CO2陶瓷衬垫焊作业指导书.docx

C02陶瓷衬垫焊作业指导书1目的针对钢结构的C02单面焊双面成型焊接工艺要点提出了明确的要求，使施 工作业更加规范化和标准化。S3本指导书适用于低碳钢、低合金钢及高强度钢的焊接。3职责质量管理部负责提供产品在过程中所涉及的文件，包括工艺参数、工艺标 准及工艺要求，及推行新工艺、新方法和现场指导，负责特殊过程管理。负责 分工范围内采购产品、过程产品及最终产品的检验、试验。3.1 人力资源部负责人员技能培训，上岗安置和调配工作。3.2 产品承制部门/工区负责施工及施工过程的组织、监控及现场管理等。4工作程序4.1概述半自动CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺是一种高效的焊接方法。它具有 熔敷率高、坡口角度小、装配间隙广、反面不需清根、成型美观、变形小等一系 列有点，在造船业上已越来越得到普及应用。为了推广应用CO2单面焊双面成型 工艺，提高我公司的焊接高效率化，这次把对接平焊、立焊、横焊、平角焊双面 成型工艺变为一册。此作业指导书具有通用性，适用于低碳钢、低合金钢及高强 度钢的焊接。施焊人员应熟悉掌握本作业指导书内容，按图施工。生产管理部门 可参照本指导书中的参数和要求，进行监控。对不符合工艺要求的生产行为，一 律禁止施工，确保双面成型的焊缝质量逐步提高。4. 2焊接工艺对接平焊、立焊、横焊和平角焊的坡口型式如图1所示：3nlm以下。对于长焊缝，可采用逐段退焊法、跳焊法或分中施焊法。采用分中 施焊法时，尽量采取对称施焊以减少焊接变形。在焊接低合金钢、铸钢和高强 度钢时，应采取必要的预热措施。具体要求可按照相关的焊接工艺。4. 2. 6. 6通风及平安防护在采用CO?药芯焊丝或在含有油漆、镀锌层等有毒物质的钢板上施焊时， 尤其是在自然通风条件不好的舱内焊接时，应注意通风，防止CO2、烟尘中毒事 件发生。如果通风影响到焊接，那么需采用焊接和通风交错进行的方法。通风措 施一般采用鼓风机向舱内灌风，自由出风，但注意鼓风机风口不能直接对着施 焊部位。在密封舱内施焊，必要时应增开工艺孔。在狭小舱室、空间或潮湿环 境施焊时，应特别注意防止触电，需严格按照有关平安操作规程进行施工。 5支持性文件船舶焊接检验指南材料与焊接规范201538°42°38" 42°40 c=6106SW40 c=6100&U<4 用于对接平焊Oil-l 4用于对接立事/陶黄衬垫6WtW40c=6108WtW320ll-t<4c=68用于横焊用于半角烬图1为了到达高效焊接的目的，在装配的过程中，装配间隙尽可能满足下限值, 减少焊缝金属的熔敷量。坡口面的朝口原那么上由分段建造工艺确定，坡口尽量 设在方便施焊的一侧。为了方便现场加工，保证坡口角度的准确，经过换算， 表1给出了板厚与坡口宽度的关系值，供参考选择。表1板厚与坡口宽度值坡口形式。板厚坡口宽度C (mm)型式板厚t(m叫坡n面角域15°20。99 S °6233823310334123451445616467>4-£-18567A_20578150 20° ax*79689x 22 50246910t2679II1 t2881012308111232911133591314361013153810141640_II _1417坡口的加工坡口的加工应采用半自动火焰切割及机械加工。如果使用手工（乙快 焰）切割，必须采用靠模，保证坡口的光顺，不允许坡口面有突变的凹口或毛 边。凹口或毛边严重时（凹口深度大于0.5mm）,必须进行打磨处理。打磨区 域：整个坡口面，并在两侧延伸15mm,如图2所示。焊接前，坡口面及两侧 100mm范围内不允许含有氧化物、油漆、水、锈污等杂质。清除的方法可用砂 轮磨，火焰烘烤，以及用钢丝刷清理等。4. 2. 3焊接材料及设备4. 2. 3. 1 焊丝CO2气体保护焊的焊丝包括实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝本钱低，而且 焊接过程中不需要清渣。应加大实芯焊丝的使用比例，以降低建造本钱。所采 用的实芯焊丝的型号为ER49-1 （GB/T 81107995）,对应于旧国标GB/T8110-87 的型号为H08Mn2SiA。药芯焊丝的特点是焊接电弧比拟温和，容易掌握，飞溅 少，外表成型光滑，抗风力好，但易挥发有毒烟尘且本钱高。通常，分段大合 拢焊缝、重要结构的承重焊缝以及低合金钢和高强度钢的焊接，宜采用药芯焊 丝。目前，所采用的级别均为3Y级，对碳素钢、低合金钢和高强度钢都适用。 焊接前，焊丝须按照产品说明书进行保存和烘干处理。4. 2. 3. 2 CO2气体它是CO2气体保护焊中最重要的材料，焊缝质量很大程度上依赖于它的保 护效果。它犹如焊条的药皮，在焊接过程中，形成对熔池的保护气氛。正常焊 接一般要求CO?气体的纯度299. 7%,含水量不超过0. 005% （质量）。对于瓶装 气体，使用过的CO?气体，必须保证瓶内留有10T5公斤余气的压力，并要求 气瓶阀门无漏气现象，保证空瓶不被大气污染。焊接过程中，要求CO2气体应 有足够的流量并保持层流，气流需有一定的挺度，不能是软而无力的紊流。这 就要求焊工严格按气体流量计调整，并保证气体无泄漏现象，同时应及时清除 附在导电嘴和喷嘴上的飞溅物，确保良好的保护效果。在室外或风口作业，还 需注意风速对焊接区域的干扰，如果风速超过1. Om/s或到达蒲氏3级，那么要有 挡风装置或相应保护措施。4. 2. 3. 3陶瓷衬垫它是CO2气体保护焊中确保双面成型的关键材料。目前我厂使用的是上海 耐火材料厂生产的TSHD型和浙江象山焊接衬垫厂生产的JN系列衬垫，其产品 型号见表2、表3.衬垫在保护和使用前都保证干燥，最好在60度的干燥房内保 管，使用时应随取随用。特别是在潮湿季节，室外露天隔夜衬垫作报废处理。 衬垫在贴敷衬垫时，要保证衬垫与板材的紧密度，不允许焊缝区域存有油污和 水渍。为此，在贴敷衬垫时，接头两侧各50mm范围内，应进行清理和干燥处 理，更不要有焊溜、码脚等凸突局部，否那么，应磨平后方能贴敷衬垫。在2浙江象山焊接村牛J生产的陶武村中的4"；（节送）型号1适用接头JN-40I. JN-4O2, JN-403. JN-4CMC6气体保护单面焊双而成刈剂板平面对接接头JN-409CCh气体保护单面炸双面成型用板平面对接接头 （有板里差）JN4I0CO:气体保护单面焊双面成型圆弧对接缝JN50I. JN5O2球扁嗣、角用对接接头JN60I-L 2. 31的板用接接头JN90I钢板对接接头端部JNI001立向气电自动单面焊对接接头衣3上洵州火材料厂生产的陶瓷时垫的牛”型“适用的焊接位置TSHD-I|平由对接焊TSHD-2平面对接停（不同板厚）TSHD-31平而对接焊（园弧形焊缝）TSHD-4|角焊TSHD-54m煤4. 2. 3. 4焊接的设备目前，使用的CO2焊机多为半自动焊设备，如松下KR-3520型、KR-500 型、XHI500PS、C0ZX-350等。其性能相似,具有两个基本要求:一是在不中 断的情况下，电弧能维持稳定，以满足打底焊，横焊和立焊的需要、二是能调 节出大小的两种电流，以适应不同的装配间隙和焊接位置，保证反面焊缝成形 良好。CO?半自动焊机及附属的设备包括焊枪、送丝机构（包括焊丝盘和送丝软 管）、控制装置、焊接电源、气体回路和连接电缆。焊接控制装置应能实现如下焊接程序控制:启动一提前通气（1-2S）一通电、送丝、引弧（开始焊接）一停止送丝一 切断电源（停止焊接）一滞后停气（2-3S）。应根据焊接施工时需要的焊接电流和实际负载持续率，选用具有合适额定 电流的焊机。焊机应有专人维护，定期检修。4. 2. 5焊缝的装配由于双面成型焊是预留间隙的，因此不允许在焊缝上搭焊进行定位。接 头的两侧板材，是靠邦码（卡码）加以固定的。邦码尺寸确实定有三个准那么： 一是邦码应有一定的强度，保证装配好的接头不再变形。二是有较大的过焊 孔，保证衬垫和焊枪能顺利通过。三是邦码不宜太重，保证安装工人操作方 便。邦码间距确实定，原那么上在保证焊缝平整度和足够刚性的情况下尽可能的 加大间距，一般以200-300mm为宜。邦码厚度不宜小于10mm。通常邦码和焊缝 装配成40夹角。图3为标准邦码图，以供参考。图3邦码尺寸4. 2. 5焊接规范CO2单面焊双面成型工艺的焊接规范是比拟灵活的，它与焊工的技能和熟 练程度有关。选择焊接规范时应注意焊接电流和电压的匹配，确保焊缝的良好 成型。熟练的焊工，能够使用较大电流的焊接规范，以提高劳动生产率。焊接 电流最大不宜超过230A （焊丝直径1.2）。表4、表5所列焊接参数可供参考选 择。我 4CCh原按规范发焊接位置焊丝百什 电流 A电压V速度 cm/minCO2气流员 L/min对接平焊由1.2180-23028-328/218-20对接立焊d)1.2120-15024-266-818-20横焊也L215(K2(M)26-3013-15 18-20平角焊4)1.2160-21025-308-1218-20表5CCh多层焊接工艺接头膨式层次焊接规范电流 A电压 V速度 cm/min气体流量 L/min板厚 12<t<16对接平 焊22032171872303414IX322032141842003016IX对接立 焊13023815214025II153 114025II15413024818横焊1702810152200303015321()30301542203040155210204015618028301571802830158 1170283015170板厚 24<2001<35门&T 岸1702913182-132(X)32171814210321918焊130238152-6150241115714()24818横焊170281015232103040154-5|200303515续表5极厚： 24<t<35横焊6-71802831158-9170282918101702821184. 2. 6操作要领C02单面焊是一种技术性很强的焊接方法。尽管影响焊缝双面成型的因素 很多，如设备性能、气候、施工空间环境、网路电压、人员素质等，但更重要的是人员素质。焊工素质表现在认知面（理论水平）、技能技巧、熟练程度和工 作态度等方面。因此，即便使用了合适的焊接规范参数，想要获得满意的焊缝 质量，还必须掌握准确的操作方式和技术要领。4. 2. 6. 1燃弧点的位置采用单面焊时，燃弧的位置十分重要，如图3所示。由于进行CO2单面焊 时，电弧的电流密度较大，在熔池前端的母材上形成半圆孔，随着电弧的前 进，熔化金属不断填满此半圆孔。操作时必须使燃弧点处于熔池中心，如果燃 弧点太靠前，如图3中B点的位置，那么会使铁水过早前淌，使熔宽减小，严重 时导致两底边未熔合。假设燃弧点太靠后，如图3中A点，使铁水前淌过缓，会 增加熔宽，焊缝下垂过多，且容易使焊缝正面形成中间高、两边低的形式，这 样在上面一层焊接时会到导致两边夹渣。正常的打底焊成形应是焊缝反面增高 适当，焊缝正面为中间低、两边成弧状过渡，如图4所示。最隹成型4. 2. 6. 2焊丝的角度单面平焊时可以采用左焊法，也可以采用右焊法，如图5所示。右焊法时熔敷金属的厚度较薄，反面成型较美观，但焊枪会挡住操作者的视线，影响对 熔池前端的观察。采用左焊法，焊接速度要比右焊法慢，操作者能较好的看到 熔池的前方。图5单面焊的左焊法和右焊法立焊时为防止铁水下流，焊丝处于下倾状态，如图6所示，同时焊丝左右 摆动，如图7所示，此角度应不小于5°.与水平角度不当，易造成正面和反面焊 缝成型不良。焊丝左右摆动角度不当，宜造成焊缝边缘熔合不良和夹渣现象。横焊时焊丝的位置如图8所示。焊丝偏上会造成焊缝下侧未熔合，偏下会 使反面焊缝过分下垂。焊丝略向前倾是为了使铁水的重力、外表张力和电弧吹 力三者保持平衡，使铁水不过分前淌，保证焊缝反面有良好的形成。图K横焊时的岸纥位置4. 2. 6. 3焊枪摆动方法单面焊时为了使焊道两侧均匀的熔化，铁水不过分下垂，防止夹渣与未 熔合等缺陷，焊枪必须在焊缝两边做均匀的摆动，并在两侧做适当的停留。这 样可使母材两边适当的熔化，与过渡的熔滴金属形成左右对称，下垂适量的熔 池，冷却后成为合格的焊缝。摆动方式，平焊与立焊一般作月牙形摆动。但在 横焊时，一般可不做摆动，焊缝较宽时，作斜三角形摆动。4. 2. 6. 4收弧方式在C02陶瓷衬垫单面焊打底焊收弧时，在收弧处反面中央出现缩孔。产生 缩孔的主要原因是陶瓷衬垫的导热性比母材小，而熔池上部的熔融金属因散热 条件好，先行凝固，而熔池下部的融化金属散热条件差，最后凝固。在凝固 时，温度降低引起体积的收缩，而此时其他局部金属均已凝固，无法有金属补 充这种收缩，因而形成缩孔。为了消除这种缩孔，首先是采用电流衰减的方 法。现在一般的C02焊机都有填充弧坑衰减规范的调节旋钮。焊接前将此旋钮 调节适当的衰减数值上，在要收弧时，二次按压枪上的按钮，此时焊接电流及 焊接电压会自动从原来的参数上衰减到较小的数值。当最后的融化金属填满坑 后，再将电弧引到已凝固的焊好的焊缝上。此时放开焊枪的按钮，电弧最终熄 灭，缩孔也就不会产生，如图9所示。4. 2. 6. 5打底焊和盖面焊由于船体结构的板材较厚，在采用CO2单面焊双面成型工艺时，通常采用 多层多道焊。使用多层焊时，应重点掌握打底焊和盖面焊的操作技能。打底焊 是CO2单面焊的关键，因为它关系到接头的反面成型。虽然接头反面有衬垫托 住铁水，使铁水不致流失，但也必须有准确的操作方法，才能保证焊缝正反面 都有良好的成型。尤其要防止焊缝反面下垂过多或者夹渣，焊缝正面不能形成 中间高、两边低的形状，以免为随后的焊接造成困难。对于结构约束度大的焊 缝（如大合拢焊缝），打底焊层要连续一次性完成，并应完成第二甚至第三层焊 道的焊缝（视板厚而定），保证焊缝有足够的强度。不允许打底焊后长时间放 置，以免在焊接应力的作用下，引起焊缝的纵向裂纹。每层的焊接应保持焊分 发连续性，不允许焊一段好一段，造成每道卡码出的断头、焊瘤等缺陷。盖面 焊时应调整好焊接电流、电压和焊接速度等规范参数，确保焊缝外观的良好成 型，减少补焊、打磨的工作量，真正提高焊接生产率。焊缝的余量最好控制在