(CO2气体保护焊焊接工法

资料简介(CO2气体保护焊焊接工法（2001）)前言：在冶金建筑工程中，钢结构制作占有相当大的比例，而焊接是钢结构制作的关键工序。焊接质量的好坏，直接关系到工程的进度、工程质量和安全，也关系到企业的经济效益。为提高施工效率，降低工程成本，以适应市场经济竞争，必须选择制订合理的焊接工法。CO2气体保护焊在低碳钢和低合金钢结构焊接中具有成本较低，生产率高，操作方便等优点，是近年来我国普遍推广使用的焊接方法。我公司于1999年*三期扩建钢结构制作和2000年*国丰钢铁公司30t转炉车间钢结构制作，采用了此方法，取得了一定的成效。1.特点1.1CO2气体保护焊可采用较高的焊接电流密度，焊丝熔敷效率高，母材熔深大，焊后熔渣少，可以连续施焊，故生产率高。1.2CO2气体和焊丝价格便宜，供应容易，成本低于手弧焊、埋弧焊及氩弧焊。1.3采用细丝短路过渡焊接，适合全位置焊接，且焊接变形小，焊缝不易烧穿。1.4CO2气体保护焊对油、锈敏感性较低，抗绣能力强，焊缝中含氢量低，抗裂性能好。1.5明弧焊接熔池可见度高，操作简单。2.适用范围本工法适用于各种低碳钢和低合金钢结构的焊接。改善细丝CO2气体保护焊接引弧性能的一种方法字体: 小 中 大 | 打印 发表于: 2007-6-25 09:45 作者: 麦蒂 来源: 中国焊接之家社区 谢亚斌1，景德善2(1.山西省工业设备安装公司，山西太原030012；2.临汾地区建筑工程总公司，山西临汾041000)table=98%,#fffffftrtd摘要：介绍了CO2气体保护焊收弧时焊接规范、参数进行自动切换，减小收弧后焊丝端头形成的固态金属熔球直径，改善了再次引弧时的引弧性能。 关键词：CO2气保护焊；性能；短路中图分类号：TG444+.73文献标识码：A/td/trtrtd引言 细丝CO2焊常采用焊丝直接与工件接触短路的方法引弧，收弧后常在焊丝端头形成一个几倍于焊丝直径的固态金属熔球。这个粗大的金属熔球一方面减少了焊丝与工件短路时的接触电阻，另一方面增大了焊丝伸出长度部分的热容量，所以再次引弧时，往往不能一次短路爆断就引燃电弧，而要重复短路n次才将电弧引燃。细丝CO2焊电弧引燃所经历的重复短路次数和建立电弧所需时间的长短是衡量CO2焊引弧性能如何的两个重要指标。它们直接影响焊道开始区段的熔深和飞溅量的大小，所以在细丝CO2焊收弧时尽量抑制粗大固态金属熔球的形成，对缩短电弧再引燃时重复短路次数和建立电弧所需时间、改善引弧性能和提高焊道开始区段焊接质量意义重大。改善细丝CO2焊引弧性能的方法很多，本文就在焊接按下停止按钮时将焊接规范参数自动切换成短路过渡规范参数收弧进行试验总结。1试验条件及方法1.1试验条件焊接电源：NBC-500气体保护焊机；焊丝直径(mm)：12；焊丝伸出长度(mm)：25；保护气体：CO2；气体流量(L/min)：13；试验电弧电压(V)：35；试验电流(A)：200，250，300。1.2试验方法对气体焊机中的送丝电路和调节电源外特性电路进行适当改造。焊接过程中按下停止按钮时，焊接规范参数将自动切换成电弧电压18V，焊接电流160A进行收弧。收弧后，分别测量不同电流情况下焊丝末端固态金属熔球尺寸，然后再引弧，同时用SC-10示波器记录出每种金属熔球尺寸下，引弧时电压和电流的波形变化情况，最后从所记录的波形上数出引弧重复短路次数，并算出建立电弧所需时间。2短路过渡收弧对引弧性能的改善利用焊接规范参数直接收弧和从焊接规范参数切换成短路过渡规范参数收弧，焊丝末端固态金属熔球直径大小见表1。表1两种规范参数收弧时焊丝熔球直径试验次数 收弧条件熔球直径mm以焊接规范参数直接收弧A以短路过渡规范参数收弧A20025020020025030001.891.881.9223.0071.901.9032.963.103.261.861.901.88平均值3.3071.891.90利用焊接规范参数直接收弧，焊丝末端固态金属熔球直径大；切换成短路过渡规范参数后收弧，焊丝末端固态金属熔球直径减少了40%左右，焊接电流为250A，上述两种规范参数收弧再引弧的参数见表2。重新引表2两种规范参数收弧再引弧的参数引弧参数收弧形式重复短路次数总短路时间s空载次数总空载时间s建立电弧所经历时间s焊接规范参数直接收弧30.3420.420.76短路过渡规范参数收弧20.2210.160.38弧的重复短路次数和试验结果表明，切换成短路过渡规范参数收弧，焊丝末端固态金属熔球直径小，减少了引弧时的重复短路次数，缩短建立电弧所需时间50%左右，再引弧时焊缝质量亦得到改善。一般说来，焊丝末端固态金属熔球直径越大，熔球与工件相接触面积越大，电阻值越小，接触电阻热也就越小。另外，固态金属熔球直径越大，焊丝伸出长度部分的热容量也就越大，焊丝与工件短路见图1。图1中A点附近焊丝的温度也就低。而焊枪导电咀与焊丝的接触点B处电阻热较多，则易在B点附近过热爆断。这时爆断的焊丝长度大于维持电弧燃烧的长度，所以电弧无法建立。于是焊丝再短路，再爆断，如此反复几次直至被爆断的焊丝长度等于或小于维持电弧燃烧长度，电弧建立。焊丝末端固态金属熔球直径小，A点接触面积小，通过接触面的电流密度增加，电阻热增加。另一方面，熔球尺寸小，热容量减少，这使得焊丝易在A点附近过热爆断，爆断长度短，电弧易引燃。3结论3.1采用短路过渡规范参数收弧，可以减少焊丝末端固态金属熔球的直径，改善引弧性能。3.2该方法对焊机中的送丝电路和调节电源外特性电路改造简单，现场操作方便易行，具有一定的推广作者简介：谢亚斌(1965)，男，山西万荣县人，工程师，本科；景德善(1963)，男，山西临汾人，工程师，本科。HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接工艺HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接工艺主题词：高强度钢板、焊接、工艺摘要：HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接质量，对ZFS6000/17/33液压支架起到举足轻重的作用，考虑到HJ58、WH60高强度钢板焊接接头的强度，焊前预热，选择不同的焊接工艺方法和焊接材料，将直接影响焊接质量，本文主要从HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊前准备及焊接过程等的工艺方面论述，制定出合理的焊接工艺。 引言ZFS6000/17/33液压支架是潞安矿业（集团）公司的开天窗放顶煤技术的主导架型，适应潞安矿业（集团）公司的所属各矿，潞安机电修造厂从2002年与郑州煤矿机械厂合作制造第一套ZFS6000/17/33液压支架以来，结合过去制作ZZP4800/17/33F液压支架，HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接经验，针对ZFS6000/17/33液压支架支护强度提高，HJ58、WH60高强度钢板用量增加，所占比例提高的情况，ZFS6000/17/33液压支架质量要求高，由于是首制，潞安矿业（集团）公司要求我厂的产品质量要高于郑州煤矿机械厂的产品质量，结合我厂现有条件，认真分析，以理论知识和生产经验为依据，进行调整，制定焊接试验方案，从焊前准备到焊接过程工艺的每一个步骤严密实施，从而改善焊接工艺效果，达到潞安矿业（集团）公司要求，使ZFS6000/17/33液压支架在北京开采所的型式试验一次通过和在潞安矿业（集团）公司王庄煤矿顺利通过工业试验，得到潞安矿业（集团）公司的认可，为以后正规生产，为我厂在制造质量的提高上奠定宝贵经验，取得第一手HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接的宝贵技术资料，本篇主要论述HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接工艺方法。 焊接工艺准备1、焊接设备：cpcx-500CO2气体保护焊机。2、焊接材料选用：为保证焊缝的强度和机械性能，焊丝材料更要有一定的含碳量和较高的合金含量。 焊丝：1.6mm SH60(要求焊丝表面镀铜，不允许生锈受潮)。3、焊接的坡口设计：根据HJ58、WH60高强度钢板，在ZFS6000/17/33液压支架上的部位和结构，质量要求，材质特点和CO2气体保护焊焊接工艺特点，综合考虑后进行设计，采用单面V型坡口和T型对接，如图（1）所示。4、坡口的加工：采用热切割方法，进行垂直平行切割，再进行正、反坡口加工，坡口的加工，可以用机械方法和热切割方法进行，机械加工方法，即刨坡口角度，刨后要去油污，热切割后要去熔渣，去氧化皮并打磨光顺。CO2气体保护焊焊的坡口要求精度不太高，坡口角度的允差一般5，钝边高2mm。5、铆工对点：对点质量直接影响焊接质量，强度和变形，故要严格控制对点质量，对点要准确，并且有均匀的根部间隙，严格控制错边和间隙的允差，当局部出现间隙过大时，可选用T506碱性焊条手工电弧焊修补或CO2气体保护焊补焊。6、码焊：是为确保结构件焊接质量和减小结构件的焊接变形，采用的焊接方法，也称多层多道焊接。7、引收弧位置：为了保证焊缝的焊接质量，始焊、终焊处最易产生焊接缺陷，如焊瘤、弧坑及火口裂纹，故采用指定的引、收弧位置，不采用与母材同样的材料的板做引、收弧板。焊接工艺过程1、清理工作： CO2气体保护焊焊前须将坡口两端表面和焊接部位的锈蚀、油污、氧化皮、水分及其他对焊接有害的物质清除干净，可用钢丝刷手工清除，风动或电动的手提或砂轮或钢丝轮机清除。2、焊缝预热加温： 为防止过快的冷却速度，防止产生淬硬组织和冷裂纹，HJ58、WH60高强度钢板焊前必需采用适当预热工艺，预热温度控制在100-120C。 生产中使用结构件整体预热，氧气、丙炔气体火焰补热法，也可用氧气、丙炔气体火焰加热法，将母材施焊部位加热到100C左右，鉴于母材厚散热快的特点，采用边加热，边焊接，即加热约2m长左右的焊缝，使母材温度控制在100C以上，再施焊的方法，确保HJ58、WH60高强度钢板的特点和在特殊温度下不致于产生裂纹。同时严格监控环境温度，当环境温度低于5C不允许焊接。3、焊接工艺及参数： CO2气体保护焊焊接参数，首道焊接电流不能采用过大电流，焊接速度也不能过快，否则容易造成脱渣难去除，影响生产效率，选择焊接电流420A，焊接电压36V，焊接速度20cm/min。焊接后检查焊缝质量，如发现有气孔、夹渣等缺陷，用电动手提式打磨机将缺陷部分处理干净，再用手工电弧焊焊条修复，层间焊渣需清理干净，每层焊后发现的缺陷必须清除修复。 为了控制焊接变形和焊接应力中间层焊缝焊接时，选用分道多层焊法：如图2所示。一般焊接电流400A，电压38V，焊速2528cm/min。 根据每道焊接的层间温度不一样特点，应适当控制焊接速度，可视温度情况稍做调整，一般层间温度控制在不超过220C，也不低于120C的情况施焊。 盖板焊接时，电流、电压、焊速度可适当调低，焊接程序；如图3所示，采用多层多道焊接方法。 由于HJ58、WH60高强度钢板用在液压支架上的关键位置的特殊的要求，各焊接位置需要在合适的位置焊接，需要经常变换焊接位置，焊缝均采用多层多道焊接，电流应适当减小，减小焊接变形，电流380400A，电压38V，焊速2225cm/min，其他各道重复上述的施焊规范。4、焊接后热处理： 焊后采用整体消除内应力热处理，消除焊接中产生的变形和应力，保证HJ58、WH60高强度钢材料的组织形态和焊接焊缝强度，严格控制退火炉温度在500560C，且随炉冷却。 结 论 通过对HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接工艺的分析，以理论知识和生产经验实践为依据，摸索制定了上述焊接工艺方法，通过采用此工艺施焊，确保了HJ58、WH60高强度钢板CO2气体保护焊焊接质量，ZFS6000/17/33液压支架在北京开采所型式试验一次成功，到目前第一套ZFS6000/17/33液压支架，已在王庄矿采了三个工作面，效果很好，焊缝质量也较为满意，无开焊等缺陷，从而使CO2气体保护焊焊接施工生产顺利开展，保证了焊接质量和生产进度，提高了生产效率，总之，此焊接工艺在HJ58、WH60高强度钢的CO2气体保护焊中是可行的。今后还得不断总结经验，不断改进工艺，使此工艺得到更加完善。CO2/MAG焊接技术在锅炉压力容器行业应用的工艺特点1 CO2气体保护焊的优缺点及认识误区 CO2气体保护焊接方法具有明弧、无渣、节能、生产率高、成本低、变形小、抗锈能力强、焊缝含氢量低、抗裂性好、可进行全位置焊接等特点，因此这种焊接方法应用很广泛，并且普及率逐年上升。但在锅炉压力容器行业应用的还较少，分析其原因主要存在以下认识误区。1.1 CO2焊的焊接接头质量比焊条电弧焊要低，焊接过程中飞溅大，不适合焊接重要的焊接产品。1.2 电弧气氛中具有较强的氧化性，焊缝金属的含氧量较高，焊接接头的冲击韧性值低；焊接工艺评定不合格，难于应用于焊接生产。1.3 CO2焊缝成形差，焊道凸起狭窄（如驼峰焊道）；焊缝容易产生咬边及未熔合等焊接缺陷。 随着CO2焊接电源先进控制技术的提高，高品质焊接材料的发展及新型焊接工艺的应用，上述CO2焊接缺点（飞溅大、成形差、韧性低）均能得到有效的解决。2 CO2焊接工艺的改进2.1 80年代曾有专家提出：CO2焊接工艺方法不适合锅炉，压力容器的焊接，因为其塑韧性不稳定。主要原因是过去的CO2焊丝标准沿袭了原苏联的旧标准，焊丝含Mn量偏高：（Mn：1.82.1%），Mn/Si比值高，焊缝强度高，塑韧性偏低。随着焊丝质量的改进，引用欧美焊丝标准，Mn/Si比值适当（Mn：1.41.85% Si：0.81.15%），CO2焊缝塑韧性值均略高于碱性低氢焊条的塑韧性值。2.2 采用混合气体保护焊（MAG焊），合金元素过渡系数高，焊缝综合机械性能优良。焊接接头的冲击韧性值较高，如唐山神钢公司生产的MG-51T实心焊丝其熔敷金属的机械性能见下表：焊接方法屈服强度s（MPa）抗拉强度b（MPa）延伸率（%）冲击韧性Akv（J）CO2 46056032110MAG520600311602.3 Ar+CO2混合气体保护焊（MAG焊）的电弧稳定了阴极斑点，提高了电弧的稳定性。保护气体中加入7595%Ar，增大了电弧的热功率，降低熔池的表面张力，熔池金属的润湿性好，焊道平铺无凸起缺陷，改善了焊缝熔深形状和外观成型，减小咬边倾向。2.4 MAG焊电弧增强了熔滴过渡的稳定性。熔滴短路过渡时飞溅少（较CO2焊减少1020%）。当焊接电流超过喷射过渡的临界电流时（如1.2实心焊丝MAG焊时电流I 280A），熔滴达到射流过渡状态，实现了无飞溅焊接。2.5 当焊接电流低于临界电流时采用脉冲熔化极电源（如唐山松下AG1系列脉冲MIG/MAG焊机），均能达到无飞溅的脉冲射滴、射流过渡。2.6 CO2焊采用药芯焊丝由于电弧和熔池都是在气+渣联合保护下，具有飞溅少、气孔少、韧性高、熔深大、熔敷速度高等特点，更加适合锅炉压力容器重要受压元件的焊接。2.7 控制焊缝外观成形也依靠焊工熟练的操作技能，如立焊、全位置焊接的运枪手法见图一，推荐采用反月牙形运枪手法，焊缝余高低，无咬边缺陷。3 CO2/MAG焊接工艺在锅炉压力容器受压元件上焊接的应用3.1 159*5锅炉压力容器筒体和管道采用MAG自动焊及半自动焊或钨极氩弧焊（TIG焊）打底+MAG半自动填充盖面焊，替代焊条电弧焊和埋弧自动焊，工效提高23倍以上。3.2 压力容器筒体的纵、环焊缝，法兰、人孔及加强板焊缝采用MAG焊接工艺，能使焊接总成本降低39.6-58.7%（与焊条电弧焊比）,平均降低48.5%。3.3 锅炉本体和耐热钢管的焊接采用专用的药芯焊丝CO2气体保护焊，效率与焊条电弧焊相比可提高工效2.02-3.88倍。3.4 药芯焊丝CO2气体保护焊接球形容器，X光一次探伤合格率达到99.04%；焊缝质量高，成本低，获得可观的经济效益。某公司油罐施工焊接中测定的CO2焊比焊条电弧焊成本降低了65%。3.5 CO2/MAG焊工艺优质、高效、低成本的综合优点是其它焊接方法所不能比拟的。 据有关资料介绍：在某行业CO2焊接熔敷金属量占焊接总熔敷量由8%提高到15%，可获得经济效益5.65亿元。4 总结4.1 采用Ar+CO2混合气体保护与实心焊丝相结合的工艺；采用CO2气体保护+药芯焊丝相结合的工艺；经过焊接工艺评定，完全适合锅炉压力容器受压元件的焊接。4.2 非受压元件采用CO2气体保护+实心焊丝相结合的工艺焊接，能够满足焊接结构的技术要求。 CO2/MAG焊工艺是优质、高效、低成本的焊接方法，在锅炉，压力容器行业大力推广应用，会获得很好的经济效益。CO2气体保护焊的推广和应用 文章来源：MW35.com 文章作者：佚名 发布时间：2006-04-21 字体： 大 中 小 摘 要 CO2气体保护电弧焊是一种先进的焊接方法。电焊工通过理论和实践培训，掌握这种技能，体现它的优点，克服它的缺点，推广这种焊接方法，提高焊接工作效率。 热点模具网论坛关键词 培训；掌握；推广；焊接方法 热点模具网 CO2气体保护电弧焊是一种先进的焊接方法，它具有焊接质量好、效率高、成本低等一系列优点。但它与手弧焊、埋弧焊相比也存在一些缺点：如焊缝成形不够美观，焊接时飞溅大；CO2焊接设备较复杂，要求操作人员具有较高的维护设备的技术能力；抗风能力差，给室外作业带来一定困难；弧光较强，焊接时必须注意劳动保护，CO2气体纯度一致性的保证问题等等。由于以上问题，也为CO2气体保护焊的推广和应用带来一定的难度。 热点模具网 由于CO2气体保护电弧焊在当前被认为时一种高效率、低成本、节省能源的焊接方法，在南阳石油机械厂这样的国家大型企业中推广和应用也是顺理成章的。南阳石油机械厂是石油系统轻型钻机的生产基地，年产值3亿多元，其中焊接任务繁重，这就要求不断提高电焊工的焊接技术，购置先进的焊接设备，以满足生产的需要。为了克服CO2气体保护焊的缺点，南阳石油机械厂也走出了一条自己的路子：主要是先购置少量的CO2焊接设备，由焊接技术较高的焊工试用，经过培训，不断掌握设备的性能，提高焊接技能，达到熟练操作的程度，然后再批量地购置高性能地设备，由导师带徒和请专业工艺师或焊接专家授课，对所有电焊工进行培训，考CO2焊接证，达到推广CO2气体保护焊地目的。 热点模具网南阳石油机械厂从1989年开始购置了2台CO2气体保护焊机，操作工经过短期的培训，了解了一些CO2焊机的性能，基本掌握了焊接技术，能够从事一些简单的焊接，特别是薄板焊接。由于这是南阳石油机械厂初次使用CO2焊机，电焊工对CO2气体保护焊上的认识不足及焊接技术和焊接设备性能不高等原因，经常出现导电嘴堵塞、烧坏喷嘴等故障，造成不必要的浪费，有人认为CO2气体保护焊效率不高、飞溅大、维修费用高，限制了CO2气体保护焊焊接技术的推广。不过，通过这次的尝试和以后的间断使用，南阳石油机械厂从领导到职工一致认识到CO2气体保护焊的先进性，值得推广。推广CO2气体保护焊的关键主要有2点：一是电焊工经过培训，提高CO2气体保护焊的焊接技能，熟悉CO2焊枪、焊机、送丝机的性能，常见故障的维修和焊枪的操作方法；二是购置高性能的CO2焊机，以适应工厂钢结构件焊接的需要。 此篇文章来自中国热点模具网经过考察和论证，工厂再1998年陆续从成都玛瑞电子设备厂购进几台CO2焊机，经过该厂技术人员的努力和南阳石油机械厂电焊工的配合，对焊机的性能、注意事项、常见故障及排除方法，如何调节焊接电流及电压、送丝速度、气体流量等工艺参数，一一做了讲解。接受培训的焊工，认真学习，仔细琢磨，抓紧时间进行实践操作，在工作中不断总结经验，耕具不同厚度的钢板调节不同的焊接工艺参数，减小飞溅，提高焊接效率，尽最大努力做到焊缝成形美观。 热点模具网 经过几年的努力，提高了电焊工对CO2气体保护焊的认识，积累了一定的实践工作经验，少数电焊工熟练地掌握了CO2气体保护焊的焊接技能，更好地发挥了CO2焊接优质、高效、成本低地特点。至此，推广CO2气体保护焊的条件已基本成熟，关键在于成批购置高性能的CO2焊机。工厂在2001年通过招标的方式，先后从瑞典进口10泰伊萨（ESAB）LAW420型CO