压力容器的半自动气体保护焊焊接工艺

XX有限公司乐力容济通用工艺守则笫32章

标编号/GS-H11

半自动气体俣护焊焊接通用工艺

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1.适用范围

1.1本守则适用于压力容器受压部件的半自动气体保护焊焊接。

2.焊工

2.1施焊焊工必须按《锅炉压力容器焊工考试规则》规定考试，取的焊工合格证后，才能在

有效期间担任合格项目内的焊接工作。焊工应按焊接工艺指导书或焊接工艺卡施焊。

2.2从事受压元件焊接的焊工，必须有自己的焊工钢印，并对所焊焊缝质量负责，施焊后按

《容归》规定打上焊工代号钢印，或者采用可追溯性记录的管理方式。

2.3检查员应对实际焊接工艺参数进行检查，并做好相应记录。

3.焊前准备

3.1半自动气体保护焊焊工操作时须穿戴好规定的劳动保护用品，焊接场地应通风良好。

3.2检查气体保护焊焊丝牌号（型号）应符合焊接工艺规程中的规定，焊丝表面应光洁无锈蚀。

3.3坡口加工尺寸应符合图纸要求，装配尺寸符合图纸和有关工艺文件的规定。

3.4焊前工件待焊区域及其周围各20毫米范围内应严格清理油、锈、氧化皮等有害杂质，露

出金属光泽。需要焊丝填充时，焊丝表面应严格清理油、锈等杂质。

3.5焊接前必须检查电源、送丝系统、气路系统及焊枪工作的可靠性，如发现异常应及时进

行检修和调整。

3.6CO2气体必须经加热减压流量计干燥后方能进行焊接。焊前应将CO2气体经加热减压流

量计通电加热，待其加热到一定温度后，再打开气瓶调节流量准备施焊。

3.7应经常清理保护罩及导电嘴上飞溅，并涂以防堵剂。

3.8工作场地若风速大于1米/秒，必须采取挡风板等防风措施，若风速大于2米/秒，又无有

效防护措施时，禁止施焊C

3.9焊工必须按有关的设备管理条例，对设备进行维护和保养。

4.焊接材料

4.1用于压力容器受压元件的焊接材料包括焊丝、焊接用保护气体和成型气体等。焊丝应按

焊材采购规程进行验收，焊接用保护气体按管理规程规定验收。

4.2CO2气体应符合GB6052-85《工业液态，二氧化碳》标准的规定，其二氧化碳纯度应大

于99.5%,水分含量应小于0.05%。混合气体由供应商按我厂要求混合好后供应我厂，同时

必须提供气体分析报告。

4.3焊丝入厂后应按采购规程及有关标准中的相应规定进行验收，验收合格后方能投入使用。

4.4压力容器受压元件用焊接材料的选用焊材表选用c特殊情况应进行工艺评定或试验确定。

4.5按工艺规程或有关要求预先调整好规范参数。

4.6当焊件温度低于0C时，应在始焊处100mm范围内预热到15c左右。

4.7容器施焊前的焊接工艺评定，应按JB4708-2002标准进行焊接工艺评定。

5.焊接工艺

5.1电源极性的选择

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气体保护焊时，一般都采用直流反极性，这时焊接过程稳定、飞溅小。只有在堆焊、铸

铁补焊和大电流高速气体保护焊等情况下采用直流正极性接法。

5.2焊丝直径

半自动气体保护焊时，对于焊件厚度大于4mm,且焊接位置为水平位置和横向位置时，

可选择直径为①1.2-①1.6mm焊丝，其它情况应选用宜径为①0.8-①1.2mm的焊丝。

5.3焊接电流

焊接电流是重要的规范参数，焊接电流应根据坡口形式及尺寸、焊接位置和焊丝直径来

选择，具体按焊接工艺规程中的规定执行。

焊接电流对焊缝成型有较大影响。焊接电流对焊缝的熔深影响最大，焊接电流增加，熔

深也随之增加；另外，焊接电流增加，送丝速度增加，焊道高度和宽度也随之增加。

5.4电弧电压

电弧电压是指从焊丝端部到工件之间的电压。电弧电压与焊接电流应有良好的配合，才

能保证焊接过程的稳定。电弧电压与焊接电流的配合关系一般可按下列关系式来计算。

(1)焊接电流小于200A时，U=0.04I+(16±2)

(2)焊接电流大于等于200A时，U=0.04I+(20±2)

通常电弧电压提高时，焊道宽度变宽，焊道高度降低，熔深变浅，飞溅颗粒增大。

5.5焊接速度

焊接速度应根据焊接电流、电弧电压、焊缝尺寸以及要求的焊道数量来确定。对于一定

的焊缝尺寸，可以采用不同规范施焊。一般焊接电流增加，焊接速度也应适当增加。对于熟

练焊工可以采用大电流、高速焊。在焊接电流和电弧电压一定的情况下，焊接速度加快时，

焊缝的熔深、熔宽和余高均减小，飞溅增大。当焊接速度过快时，会产生未熔合现象，并将

出现驼峰焊道；相反焊速过慢时，焊道变宽，在焊址部出现满溢。

5.6焊丝伸出长度

焊接过程中，保持焊丝伸出长度不变，是保证焊接过程稳定的重要因素之一。在相同的

电流下，焊丝伸出长度愈长，熔融速度愈大，使熔滴与熔池温度降低，造成热量不足，而引

起未焊透。伸出长度太长，会导致电弧不稳，飞溅增大，难以操作，而且焊道易摆动，熔深

变浅，甚至破坏保护而产生气孔。相反，焊丝伸出长度变短，焊接电流增加，弧长略变短，

熔深变大。如果焊丝伸出长度过小，将防碍观察电弧，易使导电嘴过热而夹住焊丝，影响正

常操作，甚至严重时烧损导电嘴和喷嘴。一般情况下，焊丝伸出长度应在14-20mm之间为宜。

5.7气体流量的影响

气体保护焊时，气体流量的大小直接影响气体的保护效果。气体流量不足，气体层流挺

度不强，对熔池的保护作用减弱，气体保护效果不好，易使焊缝中产生气孔；气体流量过大,

对熔池的吹力增大，冷却作用加强，易造成气体紊流，破坏气体保护效果，使焊缝产生气孔,

而且浪费严重。一般情况下，气体流量应在14-30L/min范围内选择为宜，并注意以下几点：

(1)气体流量的大小主要与焊接电流有关，随着焊接电流的增加，气体流量应随之增大。

(2)气体流量的选择还与喷嘴长度及喷嘴直径的大小有关，一般随着喷嘴长度及内孔直

径的增加，气体流量也应适当增加。

(3)在有风的情况施焊，应适当增加气体流量，当风速超过2m/s时应禁止施焊。

5.8混合气体

采用Ar+CCh混合气体作为保护气体时，随着气体配比比例的不同，熔滴过渡、电弧稳

定性、焊丝熔化特性及焊缝成型等均产生一定的变化。随着Ar3气比例的增加，焊接电弧热

能量增加，电弧更加稳定、飞溅减小，焊缝成型有明显改善，但焊接变形增大、成本增加。

2

Ar3气在80%CCh气在20%。采用混合气体与纯CO2时相比电弧电压应适当降低，一般降低

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2V左右。

5.9送丝软管

送丝软管对焊接过程的稳定性有很大的影响，因此使用时送丝软管应符合下列要求：

(1)应具有良好的使用性能，刚柔适中，以保证焊丝能平稳送出。

(2)软管应具有足够的弹性，应能承受较大的弯曲，而不产生永久变形。

(3)送丝软管内壁应光滑、规整，送丝软管内径与使用焊丝直径应合理匹配，送丝软管

内径的选择应符合相应标准或技术文件的规定。

5.10导电嘴

5.10.1导电嘴孔径

导电嘴孔径过大，焊丝与导电嘴接触不良导电不好，电流不稳定，焊缝成型不良；导电

嘴孔径过小，会引起送丝阻力增大导致焊丝产生卷曲或打结。一般细丝小电流时，

D=d+(().l-().3)mm：粗丝或细丝大电流时，D=d+(0.4-0.6)mmc

D：导电嘴内孔直径，d:焊丝直径

5.10.2导电嘴长度

导电嘴太长，送丝阻力增大，成本增加；太短，则导电性不好，而且焊丝不易对准焊道。

一般导电嘴长度在L=25-40mm为适宜。

5.11喷嘴

5.11.1一般情况下，应尽量采用圆柱型喷嘴，其层流区较长，保护效果较好，但对于坡口内

及狭窄处焊接时可以采用锥形喷嘴。

5.11.2喷嘴长度

喷嘴长度长些可以增强保护效果，但过长会影响操作。实际使用时，应根据实际位置和

焊丝干伸长度来选择合适长度的喷嘴。喷嘴长度一般在65-100mm为宜。

5.11.3喷嘴内径

通常情况下，喷嘴内孔直径与电流大小有关。电流较小时，喷嘴直径也小；电流较大时,

喷嘴直径也大。喷嘴内径一般为①12-24mm。

5.12喷嘴与工件的高度

当喷嘴高度过高时，气体的保护效果降低，易产生气孔；喷嘴高度过低时，喷嘴易粘附

飞溅，造成烧损，且不易看清焊接方向。一般情况下，喷嘴与工件的高度在10-20mm为宜。

7.其它方面

7.1由于操作不正确，设备调试不当及焊接规范不合适等引起的异常情况及原因分析和处理

方法等列于表7-1。

7.2焊接过程中有关常见缺陷的种类及缺陷产生原因和相应的防止措施等列于表7-2。

7.3焊前预热应根据有关标准及相应的焊接工艺规程执行。

7.4焊接过程中，施焊过程中层间温度不得超过规定范围，当焊件要预热时，应控制层间温

度不得低于预热温度。

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8焊后检查

8.1焊后焊工应对焊缝进行外观检查，焊缝表面不得有裂纹、夹铝、气孔、咬边、弧坑和飞

溅物。

8.2对于电弧擦伤处的弧坑需经修磨，使其均匀过渡到母材表面，修磨的深度应不大于该部

位钢材厚度6s的5%且不大于2mm,否则应予补焊,

8.2焊工自检合格后，按有关技术条件要求打上焊工钢印。

8.3产品焊缝的无损检查及焊接试样的数量，检验要求按相应的标准和技术条件进行。

9焊缝返修

9.1对需要对焊缝返修的缺陷应当分析产生原因，提出改进措施，按评定合格的焊接工艺，

编制焊接返修工艺后进行返修。

9.2应返修部位应开宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽，且两端有一定坡度。

9.3焊缝同一部位返修次数不宜超过二次，如超过两次，返修前应经技术总负责人批准，并

将返修次数、部位和返修情况记入容器质量证明书。

表7・1：焊］度异常情况的产生原因和处理方法

异常情况产生原因处理方法

飞溅大(1)相对焊接电流，电压太高(1)选择合适的电弧电压

(2)电感量过大或过小(2)仔细调整电感量

(3)送丝不均匀(3)检查压丝轮和送丝软管

电弧不稳(1)导电嘴内孔直径太大(1)更换

(2)送丝滚轮磨损(2)更换

(3)送丝软管的弯曲半径小于中(3)展开送丝软管

400mm

(4)送丝软管接头处有小弯(4)修理

保护气体不(1)电磁气阀失灵(1)修理或更换电磁气阀及线路

流出或不能(2)减压表冻结(2)使预热器加热

关断(3)管路折弯(3)将管路展开

(4)气路接头或气管漏气(4)紧固接头或更换气管

焊丝粘在导(1)导电嘴到母材距离太小(1)调整伸出长度在适当距离起

电嘴上弧

(2)送丝不平稳(2)清洗送丝软管

母材与喷嘴喷嘴与导电嘴或导向管间短路(1)清除飞溅

间产生电弧(2)更换绝缘套

焊枪过热(1)电流太大或焊接时间不符合暂载(1)按焊枪允许的电流及暂载率

率的规定要求使用

(2)对于水冷焊枪，冷却水循环不好(2)检查并修理

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表7-2：常见缺陷的产生原因和防止措施

缺陷产生原因防止措施

气孔(1)焊丝或工件有油锈和水(1)仔细清除油锈和水

(2)气体纯度较低(2)更换气体或采取脱水措施

(3)气体减压阀冻结而不能供气(3)应串接预热器

(4)喷嘴被焊接飞溅堵塞(4)仔细清除附着在喷嘴内壁的飞

溅物，并涂以防堵剂

(5)输气管路堵塞(5)检查气路有无堵塞和气管有无

弯折

(6)有风