TCSTM01103-2023双丝气电立焊工艺规范

ICS25.160.10

CCSJ33

团体标准

T/CSTM01103—2023

双丝气电立焊工艺规范

Processspecificationfortandemvertical-upelectrogaswelding

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2023-11-30发布2024-02-29实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTM01103-2023

双丝气电立焊工艺规范

1范围

本文件规定了双丝气电立焊（以下简称焊接）术语和定义、仪器和设备、作业环境、人员、焊接材

料、装配要求、焊接前准备、焊接工艺、焊后检验及修补。

本文件适用于厚度为40mm~85mm的EH40级别及以下高热输入焊接用钢（供货状态包含热轧（AR）

或控制轧制（CR）或热机械控制轧制（TMCP）或TMCP+T状态交货），板幅位置倾斜度为80°~100°的

立向上对接焊缝焊接，焊接热输入量不大于750kj/cm。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是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。

GB/T39255焊接与切割用保护气体

CB/T3715陶质焊接衬垫

CB/T3802船体焊缝表面质量检验

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

双丝气电立焊tandemvertical-upelectrogaswelding

采用两根药芯焊丝，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

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a）剖面侧视图b）剖面俯视图

图1双丝气电立焊示意图

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3.2

高热输入焊接用钢steelforhighheatinputwelding

采用比一般焊接条件高得多的焊接热输入量而不至于引起焊接区韧性显著降低、也不会产生焊接裂

纹的钢。

4仪器和设备

双丝气电立焊设备由如下组成：

—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；

—MIG/MAG焊焊接电源；

—送丝机构；

—冷却水循环装置；

—保护气体供气装置。

5作业环境

焊接应在风速不大于2m/s的环境下进行，如果在焊接过程中出现刮风或下雨，应对焊接作业区域采

取有效的防风、防雨措施或停止焊接。

6人员

焊工应取得船级社或第三方检验机构颁发的气电立焊操作工证书，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。

7焊接材料

7.1焊丝采用与母材强度和质量等级相匹配的双丝气电立焊专用药芯焊丝，并经过船级社或其他认证

机构的认可，注意区分前后丝的型号；

7.2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；

学兔兔7.3保护气体应选用纯度不小于99.8%、水分含量小于0.00012%的CO标准下载气体，并应满足GB/T39255

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的要求。

8装配要求

8.1装配

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8.1.1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。每段衬垫至少有两只“Π”形装配马固定，具体码

板尺寸见图2。

单位为mm

图2码板规格尺寸

8.1.2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，如有超差应校平。

8.1.3坡口正反面两侧各30mm范围内表面不得存在码脚、横向焊缝余高及飞溅等影响铜滑块移动

及衬垫贴装的杂物，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。

8.1.4板缝终端安装熄弧板，熄弧板可采用两块与母材同厚度同坡口的板材（尺寸至少为150mm×150

mm），或两块沿着坡口角度安装的薄板（长度至少为150mm），焊缝在熄弧板上至少焊出50mm以

上长度。

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a）同厚板当熄弧板b）薄板当熄弧板

图3熄弧板形式

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8.2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，坡口形式见表1。

表1坡口形式及尺寸

单位为mm

坡口角

接缝板厚装配间隙钝边

坡口形状θ

种类t1，t2gh

°

53

40≤t1＜50θ6

3001-

相同

5

50≤t1≤8020

t10

厚度

84

h2-

5

80＜t1≤8518

g0

θ

按以上薄板

0~1

t2-t1≤2t2

t1

（t1）的坡口

h间隙以板厚

不同g

t1为准

θ

厚度b

a按以上薄板

t2-t1＞2t2（t1）的坡口

t1

ha≥4b

g

9焊接前准备

焊接前应进行坡口清理、设备及焊材检查、导轨安装、滑块安装及衬垫安装等工作。

学兔兔9.1焊前清理标准下载

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；

9.2设备及焊材检查

9.2.1检查气管、水管、控制线及电缆线等是否完好，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。

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9.2.2气电自动焊设备安置在合适的位置，气管、水管、控制线及电缆线等长度应满足整条长接缝的焊

接需要。

9.2.3检查焊丝的贮备量，应满足整条焊缝的焊接，避免或减少焊接接头。

9.3导轨安装

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。

9.4滑块安装

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，比坡口面宽度大2mm～4mm。

9.5衬垫安装

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，注意控制力度避免衬垫破碎或变形。

10焊接工艺

10.1按图4调整焊枪的角度和位置，具体方法如下：

—焊枪角度以保持焊丝垂直于水平面为准进行调节，与板面夹角a以10°为准，控制在8°~12°左

右；

—两根焊丝位于坡口中心线，焊丝的干伸长L以30mm为准，控制范围在25mm~35mm左右；

—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2mm~5mm；

—后丝与根部距离A、两根丝之间距离B以及前丝摆动宽度C按焊缝厚度确定，参见附录A；

—前丝摆动两端的停留时间按焊缝厚度确定，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

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图4焊枪角度及位置示意图

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10.2CO2保护气体流量控制在25L/min～35L/min；

10.3将电弧电压电位器、焊接电流电位器、焊丝伸出长度控制电位器均调至预定位置。在坡口内放置

扁碳棒或其他类似的扁铁作为塔桥，前丝先断续点焊，后丝再断续点焊，断续点焊生成的焊缝高度约

15mm~20mm，然后两根焊丝同时正式焊接。

10.4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。

10.5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。

10.6通过机械装置将电弧调整到正确位置，并采用绝缘棒去除铜滑块保护气体盒里的飞溅物和导电嘴

出口处的飞溅物，以及稍微松动滑块排出影响稳定焊接的焊渣。

10.7焊接停止时，按停止按钮和摆动停止按钮，收弧时应调整参数并断续焊接，避免形成弧坑裂纹，

再关闭保护气及冷却水开关。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。

11焊后检验及修补

11.1焊缝表面质量应符合CB/T3802的规定。

11.2起弧位置、熄弧位置和中间段弧接头处均应用气刨刨清后修补，补焊长度约100mm左右。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；反面再气刨清除缺陷后，用手工电弧焊或

CO2气体保护焊进行焊接。

11.3焊缝中各种缺陷，如咬边、气孔、未熔合、不成形、焊穿等，用气刨清除缺陷后，再用手工电弧

焊或CO2气体保护焊修补，修补方法按船级社认可的工艺要求进行。

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附录A

（资料性）

焊接参数

前后丝均采用直径1.6mm药芯焊丝的双丝气电立焊，推荐焊接参数见表A.1。

表A.1焊接参数表

后丝与根两根丝之前丝摆里停留外停留

电流电压速度

序板厚部距离间的距离动宽度时间时间

焊丝极性IUＳ

号mmABCＴ１Ｔ２

AVcm/min

mmmmmmss

前丝DCEP400~43036~38

140≤t≤456.0~6.81520~250

后丝DCEN350~38034~37

00

前丝DCEP420~45037~40

245＜t≤505.2~6.210~155~105~10

后丝DCEN360~41035~38

前丝DCEP400~43038~41

350＜t≤554.5~5.515~2020~2510~15

后丝DCEN370~41036~40

00.5

前丝DCEP400~43038~41

455＜t≤604.0~5.015~2020~2515~20

后丝DCEN370~41036~40

前丝DCEP400~46042~48

560＜t≤653.5~4.515~2020~2520~25

后丝DCEN380~42038~42

前丝DCEP400~46042~48

665＜t≤703.4~4.220~2520~2520~25

后丝DCEN380~42038~42

0.51

前丝DCEP400~46042~48

670＜t≤753.2~3.820~2520~2525~30

后丝DCEN380~42038~42

前丝DCEP400~46042~48

675＜t≤802.8~3.525~3020~2525~30

后丝DCEN380~42038~42

前丝DCEP420~47042~48

780＜t≤852.6~3.425~3025~3025~300.51.5

后丝DCEN400~43038~43

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附录B

（资料性）

起草单位和主要起草人

本文件起草单位：广船国际有限公司、沪东中华造船（集团）有限公司、江苏新扬子造船有限公司、

南京钢铁股份有限公司、招商局重工（江苏）有限公司、中关村材料试验技术联盟、上海外高桥造船有

限公司。

本文件主要起草人：陈华、马金军、刘磊、钱晓强、赵晋斌、伍道亮、陈鸣、李恒坤、林登强、廖

平华、范小芬。