《双丝气电立焊工艺规范》编制说明

1、工作简要过程，来源、主要参加单位和工作组成员等；

1.1前言

船舶行业集装箱船存在大厚板的立对接焊缝，常规的立对接焊缝采用手工半

自动焊或单丝气电立焊进行焊接，如采用手工半自动焊需进行多层多道焊焊接，

焊接效率低且焊接质量不易控；采用单丝气电立焊则一般无法焊接40mm及以上

的厚板，否则易出现背面未焊透情况。因此开发超高效率的双丝气电立焊，可有

效的提升大厚板的焊接效率及质量。

当前相对于气电立焊的焊接，国内有船舶行业标准CB/T3947《气电自动立焊

工艺要求》，但针对双丝气电立焊无相关的标准。本项目制定双丝气电立焊的标准，

填补现有标准的不足，针对船舶、钢结构等行业存在的厚板焊接，提升焊接效率

及质量。

1.2任务来源

中国材料与试验团体标准化委员会（以下简称：CSTM标准委员会）综合标

准标准化领域委员会于2022年7月14日召开立项评估会审查，批准CSTM标准

《双丝气电立焊工艺规范》立项，标准项目归口管理委员会为CSTM/FC99综合标

准标准化领域委员会，该标准（中文版）立项编号为CSTMLX990001103—2022，

标准（英文版）立项编号为CSTMLX990001103—2022E。

1.3工作简要过程

2022年7月14日，中关村材料试验技术联盟在北京主持召开了本标准编制

组成立及立项审议。参编单位的xx名代表参加了会议。编制组成立大会上，标

准主编单位介绍了制标任务的来源、标准编制工作的大纲及前期进行的实验工作，

介绍了标准编制的背景和编制原则，提出了编制工作需要细化的技术指标、参数，

需明确覆盖的材质、板厚范围等。列出了标准的主要章节目录和必要的测试项目，

最后给出了标准编制工作计划的进度及分工。

2022年8月15日，在国际有限公司召开本标准编制工作组第二次讨论会。

会议期间，全体编制组成员对双丝气电立焊的工艺要点、工艺参数等进行了讨论，

并形成统一意见，并形成了标准的初稿。

1.4主要参加单位及成员

共6家单位参加标准制定工作，本标准负责起草单位：广船国际有限公司、

江南造船（集团）有限公司、沪东中华造船（集团）有限公司、上海外高桥造船

有限公司、招商局重工（江苏）有限公司。

表1本标准起草人及分工信息

序

姓名单位职务/职称在本标准中承担的工作

号

主任/

1江泽新主编，负责标准全部编制工作

高级工程师

负责焊接试验及标准中数据的

主管工艺师/

2陈华整理及核对，参与标准全部编

广船国际工程师

制工作及条文编写

负责标准中工艺要点进行核

3马金军副主任/高工对，参与标准全部编制工作及

条文编写

参与标准全部编制工作及条文

4夏皓春江南造船高级工程师

编写

主任/高级工参与标准全部编制工作及条文

5刘磊沪东中华

程师编写

参与标准全部编制工作及条文

6廖平华上海外高桥造船有限公司高级工程师

编写

主任/高级工参与标准全部编制工作及条文

7伍道亮招商重工

程师编写

2、标准化对象简要情况及制修订标准的原则。

（1）标准化对象简要情况

试验方法的水平及使用情况，试验设备及仪器情况等：

双丝气电立焊工艺属于超高效率、超大线能量焊接方法，在日、韩船舶行业

已有成熟的应用，但在国内处于试验研究尾声及初步应用阶段。工艺所用的设备

主要为日本的神钢设备，国内也研究机构及厂家也初步进行设备的开发及制造。

工艺主要所用的焊丝有神钢及现代的焊丝，国内院校已逐步进行大新能量焊丝的

研发；工艺使用的大线能量钢板，目前国内已有多家钢厂研发成功及投产量产，

并得到了第三方船级社的大线能量性能认可。

（2）制修订标准的原则

①制修订标准的依据或理由；

本项目制定的双丝气电立焊标准，主要根据相关的船级社规范及前期的工艺

试验研究，以及相关的试验数据。主要目的是填补现有标准的不足，针对船舶、

钢结构等行业存在的厚板焊接，规范双丝气电立焊的操作及应用，提高厚板焊接

的效率和质量。

②制修订标准的原则。

1、符合国家相关的政策及标准；

2、满足相关船级社的规范要求；

3、以试验数据及认可的工艺评定报告为编制基础；

4、技术先进、经济合理。

3、相关标准参数对比表

方法标准与相关国际＼国外＼国家＼行业＼地方＼团体标准

主要参数对比表

标准号本标准CB/T3947

标准名称双丝气电立焊工艺规范气电自动立焊工艺要求

范围厚度40~85mm板厚不超过32mm

设备双丝气电立焊设备单丝气电立焊设备

焊丝双丝单丝

焊丝干伸长25~35mm25~35mm

坡口形式V型坡口V型坡口

坡口角度18~30°25~55°

坡口间隙5~10mm4~9mm

焊丝间距5~30mm无

焊丝摆动宽度5~30mm5~17mm

焊接电流330~380A360~460A

焊接电压35~48V33~39V

4、标准主要内容（包括牌号、成分、性能指标、型号、各

种参数、公式、试验方法、检验规则等）确定的论据（包

括试验、验证、统计数据等），修订标准时，应列有新旧标

准的对比分析。

1范围

本文件规定了双丝气电立焊工艺方法的人员、坡口设计、焊接材料、焊接前准备、工艺

过程、焊后检验及修补。

本文件适用于厚板（40mm~85mm）立对接焊缝立向上焊接。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引

用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修

改单）适用于本文件。

CB/T3947气电自动立焊工艺要求

CB/T3715陶质焊接衬垫

GB/T6052工业液体二氧化碳

CB/T3802船体焊缝表面质量检验

3术语和定义

3.1双丝垂直气电自动焊

采用两根1.6mm药芯焊丝，用CO2气体作保护，并对焊接熔池强制一次成型来完成的自动立

向上焊接方法。焊缝的前后面分别用水冷铜滑块和带有凹槽的衬垫（陶瓷衬垫或水冷铜衬垫），

以保持熔池稳定和成型良好，焊接示意图见图1。

水冷铜滑块

钢板

衬垫

冷却水

衬垫

CO2气体

焊炬CO2气体

焊渣

水冷铜滑块冷却水

熔池冷却水

焊缝

图1焊接示意图

4仪器和设备

4.1双丝气电立焊设备由焊接小车、磁性导轨、操作控制箱、摆动装置、焊枪以及水冷铜滑块

等组成，同时配置MIG/MAG焊焊接电源、送丝机构、冷却水循环装置以及保护气体供气装置等。

5人员

5.1装配工

严格按工艺要求装配，保证坡口的装配精度及间隙。

5.2焊工

焊工应取得船级社或第三方检验机构CO2气体保护焊焊工证，并通过双丝气电自动立焊

的培训及考核，取得相应资格的上岗证，能熟练掌握焊机的操作。

6焊接材料

6.1焊丝采用专用的CO2药芯焊丝，并经过船级社或其他认证机构的认可，注意区分前后

丝；

6.2衬垫采用专用的陶瓷衬垫，经过船级社或其他认证机构的认可，并应满足CB/T3715

的要求。也可采用水冷铜衬垫。

6.3保护气体应选用纯度大于99.5%、水分含量小于0.05%的CO2气体，并应满足GB/T6052

的要求。

7装配要求

7.1装配

7.1.1卡码

垂直接缝装配时，应在坡口背面装上“Π”形码，“Π”形码的凹槽中心线在安装时必须

与坡口中心对正，“Π”形码之间的距离值为300mm～350mm。每只衬垫至少有两只“Π”

形装配马固定，具体码板尺寸见图2。

单位为毫米

80

4

0

≥

1

5

0≥12

≥200

图2卡码规格尺寸

7.1.2接头安装错边量不应超过1.5mm，安装轨道一侧的板面局部波浪变形不平度在0.5m

范围内不应超过2mm，如有超差必须校平。

7.1.3坡口正反面两侧各30mm范围内表面不得存在马脚、横向焊缝余高及飞溅等影响铜

滑块移动的杂物，并且焊接部位必须清理干净。在焊缝的左侧或右侧700mm内和垂直于焊

缝所在板面450mm内不能有阻碍焊接小车行走的棚架、码板等阻碍物。

7.1.4板缝终端必须安装与母材相同厚度及坡口的熄弧板，其规格尺寸至少为t×150mm

×150mm，焊缝在熄弧板上至少焊出50mm长度以上。

7.2坡口形式

焊接坡口为单面V型坡口，坡口角度和根部间隙取决于板厚，坡口形式见下表1。

表1坡口形式及尺寸

接头板厚T，t坡口形状坡口角θ装配间隙g钝边

种类°h

40≤t＜5030563

0-1

θ

50≤t≤80205

同厚t0

82

h-2

g

80t85185

＜≤0

θ

按以上薄板（t）0~1

T-t≤2tT

的坡口

h

间隙以板

g

不同θ厚t为准

b

厚a

按以上薄板（t）

tT

T-t＞2的坡口

h

ga≥4b

8焊接前准备

8.1焊前对坡口面及坡口边缘两侧30mm内进行打磨，去除水份、油污、氧化皮等杂质；

8.2接通水、电、气，并确认水压、气体流量达到使用要求。冷却水压力一般调节为0.4MPa～

0.6MPa。当环境温度低于0℃时，应在水箱中加入防冻液；

8.3安装导轨时，导轨应与坡口平行，导轨间用连接销连接牢固并确保无间隙。安装导轨

前必须清除磁钢表面的灰尘、垃圾和污物。

8.4安装成形滑块至焊缝中心位置，要求滑块、通气口清洁，成形槽光滑，滑块顶紧适中。

滑块槽宽以坡口面宽度为准进行选用，一般比坡口面宽度大4mm～6mm。

8.5衬垫装贴应对正坡口中心线，衬垫间应紧密相连，并利用装配码和背侧构件上的过焊

孔作为支撑用小尖铁或尖木顶紧衬垫，使其紧贴钢板面。

9焊接工艺要求

9.1按图2调整焊枪的角度和位置：

9.1.1焊枪角度以保持焊丝垂直于水平面为准进行调节，一般与板面夹角a以10°为准，

控制在8°~12°左右；

9.1.2焊丝的干伸长L以30mm为准，控制范围在25-35mm左右；

9.1.3调整焊枪高度，铜滑块上保护气体输出口下端比焊丝下端高出高度H控制在2-5mm；

9.1.4后丝与根部的距离A、两根丝之间的距离B以及前丝的摆动宽度C按焊缝厚度参见

附录A；

9.1.5前丝摆动两端的停留时间按焊缝厚度参见附录A；

焊炬水冷铜滑块

钢板

衬垫冷却水

衬垫ABC

CO2气体

HCO2气体

LL

aa水冷铜滑块

冷却水

冷却水

后丝前丝

图2焊枪角度及位置示意图

9.2CO2气体流量控制在25～30L/min；

9.3焊接参数根据焊缝的厚度参见附录A，焊接过程注意调整焊枪的对中和铜滑块的对中

和压紧情况。

9.4在焊接过程中，根据实际坡口和间隙随时观察焊丝对中和焊缝热量分布情况，随时修

正焊接参数。随时通过机械装置将电弧调整到正确位置，同时还要用绝缘棒随时除掉铜滑块

保护气体盒里的飞溅物。同时视实际情况清理导电嘴出口处的飞溅物。

9.5焊接停止时，按停止按钮和摆动停止按钮，先使小车和焊丝送丝停止，后熄灭电弧。

待熔池凝固后，放开铜滑块并去除上面的飞溅物，把焊炬从支架上取下。

10焊后检验及修补

10.1焊缝表面质量应符合CB/T3802要求。

10.2起弧位置、熄弧位置和中间起弧、熄弧及接头处均应用气刨刨清后修补，补焊长度约

100mm左右。尤其背面焊穿处，先在正面碳刨约板厚2/3，用手工电弧焊或CO2气体保护焊

焊接；反面再碳刨清除缺陷后，用手工电弧焊或CO2气体保护焊进行焊接。

10.3焊缝中各种缺陷，如咬边、气孔、未熔合、不成形等，用气刨清除缺陷后，再用手工

电弧焊或CO2气体保护焊修补，修补方法按焊缝返修通用工艺规范进行。

5、主要试验（或验证）结果的分析、综述报告、技术经济论

证，预期的经济效果等。

针对本标准制定前，开展了系列的双丝气电立焊试验，过程