/min 劳动时间 利用率 60% 60% 价 格 8.0元 /KG 13元 /KG 焊 接参数 240A25V 280A 30V 得到相同的 焊缝 金属 重量 630KG 630KG 购买焊 材重 700KG 5600元 732KG 9516元 焊 接所需 时间 （人工 费 ） 278小 时 （ 35天） 100元 /天 3500元 183小 时 (23天 )100元 /天 2300元 焊缝 打磨 （人工 费 ） 25天 （ 100元 /天） 2500元 10天（ 100元 /天） 1000元 耗 电 量 2835度(0.8元 /度 ) 2268元 1064度 (0.8元 /度 ) 851.2元 小 结 13868元 13667.2元 16 17 三、 C02保护焊的焊接工艺参数 气体保护焊的主要焊接工艺参数有 焊丝 直径、焊接电流、电弧电压、焊接速 度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、 装配间隙与坡口尺寸 等。 18 1焊丝直径 焊丝直径应根据焊件厚度、焊接空间位 置及生产率的要求来选择。当焊接薄板或 中厚板的立、横、仰焊时，多采用直径 1 2mm以下的焊丝；在平焊位置焊接中厚板 时，可以采用直径 1 2mm以上的焊丝。 19 2焊接电流 焊接电流的大小应根据焊件厚度、焊丝 直径、焊接位置及熔滴过渡形式来确定。 焊接电流越大，焊缝厚度、焊缝宽度及余 高都相应增加。通常直径 0.81.2mm的焊 丝，在短路过渡时，焊接电流 50300A内 选择。细滴过渡时，焊接电流在 250500 A内选择。 20 3电弧电压 电弧电压必须与焊接电流配合恰当，否则会 影响到焊缝成形及焊接过程的稳定性。电弧 电压与焊接电流的关系可用下式来计算： U=14+I 200.52.5 式中 U焊接电压； I 焊接电流； 电弧电压随着焊接电流的增加而增大。短路 过渡焊接时，通常电弧电压在 1624V范 围内。细滴过渡焊接时，对于直径为 1 2 1.6mm的焊丝，电弧电压可在 25-36V范 围内选择。 21 22 4焊接速度 在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电 压条件下，随着焊速增加，焊缝宽度与焊缝 厚度减小。焊速过快，不仅气体保护效果变 差，可能出现气孔，而且还易产生咬边及未 熔合等缺陷；但焊速过慢，则焊接生产率降 低，焊接变形增大。一般 C02半自动焊时 的焊接速度在 1530m h。 23 5焊丝伸出长度 焊丝伸出长度取决于焊丝直径，一般约 等于焊丝直径的 10倍，且不超过 15 mm。 伸出长度过大，焊丝会成段熔断，飞溅严 重，气体保护效果差；过小，不但易造成飞 溅物堵塞喷嘴，影响保护效果，也影响焊工 视线。 24 6 C02气体流量 C02气体流量应根据焊接电流、焊接速 度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择，过大 或过小的气体流量都会影响气体保护效果。 通常在细丝 C02焊时， C02气体流量约为 1015L min ；粗丝 C02焊时， C02气体流 量约在 1525L min。 25 7电源极性与回路电感 为了减少飞溅，保证焊接电弧的稳定 性， C02焊应选用直流反接。大面积堆焊、 铸铁冷焊时应选用直流正接。 26 8.焊枪倾角 焊枪倾角也是焊接质量不容忽视的因素，焊枪 倾角过大 (如前倾角大于 25)时，不仅熔宽加大、 减少熔深，还会增加飞溅。当焊枪与焊件成后倾 角时， (电弧指向已焊焊缝 )，焊缝窄，熔深较大 、余高较高。 焊枪倾角对焊缝成形的影响见图。通常焊工习 惯用右手持枪，采用左向焊法，采用前倾角 10 15(焊件的垂线与焊枪轴线的夹角 )，不仅能够清 楚地观察和控制熔池，而且可以得到较好的焊缝 成形。 27 (9)喷嘴至焊件的距离 喷嘴与焊件间的距离应根据焊接电流来 选择，见图 : 28 四、 焊接工艺参数选择不当引起的飞 溅、焊道发黑及减少缺陷的措施 一） CO2气体保护焊产生飞溅、焊道发黑的主要原 因如下： 1、焊接工艺参数选择不当引起的飞溅、焊缝发黑 这种飞溅、焊道发黑是因焊接电流、电弧电 压等焊接工艺参数选择不当而引起的。如随着电 弧电压的增加，电弧拉长，熔滴易长大，且在焊 丝末端产生无规则摆动 ,致使飞溅增大。焊接电流 增大，熔滴体积变小，熔敷率增大，致使飞溅增 大。因此，必须正确地选择 C02焊的焊接工艺参 数，才会减少产生飞溅、焊道发黑的可能性。 29 2、熔滴过渡时，熔滴中的飞溅产生的原因 1） CO2电弧焊最主要的缺点。严重时甚至要影响焊 接过程的 FeO与 C反应产生的 CO气体在电弧高温下急 剧膨胀，使熔滴爆破而引起金属飞溅。 2）由电弧的斑点压力而引起的飞溅。因 CO2气体高 温分解吸收大量电弧热量，对电弧的冷却作用较强 ，使电弧电场强度提高，电弧收缩，弧根面积减小 ，增大了电弧的斑点压力。 熔滴在斑点压力的作用 下十分不稳定，形成飞溅。 3）短路过渡时由于液体小桥爆断引起的飞溅。当熔 滴与熔池接触时，由熔滴把焊丝与熔池连接起来， 形成液体小桥。随着短路电流的增加，使液体小桥 金属迅速地加热，最后导致液体小桥金属发生气化 爆炸，引起飞溅。 30 4） CO2气体保护焊对铁锈、油污的敏感引起的飞溅 ，当工件上锈蚀、油污清理不干净时，也会引起飞 溅。 二 ) 减少飞溅、焊缝发黑的措施主要有以下几方面 ： 1、正确选择工艺参数 1） 焊接电流与电弧电压。 CO2电弧焊时，在短路 过渡时飞溅率小，细滴过渡时飞溅率也较小，而混 合过渡时飞溅最大。以直径 1.2 焊丝为例，电流小 于 200A或大于 300A时飞溅率都较小，介于两者之间 则飞溅率较大。在选择焊接电流时，应尽可能避开 飞溅率高的混合过渡区。 2）电弧电压与焊接电流的调整。这一参数对焊接过 程稳定性、熔滴过渡、焊缝成型、焊接飞溅、焊缝 发黑等均有重要影响。电弧电压与焊接电流的关系 可用下式来计算： 31 式中 U=14+电流 200.52.5 U焊接电压， V； I焊接电流， A。 3）保护气体。保护气体及气体流量是气体保护焊的 主要参数之一，选择不当，将产生大量飞溅，焊道 发黑，以致使焊缝成型变坏，甚至使焊接过程无法 进行。 CO2气体的物理性质决定了电弧的斑点压力 较大，这是 CO2气体保护焊产生飞溅的最主要原因 。在 CO2气体中加入氩气后，改变了纯 CO2气体的 物理性质。随着氩气比例的增大，飞溅逐渐减少。 但氩气比例太大，焊缝流动性变差，焊道打不开， 容易凸起，发黑。 4）焊丝伸出长度。一般焊丝伸出长度越长，飞溅率 越高，焊道发黑。例如，直径 1.2 焊丝，焊丝伸出 32 长度从 20 增至 30 ，飞溅率约增加 5%。所以在 保证不堵塞喷嘴的情况下，应尽可能缩短焊丝伸出 长度。 5）焊枪角度。焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角度越 大，飞溅越多。因此，焊枪前倾或后倾最好不超过 20 6）焊接速度。焊接速度与电弧电压和焊接电流之间 ，也有一个对应关系，即电流大，焊接速度增加， 电流小，焊接速度减少。如果协调不好，焊速慢， 焊缝高温停滞时间过长，焊道容易发黑，起堆。 7）电流极性。 CO2气体保护焊主要是采用直流反接 性，这时焊接过程稳定，飞溅也小，相反，当采用 正极性时，在相同的焊接电流下，焊接速度大为提 高，约为反极性时的 1.6倍，且熔深较浅，余高增加 ，飞溅大，焊道发黑。 33 2、工件的清理及防风措施 1）工件上的锈蚀、油污、水分和灰尘要清理干净。 2）重要工件必须对坡口周围 20 范围内进行清理 ，并打磨出金属光泽。 3）焊接周围要有防风措施。 如果工件的清理及防风措施没有做好，焊接中焊缝 会产生气孔，焊缝成型差，焊道发黑，甚至中断焊 接过程 34 五、气体保护电弧焊的分类： （ 1）按所用的电极材料不同，可分为非熔化极气体保护焊 和熔化极气体保护焊，其中熔化极气体保护焊应用最广。非 熔化极气体保护焊是钨极惰性气体保护焊，如钨极氩弧焊 (TIG)。熔化极气体保护焊又可分为熔化极惰性气体保护焊（ MIG）、熔化极活性气体保护焊（ MAG）、 CO2气体保护焊 （ CO2焊）三种，如图 11所示。 （ 2）按照保护气体的种类不同，可分为氩弧焊、氦弧焊、 氮弧焊、氢原子焊、 CO2气体保护焊等方法。 （ 3）按操作方式的不同，可分为手工气体保护焊、半自动 气体保护焊和自动气体保护焊。 35 熔化极气体保护焊 惰性气体保护焊（ MIG） 活性气体保护焊（ MAG） CO2气体保护焊（ CO2焊） Ar Ar O2 CO2 Ar+He Ar CO2 Ar O2+ CO2 He CO2+O2 图 1-1 熔化极气体保护焊分类 36 保护气体的种类及应用 焊接时可用作保护气体的气体主要有： 氩气（ Ar）、氦气（ He）、氮气（ N2）、氢气（ H2）、二氧化碳气体（ CO2）及混合气体。常用的 保护气体的应用见表 11 。 37 n 表 1-1 常用保护气体的应用 被 焊 材料 保 护 气体 混合比 化学性 质 焊 接方法 铝 及 铝 合金 Ar 惰性 熔化极和 钨 极Ar+He (He) 10% 铜 及 铜 合金 Ar 惰性 熔化极和 钨 极 Ar N2 (N2) 20% 熔化极N 2 还 原性 不 锈钢 Ar 惰性 钨 极 Ar O2 (O2) 1%2% 氧化性 熔化极Ar O2 CO2 （ O2） 2%、 (CO2) 5% 碳 钢 及低合金 钢 CO2 氧化性 熔化极Ar CO2 (CO2) 20%30% O2 CO2 (O2) 10%15% 钛锆 及其合金 Ar 惰性 熔化极和 钨 极Ar+He (He) 25% 镍 基合金 Ar+He (He) 15% 惰性 熔化极和 钨 极 Ar N2 (N2) 6% 还 原性 钨 极 38 六、 中厚板对接 CO2气体保护 焊操作技术 1、中厚板对接平位 CO2气体保护焊操作 技术 板对接平焊打底时，熔池呈悬空状态，液态金 属受重力影响极易产生下坠现象，焊接过程中必须 根据装配间隙及熔池温度变化情况及时调整焊枪角 度、摆动幅度和焊接速度，以控制熔池尺寸，保证 试件背面成形均匀一致的焊缝。下面以 14 板材为 例来说明 CO2气保护焊操作技巧。 39 A、焊前准备 （ 1） 试件选用厚度为 14 的 Q345（ 16MnDR）压力容器钢 试件，试板尺寸为 300 100 14 ，试板一侧加工成 301坡口，钝边厚度小于 0.5 。如图 15 （ 2） CO2气体保护焊对铁锈、油污等较敏感，因此，焊前 必须对坡口周围 20 范围内进行清理，并打磨出金属光泽。 焊丝采用 ER50-6，直径为 1.2 。 （ 3）在试件两端进行定位焊，定位焊缝长度为 1015 ， 始端间隙 2.0 ，终端间隙 3.0 ，定位焊时使用的焊丝及焊 接参数与正式焊接时相同，定位焊后将定位焊缝两端用角向 磨光机打磨成斜坡状，并将坡口内的飞溅物清理干净。低合 金钢板对接平焊 CO2气体保护焊采用四层焊接，焊接参数选 择见表 111 40 p S: 12 : 322 B: 200 L: 300 b、 p自定 反变形量自定 图 15 中厚板平焊试件 L B b S 41 表 111 中厚板平焊焊接工艺参数 焊 接 层 数 焊丝 直径 ( ) 伸出 长 度 ( ) 焊 接 电 流 (A) 焊 接 电压 (V) 喷 嘴孔径 ( ) 气体流量 （ L/min） 第一 层 1.2 1015 105110 18.519 15 1415 第二 层 1.2 1015 175180 22.523 15 1516 第三 层 1.2 1015 180190 2324 15 1516 第四 层 1.2 1015 180190 2324 15 1516 42 B、操作技术 将试件放在工作台上，背面留出足够的空间，间隙较小 的一端作为始焊端置于右侧，多层焊接时，打底焊、填充焊 和盖面焊均采用左向焊法。 （ 1） CO2气体保护焊单面焊双面成形打底焊一般采用小电 流焊接，熔滴以短路形式过渡。引弧时为防止因短路电压较 低而引起飞溅，引弧前应先将焊丝端部用尖嘴钳剪成斜坡状 ，以减小短路接触面积，有利于引弧。同时注意焊丝伸出长 度，一般在引弧时为 10 左右，伸出长度过长，易使电阻热 增大，引起焊丝爆断，无法实现平稳引弧。引弧位置一般应 在定位焊缝的斜坡顶端。 43 （ 2）打底焊接时，焊枪与焊件之间的夹角与薄板相同。电 弧引燃后，沿斜坡向坡口根部运行焊枪，至坡口根部后做小 幅度横向摆动，并在坡口两侧稍作停顿。焊接时注意观察熔 孔尺寸，熔孔直径比坡口间隙大 0.51.0 , 根据坡口间隙 和熔孔直径的变化调整焊枪横向摆动幅度和焊接速度。当坡 口间隙和熔孔增大时，焊枪横向摆动幅度也要加宽，以保证 获得均匀一致的背面焊缝成形。焊接过程中，焊丝端部应始 终在熔池前半部，焊丝不得脱离熔池。此外，应严格控制喷 嘴高度，既不能遮挡操作视线，又要使气体保护效果良好。 焊接时，电弧在距坡口根部 23 处燃烧，使打底焊道厚度 保持在 34 左右。 44 （ 3）填充层焊接前，将打底层焊道表面的焊渣和飞溅物清 理干净，焊接电流和电弧电压调整至合适的范围内。填充层 焊接时焊枪角度及焊枪横向摆动方法与打底焊时相同，焊丝 伸出长度可稍大于打底焊时 12 。焊接时注意焊枪摆动均 匀到位，在坡口两侧稍加停顿，以保证焊道平整，同时有利 于坡口两侧边缘充分熔化，不产生未熔合缺陷。焊接过程中 注意控制焊接速度，以保证合适的焊道厚度和填充层与打底 层金属熔合良好。填充层焊完后焊道表面距试件表面以 11.5 为宜，并不得破坏坡口边缘棱角。 （ 4）盖面层焊接前，先将填充层焊道表面的焊渣及金属飞 溅物清理干净，接头处凹凸不平的地方用角向磨光机打平， 导电嘴、喷嘴周围的飞溅物清理干净。盖面层焊接时焊枪角 度、摆动方法与填充焊时相同，但焊枪横向摆动幅度不宜过 大，否则易出现焊波粗大和咬边现象。焊枪在坡口两侧摆动 要均匀缓慢，以防止产生咬边。 45 （ 5）操作注意事项 CO2气体保护焊平位打底焊时，应注意焊枪摆动方法、 焊枪角度、电弧在坡口内所处位置及熔孔效应等。焊接时应 将焊枪角度控制在一定范围内，焊枪后倾角太小，不仅会使 保护气氛破坏，且易使液态金属超前流动，阻碍熔孔的形成 ，使背面焊缝无法成形；焊枪后倾角太大，不仅影响操作视 线，且易使焊丝端部脱离熔池，透过坡口间隙伸至试件背面 ，致使焊接过程发生中断。焊枪摆动方法应得当，以有效控 制熔池尺寸，防止液态金属透过坡口间隙产生下坠，同时要 控制熔池温度的上升。焊接过程中，应注意控制熔孔尺寸， 使之始终保持在大于坡口每侧间隙 0.51.0 之间，以获得 均匀平整的背面焊缝成形。 CO2气体保护焊焊接时不需停弧 ，尽量一次连续焊接完成，若不能一次焊完，则应打磨收弧 处，再次引弧，操作方法与前述方法相同。当中途中断焊接 时，要使用滞后停气，以免熔池在高温状态下发生氧化现象 。 46 平位对接试板（ 1G） 1 47 平位对接试板（ 1G） 2 48 2、中厚板对接立位 CO2气体保护焊操作技术 板对接立位单面焊双面成形时，熔池下部焊道对熔池起 到承托作用，采用细焊丝焊接，短路过渡形式，有利于实现 单面焊双面成形，但焊接电流不宜过大，否则会产生液态金 属下淌，使焊缝正面和背面出现焊瘤。焊枪的摆动频率应稍 快，焊后焊缝要薄而且均匀。 A、焊前准备 立焊焊前准备与平焊相同。在试件两端进行定位焊，定 位焊缝长度为 1015 ，始端间隙 1.8 ，终端间隙 2.8 ， 定位焊缝要牢固可靠，特别是终焊端更要牢靠。定位焊时使 用的焊丝及焊接参数与正式焊接时相同，定位焊后将定位焊 缝两端用角向磨光机打磨成斜坡状，并将坡口内的飞溅物清 理干净。立焊 CO2气体保护焊采用四层焊接，焊接参数选择 见表 112 。 49 p B S b S: 12 : 322 B: 200 L: 300 b、 p自定 反变形量自定 L 图 16 中厚板立焊试件 50 表 112 中厚板立焊焊接工艺参数 焊 接 层 数 焊丝 直径 ( ) 伸出 长 度 ( ) 焊 接 电 流 (A) 焊 接 电压 (V) 喷 嘴孔径 ( ) 气体流量 （ L/min） 第一 层 1.2 1015 105 18.5 15 15 第二 层 1.2 1015 105110 18.519 15 15 第三 层 1.2 1015 110115 18.519 15 16 第四 层 1.2 1015 110115 18.519 15 16 51 B、操作技术 1）焊接前将定位好的试件固定在焊架上，焊件处于立焊位置，间 隙较小的一侧为下端，装卡要牢固可靠，由下向上进行焊接。焊枪 与试件之间的夹角与薄板相同。引弧前调整焊丝伸出长度，检查焊 枪和把线位置是否合适，喷嘴是否通畅。引弧位置可在试件下端定 位焊缝处，电弧引燃后，立即向坡口两侧横向摆动，并缓慢上移至 坡口根部，形成第一个熔孔后，开始进行正式焊接。打底焊接时， 熔孔尺寸要适当，一般保持在熔化坡口每侧 0.81.2为宜。焊枪做 横向锯齿形摆动，注意保持焊丝端部始终不离开熔池上边缘。当熔 池温度升高时，可适当加大焊枪横向摆动幅度，但不得随意扩大熔 孔，以免背面焊缝产生超高或宽窄不均现象。 CO2气体保护焊一般 可一次将打底焊缝焊完，不需接头，但因其他故障停止焊接时，应 注意滞后停气，以防熔池中心产生冷缩孔。接头前，用角向磨光机 将收弧处打磨成斜坡状，但不得破坏坡口两侧的母材。接头时，将 焊丝端部对准斜坡最高点，引燃电弧后，做横向锯齿形摆动，在斜 坡最低点焊出新的熔孔，待熔孔尺寸适当后，可继续向上摆动焊接 。由于没有熔渣等因素影响，所以半自动 CO2焊接头一般较为平滑 整齐。 52 （ 2）填充层焊接前，先将打底层焊道表面的氧化物清理干净， 用角向磨光机将接头凸起的地方磨平，喷嘴内的飞溅物清理干净 ，检查送丝机构是否正常，气体流通是否通畅，然后调整好焊丝 伸出长度，即可开始焊接。填充层焊枪角度比打底焊时下倾 510，与试件两侧夹角仍保持 90。在试件最下端引燃电弧， 采用与打底层相同的焊枪摆动方法，但焊枪横向摆动速度应较慢 ，摆动幅度应较宽。焊接时注意填充层焊道边缘与坡口边缘棱角 处的尺寸，焊丝横向摆动至坡口两侧时，注意稍加停顿，以保证 获得平整的焊道表面。填充后焊道表面距试件表面 2.02.5 。 （ 3）盖面层焊接前，先将填充层焊道表面的氧化物及飞溅物等 清理干净，接头超高处磨平，并将喷嘴内的飞溅物清理干净。盖 面层焊接时所采用的焊枪角度、摆动方法与填充层焊接时相同， 但焊枪摆动幅度应更宽。焊丝运行至坡口边缘棱角处时，要稍加 过渡停顿，然后回焊，回焊时注意后焊熔池的中心位置，使焊缝 均匀圆滑。 53 立位对接试板（ 3G） 1 54 立位对接试板（ 3G） 2 55 3、中厚板对接横位 CO2气体保护焊操作技术 A、焊前准备 试件选用厚度为 14 的 Q345（ 16MnDR）压力容器钢 试件，试板尺寸为 300 100 14 ，试板一侧加工成 301坡口，钝边厚度小于 0.5 。如图 17 焊前准备和清理与平焊、立焊相同，可在试件两端进 行定位焊，定位焊缝长度为 1015 ，始端间隙 1.8mm, 终 端 间 隙 2.5mm, 终焊端的定位焊缝长度要稍长些，且牢固可 靠，定位焊时所采用的焊接参数与正式焊接时相同，定位焊 结束后，将周围产生的飞溅物清理掉，并用角向磨光机将定 位焊缝内侧一端打成斜坡状。留出合适的反变形角度（比平 焊、立焊大一些），约 56。横焊 CO2气体保护焊采用四 层 10道焊接， 焊接参数的选择见表 113 。 56 S: 12 : 322 B: 200 L: 300 b、 p自定 反变形量自定 图 17 中厚板横焊试件 S P b B L 57 表 113 中厚板横焊焊接工艺参数 焊 接 层 数 焊丝 直径 （） 伸出 长 度 （） 焊 接 电 流 （ A） 焊 接 电压 （ V） 喷 嘴孔径 （） 气体流量 （ L/min） 第一 层 1.2 1015 110115 18.519 15 15 第二 层 1.2 1015 150155 2020.5 15 16 第三 层 1.2 1015 150155 2020.5 15 16 第四 层 1.2 1015 150 2020.5 15 16 2、操作技术 (1)将试件装卡在焊接工位架上 ,接缝呈横向水平位置 ,间隙较小一端 为始焊端 ,采用自右向左、多层多道焊接，焊枪与试件之间的夹角与 薄板焊接时相同。 58 (2)引弧前用尖嘴钳将焊丝伸长部分斜向剪掉，使焊丝端部呈 锥状，以利于引弧。在试件端头定位焊缝上引弧，电弧引燃 后，沿接缝方向做上下小幅度摆动，当焊枪运行至斜坡根部 时，注意观察熔孔尺寸，一般以熔化坡口根部钝边每侧 0.51 为宜。当熔池尺寸达到要求时，即可沿焊接方向开 始焊接。板对接横位打底焊接较为容易，只要始终将焊枪置 于合适的角度，焊接过程中仔细观察熔池及熔孔，使之始终 保持均匀一致，即可获得良好的背面焊缝成形。焊接过程中 要根据坡口间隙和熔池温度调整焊接速度和焊枪上、下斜摆 动幅度，间隙大、熔孔大时，焊枪摆动幅度可以适当加大； 反之则减小。一般可连续焊至左端收弧。如因某种原因中断 焊接，应先用角向磨光机将停弧处打磨成斜坡状，引弧点要 在打磨斜坡的最高处，电弧引燃后开始做小幅度的上、下锯 齿形摆动，当根部出现熔孔后，即可均匀摆动向前焊接。 59 （ 3）填充层可分上、下二道，上、中、下三进行焊接，焊前先 将打底焊道表面的焊渣及飞溅物清理干净。接头凸起处用角向磨 光机磨光。焊枪与试件下端夹角为 80。焊接第一条焊道时，电 弧以打底焊道的下边缘为中心，进行焊接。为防止产生未熔合， 应尽可能减小焊枪横向摆动幅度，以增加熔深。填充层焊道以填 至距坡口表面 11.5 时为宜。焊接第二条焊道时焊接电弧以打 底焊道的上边缘为中心进行小幅度横向摆动焊接。为防止产生层 间未熔合现象，焊接时注意焊枪与焊道后侧的倾角可适当大些。 （ 4）盖面层焊接前将填充层焊道表面及坡口边缘的焊渣和飞溅 物清理干净。盖面层分四道进行焊接，焊枪与试件之间的夹角为 8085.焊枪与始焊端后倾角为 70，焊接下侧边缘时，电弧深 入坡口边缘棱角 1.5 ，焊枪摆动要均匀平稳。以后各条焊道焊 接时，电弧都应深入前条焊道的中心位置。第四条焊道焊接时， 应注意坡口上侧边缘熔合情况，以电弧深入上坡口边缘棱角 11.5 为宜。 60 横位对接试板（ 2G） 1 61 横位对接试板（ 2G） 2 62 4、中厚板对接仰位 CO2气体保护焊操作技术 A、焊前准备 试件选用厚度为 14 的 Q345（ 16MnDR）压力容器钢试件 ，试板尺寸为 30