二氧化碳气体保护焊焊接工艺

二氧化碳气体保护焊焊接工艺 适用范围：本工艺适用于钢结构制作与安装二氧化碳气体保护焊焊接工艺。工艺规定了一般低碳钢、普通低合金钢的二氧化碳气体保护焊的基本要求。凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件的二氧化碳气体保护焊均应按本工艺规定执行。 第一节  材料要求 1.1 钢材及焊接材料应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家和行业标准的规定，并应具有质量证明或检验。如果用其它钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。 1.2 焊丝  焊丝成份应与母材成份相近，主要考虑碳当量含量，它应具有良好的焊接工艺性能。焊丝含C量一般要求<0.11%。其表面一般有镀铜等防锈措施。目前我国常用的CO2气体保护焊焊丝是H08Mn2SiA，其化学成分见GB1300-77。它适用于焊接低碳钢和抗拉强度为500MPa级的低合金结构钢。H08Mn2SiA焊丝熔敷金属的机械性能详见GB8110-87《二氧化碳气体保护焊用焊丝》。 1.3 CO2气体纯度不低于99.5%，含水量和含氧量不超过0.1%，气路系统中应设置干燥器和预热装置。当压力低于10个大气压时，不得继续使用。 1.4  焊件坡口形式的选择 要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊材，提高劳动生产率，降低成本。一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。 1.5  不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差(δ-δ1)不超过表5.1规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择；否则应在厚板上作出如表中图示的单面a）或双面削薄b），其削薄长度L≥3(δ-δ1)。 表5.1 较薄板厚度（δmm） ≥2~5 ＞5~9 ＞9~12 ＞12 允许厚度差(δ-δ1)（mm） 1 2 3 4 第二节  主要机具 表2.1 焊接用机械设备表CO2 备名称 设备型号 数 量 单位 备注 电动空压机 根据工程实际情况确定 根据工程实际情况确定 台 碳弧气刨 柴油发电机 台 应急使用 CO2焊机 台 结构焊接 焊接滚轮架 台 结构焊接 翼缘矫正机 台 型钢校正           表2.2 工厂加工检验设备、仪器、工具表 备名称 设备型号 数 量 单位 设备能力 超声波探伤仪 根据工程实际情况确定 根据工程实际情况确定 台 检查焊缝内部缺陷 数字温度仪 台 测量层间温度 数字钳形电流表 个 测量焊接电流 温湿度仪 个 测量空气湿度 焊缝检验尺 把 检验焊缝外观尺寸 磁粉探伤仪 台 检查焊缝外观尺寸 游标卡尺 把 检查焊缝外观尺寸 钢卷尺 把 测量           第三节  作业条件 3.1  焊接区应保持干燥、不得有油、锈和其它污物。 3.2 当焊接区风速过大而影响焊接质量时，应采用挡风装置。对焊接现场进行有效防护后方可开始焊接。 3.3  施焊前打开气瓶高压阀，将预热器打开，预热10—15分钟，预热后打开低压阀，调到所需气体流量后焊接。 3.4 直径不大于1.2mm时，二氧化碳气体流量一般为6—15L/min为宜。当选用大电流焊时，焊速提高，室外焊及仰焊时，应采用较大气体流量。 3.5 为保证焊接过程的稳定性，细丝导电嘴孔径一般不大于焊丝直径的0.1—0.25mm，粗丝焊导电嘴孔径一般应不大于焊丝直径的0.20—0.40mm。送丝软管内的曲率半径不得小于150mm。 3.6 焊丝伸出长度以10倍焊丝直径为宜。 3.7  焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。 3.8 施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。焊接连接组装允许偏差值见表.3.1的规定。 表3.1 焊接连接组装允许偏差值 第四节  操作工艺 4.1 焊丝直径的选择  根据板厚的不同选择不同的直径，为减少杂含量，尽量选择直径较大的焊丝，见表4.1。 4.2 焊接电流和电弧电压的选择，见表4.2。 4.3 典型的短路过渡焊接工艺参数，见表4.3。 4.4 细颗粒过渡的电流下限值及电弧电压范围，见表4.4。 4.5 φ1.6焊丝CO2半自动焊常用工艺参数，如表4.5。 4.6 半自动焊时，焊速不超过0.5m/min。 4.7 二氧化碳气体保护焊必须采用直流反接。 4.8 重要焊缝要加引弧板，熄弧板，其材质和坡口形式应与焊件相同。引弧和熄弧焊缝长度应大于或等于25mm。引弧和熄弧板长度应大于或等于60mm。引弧和熄弧板应采用气割的方法切除，并修磨平整，不得用锤击落。 4.9 打底焊层高度不超过4mm，填充焊时焊枪横向摆动，使焊道表面下凹，且高度低于母材表面1.5mm-2mm;盖面焊时焊接熔池边缘应超过坡口棱边0.5mm-1.5mm，防止咬边。 4.10 不应在焊缝以外的母材上打火引弧。 表4.1  焊丝直径的选择 母材厚度 ≤4 ＞4 焊丝直径 φ0.5-φ 1.2 φ 1.0-φ 2.5       表4.2  常用焊接电流和电弧电压的范围 焊丝直径 （mm） 短路过渡 细颗粒过渡 电流(A) 电压(V) 电流(A) 电压(V) 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 30-60 30-70 50-100 70-120 90-150 140-200 16-18 17-19 18-21 18-22 19-23 20-24 160-400 200-500 200-600 300-700 500-800 25-38 26-40 27-40 28-42 32-44           注：最佳电弧电压有时只有1-2V之差，要仔细调整。 表4.3  不同直径焊丝典型的短路过渡焊接工艺参数 焊丝直径mm φ0.8 φ1.2 φ1.6 焊接电流A 100-110 120-135 140-180 电弧电压V 18 19 20         表4.4 不同直径焊丝细颗粒过渡的电流下限值及电弧电压范围 焊丝直径(mm) φ1.2 φ1.6 φ2.0 φ3.0 φ4.0 焊接电流(A) 300 400 500 650 750 电弧电压(V) 34-45             表4.5  φ1.6焊丝CO2半自动焊常用工艺参数 熔滴过渡形式 焊接电流A 电弧电压V 气体流量(L/min) 适用范围 短路过渡 160 22 15-20 全位置焊 细颗粒过渡 400 39 20 平焊           4.11 常用普通低合金结构钢施焊最低温度，可按表4.6选用。 表4.6  常用普通低合金钢施焊温度 钢号 使用对象 接头种类 焊接方法 金属厚度t (mm) 最低的施焊温度(。C) 12Mn 一、二级重要钢结构 对接 自动焊 t≤25 t＞25 -10 -5 18Nb 16Mn 对接 T型接 手工焊 （碱性焊条） t≤14 14＜t≤22 22＜t≤30 t＞30 -10 -5 0 +5 16MnCu 14MnNb 15MnV T型接 (包括搭接） 气体保护焊 手工焊 （碱性焊条） t≤16 16＜t≤20 t＞20 t≤12 12≤t≤20 t＞20 -10 -5 0 -10 -5 0 15MnTi 十字接 手工焊 （碱性焊条） t≤8 8＜t≤16 t＞16 -10 -5 0             4.12 对于非密闭的隐蔽部位，应按施工图的要求进行涂层处理后，方可进行组装；对刨平顶紧的部位，必须经质量部门检验合格后才能施焊。 4.13 焊接工艺参数示例 1） φ1.2焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数，见表4.7。 2） φ1.2焊丝CO2焊T型接头贴角焊焊件的焊接工艺参数，见表4.8。 表4.7  φ1.2焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数 板厚 焊丝直径 接头形式 装配间隙 层数 焊接参数 备注 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝外伸长 气体流量 (mm) (mm) (mm) (A) (V) (m/min) (mm) (l/min) 6 1.2 1.0-1.5 1 270 27 0.55 12-14 10-15 d为焊丝直径 1.6   1 1 400-430 36-38 0.80-0.83 16-22 15-20 1.2   0-1 2 190 19 0.25 15 15 210 30 2.0   1.6-2.2 1-2 280-300 28-30 0.30-0.37 10d但不大于40 16-18 8 1.2   1-1.5 2 120-130 26-27 0.3-0.5 12-40 20 130-140 28-30 0.4-0.5 1.6   1 2 350-380 35-37 0.7 16-22 20-25 400-430 36-38 1.6   1.9-2.2 2 450 41 0.48 10d但不大于40 16-18 用铜垫板，单面焊双面成型 2.0   1.9-2.2 2 350-360 34-36 0.40 10d但不大于40 16 采用陡降外特性 2.0   1.9-2.2 3 400-420 34-36 0.45-0.5 10d但不大于40 16-18 采用陡降外特性                       续表4.7  φ1.2焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数 板厚 焊丝直径 接头形式 装配间隙 层数 焊接参数 备注 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝外伸长 气体流量 (mm) (mm) (mm) (A) (V) (m/min) (mm) (l/min) 8 2.0 1.9-2.2 1 450-460 35-36 0.40-0.47 10d但不大于40 16-18 用铜垫板，单面焊双面成型 2.5   1.9-2.2 1 600-650 41-43 0.40 10d但不大于40 20 用铜垫板，单面焊双面成型 9 1.6   1.0 1 420 38 0.5 16-22 20 340 33.5 1.6 0-1.5 2 360 34 0.45 15 20 10 1.2   1-1.5 2 130-140 20-30 0.3-0.5 15 20 V型坡口 280-300 30-33 0.25-0.30 300-320 37-39 0.70-0.82 1.2   2 300-320 37-39 0.70-0.82 15 20 X型坡口 2.0   600-650 37-38 0.60 10d但不大于40 20 采用陡降外特性                       续表4.7  φ1.2焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数 板厚 焊丝直径 接头形式 装配间隙 层数 焊接参数 备注 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝外伸长 气体流量 (mm) (mm) (mm) (A) (V) (m/min) (mm) (l/min) 12 1.2 2 310 32 0.5 15 20 330 33 1.6   0-1.5 2 400-430 36-38 0.70 16-22 20-26.7 2.0   1.8-2.2 2 280-300 20-30 0.27-0.33 10d但不大于40 18-20 自动焊或半自动焊均可 16 1.2   3 120-140 25-27 0.40-0.50 15 20 V型坡口 300-340 33-35 0.30-0.40 300-340 35-37 0.20-0.30 1.6   2 410 34.5 0.27 20 20 X型坡口 430 36 0.45 16 1.2   4 140-160 24-26 0.20-0.30 15 20 无钝边 260-280 31-33 0.33-0.40 270-290 34-36 0.50-0.60 270-290 34-36 0.40-0.50 1.6   4 400-430 36-38 0.50-0.60 16-22 25 400-430 36-38 0.50-0.60                       续表4.7  φ1.2焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数