CO2气体保护焊焊接工艺

CO2气体保护焊焊接工艺

钢结构二氧化碳气体保护焊工艺规程

1 适用范围

本标准适用于本公司生产的各种钢结构，标准规定了碳素结构钢的二氧化碳气体保

护焊的基本要求。

    注：产品有工艺标准按工艺标准执行。

    1.1 编制参考标准《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形成与尺寸》GB.985-88

    1.2 术语

    2.1 母材：被焊的材料

    2.2 焊缝金属：熔化的填充金属和母材凝固后形成的部分金属。

    2.3 层间温度：多层焊时，停后续焊接之前，相邻焊道应保持的最低温度。

    2.4 船形焊：T形、十字形和角接接头处于水平位置进行的焊接.

    3 焊接准备

    3.1按图纸要求进行工艺评定。

    3.2材料准备

    3.2.1产品钢材和焊接材料应符合设计图样的要求。

    3.2.2焊丝应储存在干燥、通风良好的地方，专人保管。

    3.2.3焊丝使用前应无油锈。

    3.3坡口选择原则

焊接过程中尽量减小变形，节省焊材，提高劳动生产率，降低成本。

    3.4 作业条件

    3.4.1 当风速超过2m/s时，应停止焊接，或采取防风措施。

    3.4.2 作业区的相对湿度应小于90％，雨雪天气禁止露天焊接。

    4 施工工艺

    4.1 工艺流程

清理焊接部位

检查构件、组装、加工及 定位

按工艺文件要求调整焊接工艺参数

按合理的焊接顺序进行焊接

自检、交检             焊缝返修

焊缝修磨

合格

交检查员检查

      关电源               现场清理

  4 操作工艺

  4.1 焊接电流和焊接电压的选择

不同直径的焊丝,焊接电流和电弧电压的选择见下表

焊丝直径   短路过渡   细颗粒过渡

  电流（A）   电压（V）   电流（A）   电压（V）

0.8   50--100   18--21       

1.0   70--120   18--22       

1.2   90--150   19--23   160--400   25--38

1.6   140--200   20--24   200--500   26--40

  4.2 焊速：半自动焊不超过0.5m/min.

  4.3 打底焊层高度不超过4㎜，填充焊时，焊横向摆动，使焊道表面下凹，且高度低于母材表面1.5㎜――2㎜：盖面焊时，焊接熔池边缘应超过坡口棱边0.5――1.5㎜防止咬边。

  4.4 不应在焊缝以外的母材上打火、引弧。

  4.5 定位焊所用焊接材料应与正式施焊相当，定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，定位焊长度不宜大于40㎜，填满弧坑，且预热高于正式施焊预热温度。定位焊焊缝上有气孔和裂纹时，必须清除重焊。

4.9焊接工艺参数见表一和表二

表一:   Φ1.2焊丝CO2焊对接工艺参数

接头形式   板厚   层数   焊接电流（A）   电弧电压(V)   焊丝外伸（mm）   焊机速度m/min   气体流量L*min   装配间隙（mm）

  6   1   270   27   12-14   0.55   10-15   1.0-1.5

  6   2   190210   1930   15   0.25   15   0-1

  8   2   120-130130-140   26-2728-30   15   0.55   20   1-1.5

  10   2   130-140280-300   20-3030-33   15   0.55   20   1-1.5

  10   2   300-320300-320   37-3937-39   15   0.55   20   1-1.5

  12       310-330   32-33   15   0.5   20   1-1.5

  16   3   120-140300-340300-340   25-2733-3535-37   15   0.4-0.50.3-0.40.2-03   20   1-1.5

  16   4   140-160260-280270-290270-290   24-2631-3334-3634-36   15   0.2-0.30.33-0.40.5-0.60.4-0.5   20   1-1.5

  20   4   120-140300-340300-340300-340   25-2733-3533-3533-37   15   0.4-0.50.3-0.40.3-0.40.12-0.15   25   1-1.5

  20   4   140-160260-280300-320300-320   24-2631-3335-3735-37   15   0.25-0.3 0.45-0.50.4-0.50.4-0.45   20   1-1.5

表二: Φ1.2焊丝CO2气体保护焊T形接头

接头形式   板厚(㎜)   焊丝直径(㎜)   焊接电流(A)   电弧电压(v)   焊接速度(m/min)   气体流量(L/min)   焊角尺寸(㎜)

  2.3   Φ1.2   120   20   0.5   10-15   3.0

  3.2   Φ1.2   140   20.5   0.5   10-15   3.0

  4.5   Φ1.2   160   21   0.45   10-15   4.0

  6   Φ1.2   230   23   0.55   10-15   6.0

  12   Φ1.2   290   28   0.5   10-15   7.0

4.9.1控制焊接变形,可采取反变形措施.

4.9.2在约束焊道上施焊,应连续进行,因故中断,再施焊时, 应对已焊的焊缝局部做预热处理.

4.9.3采用多层焊时,应将前一道焊缝表面清理干净后,再继续施焊.

4.9.4变形的焊接件,可用机械(冷矫)或在严格控制温度下加热(热矫)的方法,进行矫正.

5   交检

6   焊接缺陷与防止方法

缺陷形成原因   防止措施

焊缝金属裂纹

1.焊缝深宽比太大2.焊道太窄3.焊缝末端冷却快   1.增大焊接电弧电压,减小焊接电流2.减慢焊接速度3.适当填充弧坑

夹杂

1.采用多道焊短路电弧2.高的行走速度   1.仔细清理渣壳2.减小行走速度,提高电弧电压

气孔

1.保护气体覆盖不足2.焊丝污染3.工件污染4.电弧电压太高5.喷嘴与工件距离太远   1.增加气体流量,清除喷嘴内的飞溅,减小工件到喷嘴的距离2.清除焊丝上的润滑剂3.清除工件上的油锈等杂物.4.减小电压5.减小焊丝的伸出长度

咬边

1.焊接速度太高2.电弧电压太高3.电流过大4.停留时间不足5.焊角度不正确   1.减慢焊速2.降低电压3.降低焊速4.增加在熔池边缘停留时间5.改变焊角度,使电弧力推动金属流动

未融合

1.焊缝区有氧化皮和锈2.热输入不足3.焊接熔池太大4.焊接技术不高5.接头设计不合理   1.仔细清理氧化皮和锈2.提高送丝速度和电弧电压,减慢焊接速度3.采用摆动技术时应在靠近坡口面的边缘停留,焊丝应指向熔池的前沿4.坡口角度应足够大,以便减小焊丝伸出长度,使电弧直接加热熔池底部

未焊透

1.坡口加工不合适2.焊接技术不高3.热输入不合适   1.加大坡口角度,减小钝边尺寸,增大间隙2.调整行走角度3.提高送丝的速度以获得较大的焊接电流 ,保持喷嘴与工件的距离合适

飞溅

1.电压过低或过高2.焊丝与工件清理不良3.焊丝不均匀4.导电嘴磨损5.焊机动特性不合适   1.根据电流调电压2.清理焊丝和坡口3.检查送丝轮和送丝软管4.更新导电嘴5.调节直流电感

蛇行焊道

1.焊丝伸出过长2.焊丝的矫正机构调整不良3.导电嘴磨损   1.调焊丝伸出长度2.调整矫正机构3.更新导电嘴

二氧化碳气体保护焊工艺参数 

             焊丝直径 

      0．8  1．2 1．6 

     典型工 艺参数 

 电弧电压(V) 

       18 19  20 

 焊接电流(A) 

     100-110  120-130   140-180 

   生产上所用 

   工艺参数 

 电弧电压(V) 

    18～24   18～26     20～28 

焊接电流(A) 

    60～160   80～260    160～310 

    在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压太低，则焊丝容易伸人熔池，使电弧不稳。在大电流焊接时，若电弧电压过大，则金属飞溅增多，容易产生气孔；电压太低，则电弧太短，使焊缝成形不良。 

    (四)气体流量  二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为8～2 5I。／min。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。 

    (五)焊接速度  随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。 

    (六)焊丝伸出长度  指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱；反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。一般，细丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为8～1 4mm；粗丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为1 0～2 0mm。 

    (七)直流回路电感  在焊接回路中，为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感，所以一旦焊接过程稳定下来以后，就不要随便改动。 

半自动二氧化碳气体保护焊的操作技术与焊条电弧焊相近，而且比焊条电弧焊容易掌握。半自动二氧化碳气体保护焊的操作工艺应注意以下问题： 

1．由于平外特性电源的空载电压低，又是光焊丝，所以在引弧时，电弧稳定燃烧点不易建立，焊丝易产生飞溅。又因工件始焊温度低，在引弧处易出现缺陷。一般采用短路引弧法；引弧前要把焊丝端头剪去，因为熔化形成的球形端头在重新引弧时会引起飞溅；引弧时要选好位置，采用倒退引弧法。    ’ 

    2．收弧过快，易在熔坑处产生裂纹和气孔，收弧的操作要比焊条电弧焊严格。应在熔坑处稍作停留，然后慢慢抬起焊炬，并在接头处使首层焊缝厚重叠2 0～5 0mm。 

    3．对接平焊和横焊，应使焊炬稍作倾斜，用左向焊法，坡口看得清，不易焊偏。在角焊时左焊法和右焊法都可以采用。 

    4．立焊和仰焊。立焊有两种焊法，一种是由上向下焊接，速度快，操作方便，焊缝平整美观；但熔深较小，接头强度较差，适用于不作强度要求的焊缝。另一种，由下向上焊接，焊缝熔深较大，加强面高，但外形粗糙。仰焊应采用细焊丝、小电流、低电压、短路过渡，以保持焊接过程的稳定性；C02气体流量要比平、立焊时稍大一些；当熔池温度上升，铁水 

有下淌趋势时，焊炬可以前后摆动，以保证焊缝外形平整。

CO2半自动气体保护焊接工艺

本工艺适用于低碳钢和低合金高强度钢各种大型钢结构工程焊接，其焊接生产率高，抗裂性能好，焊接变形小，适应变形范围大，可进行薄板件及中厚板件焊接.

一.焊接准备

1.焊接前接头清洁要求在坡口两侧30mm范围内影响焊缝质量的毛刺、油污、水锈脏物、氧化皮必须清洁干净。

2.当施工环境温度低于零度或钢材的碳当量大于0.41%，及结构刚性过大，物件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80℃~100℃，预热范围为板厚的5倍，但不小于100mm。

3.工件厚度大于6mm时，为确保焊透强度，在板材的对接边缘应采用开切V形或X形坡口，坡口角度为60°钝边p为0~1mm，装配间隙b为0~1mm；当板厚差≥4mm时，应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理，如图：

4.焊前应对CO2焊机送丝顺畅情况和气体流量作认真检查。

.1.

5.若使用瓶装气体应作排水提纯处理，且应检查气体压力，若低于9.8×10.5PQ(10kgf/mm2)应停止使用。

6.根据不同的焊接工件和焊接位置调节好规范，通常的焊接规范可以用以下公式：                V=0.04I+16         (允许误差±1.5V)

二.焊接材料

1. CO2气体纯度要求99.5%；含水量不超过0.1%；含碳量不超过0.1%。

2.焊丝牌号低碳钢及高强度低合金钢重要结构焊接选用H08Mn2SiA；H08Mn2SiA低碳钢一般结构焊接选用H08MnSi。

焊丝表面镀铜不允许有锈点存在。

三.焊接规范

四.操作要点

1.垂直或倾斜位置开坡口的接头必须从下向上焊接，对不开坡口的薄板对接和立角焊可采用向下焊接；平、横、仰对接接头可采用左向焊接法。

.2.

2.室外作业在风速大于1m/s时，应采用防风措施。

3.必须根据被焊工件结构，选择合理的焊接顺序。

4.对接两端应设置尺寸合适的引弧和熄弧板。

5.应经常清理软管内的污物及喷咀的飞溅。

6.有坡口的板缝，尤其是厚板的多道焊缝，焊丝摆动时在坡口两侧应稍作停留，锯齿形运条每层厚度不大于4mm，以使焊缝熔合良好。

7.根据焊丝直径正确选择焊丝导电咀，焊丝伸出长度一般应控制在10倍焊丝直径范围以内。

8.送丝软管焊接时必须拉顺，不能盘曲，送丝软管半径不小于150mm。施焊前应将送气软管内残存的不纯气体排出。

9.导电咀磨损后孔径增大，引起焊接不能稳定，需重新更换导电咀。

五.焊接程序

1.焊接板缝，有纵横交叉的焊缝应先焊端焊缝后焊边焊缝。

2.接缝长度超过1米以上，应采用分中对称焊法或逐步退焊法。

3.物架上对接与角接焊缝同时存在时，应先焊板的对接缝，后焊物架的对接焊缝，最后焊物架与板的角接焊缝。

4.凡对称物件应从向首尾方向开始焊接并左、右、方向对称进行。

5.物件上、平、立、角焊同时存在时，应先焊立角焊，后焊平角焊；先焊短焊缝，后焊长焊缝。

6.一切吊运“马”，其焊脚应为“吊马”的板厚四周焊缝包角，焊后认真检查焊缝质量。

7.部件焊缝质量不好，应在部件时就进行反修改合格，不得留在整体安装焊接时进行。

.3.

五.焊缝质量要求

1.重要结构对接焊缝按各种设计规定技术要求进行一定数量的X光或超声波缝内部检查，并按设计规定级别评定。

2.外表焊缝检查，所以结构焊缝全部进行检查，其焊缝外表质量要求：

①焊缝直线度，任何部位在≤100mm内直线度≤2mm。

②焊缝应过渡光顺，不能突变＜90°过渡角度。

③焊缝高低差在长度25mm，其高低差应≤1.5mm。

④角焊缝K值公差为物件板厚≤4mm时0.9K0≤K≤K0+1；物件板厚＞4mm时0.9K0≤K≤K0+2。(K0为设计焊脚尺寸)

⑤焊缝咬边：当板厚≤6mm  d≤0.3mm局部，d＜0.5mm;

当板厚＞6mm  d≤0.5mm  (d为咬边深度)

⑥焊缝不允许低于工件表面及裂缝和尚未熔合的缺陷存在。

⑦多道焊缝表面堆叠相交处下凹深度应≤1mm。

⑧全部焊接缺陷允许进行修补，修补后应打磨光顺。

⑨部件物材为铸钢件时，焊后必须经550℃退火处理，以消除应力。

3.焊接结构允许进行火工校正。下载本文