三一重工股份有限公司企业标准 手工钨极氩弧焊工艺规程.doc
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1、 Q/SY三一重工股份企业标准 Q/SY 1098-2005 代替Q/SY 1098-2004手工钨极氩弧焊工艺规程20050730发布 20050810实施三一重工股份 发 布 Q/SY 1098-2005前 言本标准是根据公司手工钨极氩弧焊的特点而制定。本标准由三一重工股份研究本院提出。本标准由泵送公司研究院工艺所负责起草和解释。本标准由三一重工研究本院归口。本标准是对Q/SY 1098-2004手工钨极氩弧焊工艺规程的修订。是第一次修订,自实施之日起代替Q/SY 1098-2004。本标准主要起草人:廖向宇、曾泽斌、周洪。IQ/SY 1098-2005手工钨极氩弧焊工艺规程1 范围本标准
2、规定了实施手工钨极氩弧焊的基本规则及要求。本标准适用于公司内部低碳钢、普通低合金钢、低合金高强钢和不锈钢及其它有色金属的手工钨极氩弧焊。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然后,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB/T 4191 惰性气体保护焊和等离子焊接、切割用铈钨电极GB/T 4842 纯氩GB/T 8110 气体保护焊用碳钢
3、、低合金钢焊丝GB 9448 焊接与切割安全GB/T 9460 铜及铜合金焊丝GB/T 10858 铝及铝合金焊丝3 焊接头设计与坡口加工3.1 接头设计 在设计接头时,首先要考虑的开口应能允许电弧、纯净气体与填充金属能到达接头底部,以保证良好的可达性。影响接头的设计的因素有化学成分、母材的厚度、要求达到的焊缝熔深以及被焊金属的特性(表面张力)。3.1.2 有五种基本的接头型形式(见图1)适用于各种金属,当有特殊要求时允许采用合理的其它接头型式。 图1 接头型式Q/SY 1098-20053.1.3 坡口设计的一般原则如下:a) 厚度不大于3mmmm的高镍合金,一般不开坡口。b) 厚度在3-1
4、2 mm的上述材料,可开U型、V型 或J型坡口。c) 厚度大于12 mm的上述材料,采用双面U型或X型坡口更好。d) V型接头的坡口角度,碳钢、低合金钢与不锈钢约600,高镍合金为800,当用交流电流焊接时通常为900,对绝大多数金属的坡口型式如图2所示。图2 坡口型式e) U型坡口的单边侧壁夹角,对碳钢、低合金钢及不锈钢为70-90,高镍合金约为150。铝合金约为200-300。f) T 型接头的单边坡口角度,不同厚度的约为450,铝合金大到600。g) 坡口的具体形式见GB/T 985。3.2 坡口加工方法坡口加工应尽可能采用机加工方法,如用热切割方法则应用砂轮打磨切割表面,以降低其热影响
5、层对焊接接头质量的影响。Q/SY 1098-20053.3 坡口清理3.3.1 坡口每侧至少20mm范围内均应进行清理。坡口面及清理区段的金属表面不得留有诸如油、脂、漆、切削液、标记笔迹、潮气、处理化学剂、机械润滑剂及氧化物等有害异物。灰尘、油脂可用挥发性脱脂剂或无毒溶液擦洗。油漆和其它不溶于脱脂剂的材料可用三氯甲烷、碱性清洗液或专用化合物清洗。坡口部位一般不得有夹层或其它缺陷。应有批准的工艺进行接头定位焊。应保持工件的标记,以便于准确记录。4 材料4.1 母材母材应符合国家或冶金部有关标准的规定。有特殊要求时可由设计、制造、使用三方面协商解决。 焊前必须清楚母材的化学成分,作为选择填充金属、
6、预热、后热及其它工艺参数的重大依据。当采用正常焊接规范而出现意外缺陷时,需注意查清母材或焊接材料中可能存在的未知微量元素。4.2 保护气体4.2.1 保护气体的种类和质量 可用氩、氦或氩氦混合气体作为保护气体。在特殊应用场合、可添加氢或氮(各约5,只限于焊接不锈钢、镍 铜基合金)。 焊接氩气应符合GB4842的规定。具体要求见下表1。表1 焊接用氩气合格指标 项 目 名 称 指 标 项 目 名 称 指 标氩含量 氢含量 PPM 5氮含量PPM 70总含碳量PPM 10氧含量 PPM 10水分含量 PPM 20Q/SY 1098-2005 氩气瓶表面应涂成灰色并注有绿色“氩”字标志字样。其最高工
7、作压力为15MP。氩气瓶在使用中严禁敲击、碰撞、瓶阀冻结时,不得用火烤;不得用电磁起重搬运机搬运氩气瓶;夏日要防日光曝晒;瓶内气体不能用尽;氩气瓶一般直立放置。 保护气体的选择保护气体的选择参见下表2:表2 金属焊接用保护气体的选择 材 料 厚 度 采用的保护气体 手工焊 自动焊铝及其合金 3ArHe、Ar 3Ar-He、He碳钢 3ArAr 3Ar-He、He不锈钢 3ArAr-H2 、Ar 、 Ar-He 3Ar 、 Ar-HeAr-He镍合金 3Ar Ar 、He、 Ar-He 3Ar-HeAr、He铜 3Ar 、 Ar-HeAr 、 Ar-He 3He、ArAr、He钛及其合金 3Ar
8、Ar 、 Ar-He 3Ar 、Ar-HeAr、HeAr-He含有75的He。Ar-H2含有15的H2氩气流量一般为7L/min;氦气流量应高于氩气。4.3 钨极a) 钍钨极(含氧化钍);b) 镧钨极(含氧化镧);c) 锆钨极(含氧化锆);d) 铈钨极(含氧化铈);建议尽量采用。4.3.2 钨极载流量钨极载流量的大小,主要受钨极直径的影响。下表3列出电极直径推荐的电流范围。焊Q/SY 1098-2005接电流不能超过钨极产品说明书规定的载流上限。4.3.3 钨极端头几何形状及加工钨极端头几何形状是一项重要的焊接参数,常用的钨极端头形状如图3所示:图3 常用钨极形状表3 钨极直径适用的电流范围
9、电极直径mm 直流A 交流A 电极为负() 电极为正()纯钨加入氧化物的钨纯钨加入氧化物的钨纯钨加入氧化物的钨2202202152151075107515551570401306015010201020459060125751801002001525152565125851602.513023017025017301730801401202101603102253302035203515019015025027545035048035503550180260240350400625500675507050702403503304605506756509506510065100300450430
10、575650830直流电时:钨极端部呈锥形或呈截头锥形。Q/SY 1098-2005交流电时:钨极端部磨成球形。4.4 填充金属 钨极惰性气体保护焊采用的填充金属,一般与母材的化学成分相近.不过,从耐腐蚀、强度及表面形状考虑,填充金属化学成分也可不同于母材。4.4.2 选用的填充金属应符合以下相应规定:a) 焊接碳钢与低合金钢用锰、硅合金化的填充金属,并符合GB8110的要求。b) 焊接不锈 钢及高镍合金的填充金属应用钛来控制气孔,锰、铌、钼或其它组合来控制裂 纹。c) 焊接铜及铜合金的填充金属应符合GB/T 9460的规定。d) 焊接铝及铝合金的填充金属应符合GB/T 10858的规定。5
11、主要焊接工艺参数选择原则当上述各项材料参数确定后,应通过工艺试验和工艺评定来确定工艺参数。5.1 引弧方法根据生产条件要求,可选择下列方法引弧: A短路引弧:需加引弧板。B高频引弧:借助于高频发生器。对于手工焊和自动焊,使用直流或交流电时均可采用。C脉冲引弧:在钨极与工件之间瞬间加一电压造成电离。D诱导引弧:用于点焊。5.2焊接电流焊接电流有三种,各种电流的适用范围如下:A交流电流:焊接铝、镁及其合金,焊接带氧化膜的铜。B直流电流:正极性电流可以焊接几乎所有的黑色金属。反极性直流电流采用很少。5.3 焊接电压影响电弧电压的因素:焊接电流的种类和保护气体、电极端头的几何形状。5.4 焊接速度焊接
12、速度一般应遵循以下原则:a) 在焊接铝等高热导率金属时,为了减小变形应采用比母材导热速度快的焊接速度。b) 焊接有热裂倾向的合金不能采用高速焊接。Q/SY 1098-2005c) 非平焊位置时应适当提高焊接速度。5.5 喷嘴的直径与氩气流量可按下式选择喷嘴内径: D=()dW式中 D-喷嘴直径或内径(mm) dW-钨极直径(mm)可按下式计算氩气流量:Q=()D式中:Q-氩气流量(L/min) D-喷嘴直径或内径(mm)5.6钨极伸出长度通常焊接对接缝时,钨极伸出长度为56 mm较好;焊角焊缝时,钨极伸出长度为710mm较好。6 基本操作技术为保证焊接质量,焊接过程中需注意以下几个问题:a)
13、保持正确的持枪姿势,随时调整焊枪角度及喷嘴高度,既有可靠的气体保护效果,又便于观察熔池。b) 注意焊后钨极形状和颜色的变化,焊接过程中如果钨极没有变形,焊后钨极端部为银白色,则说明保护效果好;钨极端部发蓝,说明保护效果差;如果钨极端部发黑或有瘤状物,说明钨极已被污染,必须将这段焊缝磨掉,否则容易夹钨。c) 送丝均匀,不能在保护区内搅动,防止空气卷入。6.2 引弧主要采用引弧器引弧,没有引弧器时,采用紫铜或石墨板做引弧板。引弧板放在坡口边缘,不允许钨极直接与试板或与坡口面直接接触引弧。6.3 定位焊定位焊缝的间距按下表4选取。表4 定位焊间距板厚(mm)122定位间距(mm) 205010020
14、0Q/SY 1098-20056.3.1 定位焊缝将来是焊缝的一部分,必须焊牢, 不允许有缺陷,如果该焊缝要求单面焊双面成形,则定位焊必须焊透。6.3.2 必须按正式的焊接工艺要求焊定位焊缝,如果正式焊缝要求预热、缓冷,则定位焊前也要预热、焊后缓冷。6.3.3 定位焊缝不能太高,否则应将定位焊缝磨低些,两端磨成斜坡,以便焊接时好接头。6.3.4 如果定位焊发现裂 纹、气孔等缺陷,应将该段定位焊缝打磨掉重焊,不允许重熔的办法修补。6.4 焊接与接头6.4.1打底焊缝应一气呵成,不允许中途停止。打底层焊缝应具有一定的厚度:对于壁厚10mm的管子,其厚度不得小于23 mm;壁厚10mm的管子,其厚度
15、不得小于45 mm,打底焊缝需经自检合格后,才能填充盖面。6.4.2焊接时要掌握好焊枪角度、送丝位置,力求送丝均匀。焊枪可作横向摆动,但摆动频率不能太高,幅度不能太大,以不破坏熔池的保护效果为原则。6.4.3接头是两段焊缝交接的地方,由于温度的差别和填充金属的变化,该处易出现超高、缺肉、未焊透、夹渣、气孔等缺陷。所以焊接时应尽量避免停弧,减少接头次数。6.4.4 控制接头质量的方法有以下几种方法:a) 接头处要有斜坡,不能有死角。b) 重新引弧的位置在原弧坑的后面,使焊缝重叠2030 mm,重叠处一般不加或只加少量的焊丝。c) 熔池要贯穿到接头的根部,以确保接头处熔透。6.5 填丝6.5.1填
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