埋弧自动焊焊接工艺

第九章埋弧自动焊埋弧自动焊是焊接生产中广泛应用的一种机械化、高效率焊接方法。

本章主要讲述埋弧自动焊的实质与特点，自动调节基本原理，及有关的焊接设备、焊接材料、焊接工艺方法等内容。

第一节：埋弧自动焊概述一、电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧、正常焊接和熄弧收尾三个阶段，并要求电弧及焊接过程始终保持稳定，即具有一定的调节作用，以达到电弧焊接的预定目的。

手工电弧焊的焊接过程与稳定，是依靠焊工用手工控制来实现的，这是一种人工调节作用。

自动焊实质是机械化程度高的焊接，以相应的自动调节作用取代人工调节作用。

为此，自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作，还要求自动地调节有关的焊接工艺参数，才能保证电弧及焊接过程的稳定，满足电弧焊接的需求。

自动电弧焊分为埋弧（焊剂层下）自动焊和明弧焊（气体保护）两种。

埋弧自动焊与手工电弧焊的根本区别，在于焊丝的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的，并且有相应的自动调节作用。

二、埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊剂下燃烧的熔焊方法。

焊丝送入颗粒状的焊剂下，与焊件之间产生电弧，使焊丝和焊件熔化形成熔池，熔池金属结晶为焊缝；部分焊剂熔化形成熔渣，并在电弧区域形成一封闭空间，液态熔渣凝固后成为渣壳，覆盖在焊缝金属上面。

随着电弧沿焊接方向移动，焊丝不断地送进并熔化，焊剂也不断地撒在电弧周围，使电弧埋在焊剂层下燃烧，由此进行自动的焊接过程。

埋弧自动焊与手工电弧焊相比具有以下的特点：１、焊接生产率高埋弧自动焊可采用较大的焊接电流，同时因电弧加热集中，使熔深增加，可一次焊透14ｍｍ以下不开坡口的钢板。

而且埋弧自动焊的焊接速度也比手工焊快，从而提高了焊接生产率。

２、焊接质量好因熔池有熔渣和焊剂的保护，使空气中的氮、氧难以侵入，提高了焊缝金属的强度和韧性。

同时由于焊接速度快，线能量相对减小，故热影响区的宽度比手弧焊小，有利于减小焊接变形及防止近缝区金属过热。

钢结构埋弧自动焊焊接工艺与质量标准一、总则1、范围本标准规定了钢结构埋弧自动焊的施工要求、方法和质量控制标准。

本标准适用于桁架、多层或高层框架结构、门式刚架等工业与民用建筑钢结构中的组合H 型钢、箱型构件的焊接。

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，内容随最新版本更新适用于本标准。

GB50300—2013建筑工程施工质量验收统一标准GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范GB/T 985.2-2008 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB/T5293-2018 埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T12470-2018 埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB/T14957-1994 熔化焊用钢丝JGJ81-2011 建筑钢结构焊接技术规程二、施工准备1 技术准备1.1 构件制作前，施工单位应根据设计技术要求及相关规范的规定进行焊接工艺评定，编制《焊接工艺评定报告》。

1.2 根据评定报告、钢结构技术规范、设计技术文件的有关要求编制焊接工艺文件，进行施工技术交底。

2 物资准备2.1 钢材及焊接材料的选用应符合设计技术的要求，并具有材料质量证明书或检验报告，其成分、性能等应符合国家现行标准规定。

2.2 钢材复验应符合有关工程质量验收标准的规定。

大型、重型及特殊钢结构的主要焊缝采用的焊丝应按生产批号进行复验。

2.3 埋弧焊用焊丝和焊剂应符合《熔化焊用钢丝》GB/T14957-1994、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB／T5293-2018 和《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB／T12470-2018的规定。

2.4 焊丝、焊剂的存放场所应干燥、通风，无油污、锈蚀等，镀铜层完好无损，使用前按规定进行烘干。

3 施工设施准备3.1 工具用具主要工具用具：埋弧焊机、焊接滚轮架、焊剂烘干箱、空压机、碳弧气刨、角磨机或风铲等。

3.2 检测装置检测设备、仪器：超声波探伤仪、磁粉探伤仪、数字温度仪、温湿度仪、焊接检验尺、焊缝量规、卡规、游标卡尺、钢卷尺。

钢结构埋弧自动焊焊接施工工艺标准目录3.2.1 总则3.2.2 术语符号哦能够3.2.3 基本规定3.2.4 施工准备3.2.5 材料和质量要点3.2.6 安装施工工艺3.2.7 安装质量标准3.2.8 成品保护3.2.9 安全环保措施3.2.10 质量记录3.2.11 附加说明正文3.2.1 总则3.2.1.1 适用范围本标准适用于桁架或网架(壳)结构、多层或高层梁、柱框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程中。

3.2.1.2 编制参考标准（1）《焊接用钢丝》GB1300（2）《埋弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》GB986（3）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001（4）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81－2002（5）《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB52933.2.2 术语、符号3.2.2.1 术语（1）母材：被焊接的材料统称。

（2）焊缝金属：构成焊缝的金属，一般是熔化的母材和填充金属凝固形成的那部分金属。

（3）层间温度：多层焊时，停焊后继续焊之前，其相邻焊道应保持的最低温度。

（4）余高：高出焊趾连线部分的焊缝高度。

（5）定位焊缝：焊前为装配和固定焊接接头的位置而施焊的短焊缝。

（6）船形焊：T 形、十字形和角接接头处于平焊位置进行的焊接。

3.2.2.2 符号焊接方法及焊透种类代号应符合表3.2.2.2－1 规定；接头形式及坡口形状代号应符合表3.2.2.2-2 规定；焊接面及垫板种类代号应符合表3.2.2.2-3 规定；标记示例：埋弧焊、完全焊透、对接、I 形坡口、背面加钢衬垫的单面焊接接头表示为SC－BI－Bsl。

3.2.3 基本规定3.2.3.1 为了在建筑钢结构焊接中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本工艺标准。

3.2.3.2 本标准适用于工业与民用建筑钢结构中普通碳素结构钢和低合金结构钢的焊接。

3.2.3.3 钢结构焊接，必须按施工图的要求进行，并应遵守现行《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001 的规定。

埋弧自动横焊机焊接工艺摘要：埋弧自动横焊机依据储罐的施工特点，结合美国、日本横焊设备的技术，经过精心研究开发和生产的自动焊接产品。

该机依靠机架骑挂在壁板上或环形轨道上来完成环缝焊接的，其主要应用于板幅范围正装大型储罐和倒装中小型储罐及高炉、塔器环缝的焊接施工。

全套设备主要由焊接行走机架、焊接电源及配电柜、焊接机头及控制箱、拖带及循环回收系统四部分组成。

关键词：横焊坡口工艺参数变频1 埋弧横焊机执行机构及焊接原理焊接行走机架主要由顶盖总成、底板总成、伸缩体总成、升降调整机构及动力总成五部分组成，其中顶盖、伸缩体与底板构成焊接行走机架的主体。

控制箱内变频器通过改变动力电源的频率来实现对行走速度的调节（行走变速范围在０～２７３５/min内无级调节，该系统与控制系统实现联动，可以预置焊接速度）。

升降调整机构通过滚轴系统安装（正装机的升降调整机构通过丝杠实现）于伸缩体立柱，焊枪与焊缝位置可通过十字进给系统调节。

行走轮位于机架悬臂梁两端，以活动方式联接，这样可以适应在不同曲率半径的焊道上进行焊接（最小焊接直径为４.６m）。

随着焊接机架的行走，焊剂通过拖轮皮带支撑于焊接区域对焊接电弧起到保护作用。

工作时拖轮靠机架自身的重量紧贴壁板，焊剂从回收焊剂桶经过输送管落至焊剂拖带上将焊道和焊枪覆盖，从而对焊接电弧起到保护作用。

同时，吸尘器将剩余的焊剂回收到焊剂桶。

电焊机执行机构挂在壁板上，其重心和几何中心并不在一条竖直线上。

这样，拖轮皮带便受到电焊机的自身重力提供的一个垂直分力，该垂直分力充当拖轮皮带与壁板间的正压力。

拖轮皮带与壁板之间的的摩擦系数为钢材与橡胶间的摩擦系数，在行走电机的驱动下，拖轮皮带靠壁板提供的动摩擦力实现与行走电机同步行走（拖轮皮带为损耗配件）。

参加化学反应剩余的焊剂由拖带送至回收口，大功率吸尘器将其吸入焊剂桶，过滤后重新使用。

焊剂靠自身重力从焊剂桶落下紧靠壁板将焊枪及焊枪两端１４左右的焊缝埋好，通电流后实现焊接。

埋弧自动焊接工艺本工艺适用于板厚6~22mm的碳钢及高强度低合金钢焊接。

一.焊前准备1.所焊产品的钢种及板材厚度按工艺要求选择焊丝牌号，焊丝直径及焊剂牌号，选用焊接规范。

2.检查埋弧焊机是否完好，电流表、电压表的正确性。

3.检查焊缝两端的始终点引弧板及灭弧板，其规格尺寸为80×80(mm)厚度≥母材。

4.焊件边缘加工和装配要求高，焊件边缘必须打磨清洁干净至光洁金属为止(距焊件边缘20mm处)，用砂轮机进性打磨。

5.焊件边缘加工必须平直，装配间隙均匀一致，高低平整，装配间隙＜1mm，两板高低差＜0.5mm。

6.定位焊缝间距300~400mm，焊缝长度15~20mm，A3钢使用J427焊条，16Mn钢使用J507焊条，并清除点焊焊渣。

二.焊丝与焊剂选用1.焊丝与焊剂根据不同钢种的焊件进行选用(如表1)。

表12.焊丝直径根据板厚不同选用，＜10mm板厚选用直径4mm，≥12mm板厚选用5mm。

.1.3.焊丝外表不得有油、锈存在，且应在干燥室存放。

4.焊剂使用前必须进行烘焙150~200℃×2后使用，使用剩余焊剂应重新烘焙。

三.焊接规范参数：1.本规范适应于双面焊接板厚≤14mm可不开坡口焊接，板厚≥16mm应开坡口，焊接坡口为65°±5°，根部8mm。

2. 板厚≥16mm正面焊后，反面进行用气刨扣槽，碳棒φ10mm，扣槽深度为6~7mm。

3.焊接规范参数如表2，船形角焊(平对接焊)如表3，平角焊如表4。

表2 焊接规范参数注：以上规格指间隙在标准范围内，如间隙超差则焊接电流及速度应相应调整。

四.焊接(纵缝焊接)：1.根据不同板厚用试板调试焊接规范，不允许在产品上边焊接边调试，防止未焊透现象生。

2.开始焊前应校核焊丝与焊缝对中，焊丝伸出长度应等于焊接时长度，并把.2.指针纠正与焊丝对一直线。

3.起、熄弧应在引、熄弧板上进行，其起、熄焊缝长度不少于60mm。

一、埋弧自动焊基本原理1. 教学目标：（1）使学生了解埋弧自动焊的定义和特点；（2）掌握埋弧自动焊的工作原理及操作过程；（3）培养学生对埋弧自动焊设备的认识。

2. 教学内容：（1）埋弧自动焊的定义和特点；（2）埋弧自动焊的工作原理；（3）埋弧自动焊的操作过程；（4）埋弧自动焊设备的认识。

3. 教学方法：采用讲授法、演示法、实践法相结合的方式进行教学。

4. 教学准备：（1）教材、课件；（2）埋弧自动焊设备；（3）安全防护用品。

5. 教学过程：（1）导入：介绍埋弧自动焊的定义和特点；（2）讲解：讲解埋弧自动焊的工作原理及操作过程；（3）演示：展示埋弧自动焊设备，让学生了解其构造；（4）实践：让学生分组进行埋弧自动焊的操作练习；（5）总结：归纳总结本节课的重点内容。

6. 作业布置：让学生绘制埋弧自动焊设备的结构示意图，并简要描述其工作原理。

二、埋弧自动焊操作要点1. 教学目标：（1）使学生掌握埋弧自动焊的操作要点；（2）培养学生正确操作埋弧自动焊设备的能力。

2. 教学内容：（1）埋弧自动焊的操作要点；（2）埋弧自动焊设备的正确操作方法。

3. 教学方法：采用讲授法、演示法、实践法相结合的方式进行教学。

4. 教学准备：（1）教材、课件；（2）埋弧自动焊设备；（3）安全防护用品。

5. 教学过程：（1）导入：回顾上一节课的内容，引出本节课的主题；（2）讲解：讲解埋弧自动焊的操作要点；（3）演示：展示埋弧自动焊设备的正确操作方法；（4）实践：让学生分组进行埋弧自动焊的操作练习；（5）总结：归纳总结本节课的重点内容。

6. 作业布置：让学生根据所学内容，编写一份埋弧自动焊的操作规程。

三、埋弧自动焊安全防护1. 教学目标：（1）使学生了解埋弧自动焊的安全防护措施；（2）培养学生遵守安全操作规程的能力。

2. 教学内容：（1）埋弧自动焊的安全防护措施；（2）埋弧自动焊事故预防及处理方法。

3. 教学方法：采用讲授法、演示法、实践法相结合的方式进行教学。

AH36、DH36板埋弧自动焊平位置焊接工艺规程一、焊接工艺规程1.板材要求：本工艺适用的母材一般强度船体结构用钢牌号为CCS—AH36、DH36板。

2.焊接材料要求：焊丝牌号H10Mn2A，直径为Φ4.0ｍｍ,焊剂SJ101。

3.焊接设备要求：采用平降特性埋弧自动焊机，如型号为MZ-1000。

4.坡口设计和加工要求：坡口型式为 V型，坡口加工方法为火焰切割。

5.焊道布置、焊接顺序如图，并要求焊前应对坡口区域去水、去油处理，反面不清根。

接头图：（平焊）6．焊接参数：7．焊前不预热和不控制道间温度、不进行焊后热处理及焊后消除应力措施等及未采取特别工艺措施。

8．工艺条件和施焊环境：焊接温度为室温，道间温度不进行控制，焊后不需要采取特别的热处理和消除应力措施。

施焊环境为非阴雨天9．本工艺规程的适用范围焊接方法：本工艺规程船舶结构适用于9-36mm AH36、DH36级板采用3Y级焊材进行埋弧自动焊平位置焊接、清根双面焊。

二、本焊接方法在船体焊接的通用要求1．适用于船体结构的焊接的相应焊接方法的焊接。

2．在船舶设施建造中，选用焊接材料强度级别符合本工艺规程规定高强度焊接材料，焊接时，应考虑预热并注意控制线能量和道间温度。

焊接材料的贮存、运输、焊前处理(包括焊剂烘干、焊丝除锈、干燥)和使用应符合焊接材料制造厂使用说明书的要求。

在船体结构中采用高强度钢时，其焊缝的外形应光顺，不应有过高的焊缝余高。

若船体构件(如首柱、尾柱、舵叶等)是由高强度钢板组焊而成的，则施焊后应考虑对其进行退火处理，以消除焊接时的残余应力。

退火温度应达临界温度之上，然后缓慢冷却。

3 .焊接用的设备始终保持良好的工作状态。

同时，应对其妥善地加以布置，以保证有良好的焊接操作条件。

4.为保证焊接质量，船舶制造厂的焊工应参加焊工资格考试。

只有持有CCS颁发或承认的《焊工合格证书》的焊工方可从事相应的焊接工作。

5.本焊接工艺规程应提交CCS批准后方可采用。

埋弧自动焊焊接工艺参数焊接工艺参考1．不开坡口对接接头悬空双面焊的焊接条件工件厚度(mm) 焊丝直径(mm) 焊接顺序焊接电流（A）电弧电压(V) 焊接速(cm/min) 6 4 正380～420 30 58反430～470 30 558 4 正440～480 30 50反480～530 31 5010 4 正530～570 31 33反590～640反530～570590～640 3133 464612 4 正反620～660680～720 3535 424114 4 正反680～720730～770 3740 413815 5 正反800～850850～900 34～3636～38 634317 5 正反850～900900～950 35～3737～39 604318 5 正反850～900900～950 36～3838～40 604020 5 正反850～900900～1000 36～3838～40 424022 5 正反900～9501000 37～3938～40 5340注:装配间隙0～1mm.五．焊接工艺参考（续）2．对接接头预留间隙双面焊的焊接条件工件厚度(mm) 焊丝直径(mm) 装配间隙(mm) 焊接电流（A）电弧电压(V) 焊接速度(cm/min)6 3 0～1 380～400 30～32 57～608 3 0～1 400～420 28～32 53～5710 4 1～2 500～600 30～32 50～6012 4 1～2 550～580 38～40 50～5714 5 3～4 700～750 34～36 5016 5 3～4 700～750 34～36 4518 5 4～5 750～800 36～40 4520 5 4～5 850～900 36～40 4524 5 4～5 900～950 38～42 4228 5 5～6 900～950 38～42 3330 5 6～7 950～1000 40～44 2740 5 8～9 1100～1200 40～44 2050 5 10～11 1200～1300 44～48 173．开坡口工件的双面焊的焊接条件工件厚度（mm）坡口形式焊丝直径（mm）焊接顺序坡口尺寸焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（cm/min）角度（0 ）根高（mm）间隙（mm）14 Y型 5 正703mm 3mm 830～850 36～38 42 反600～620 36～38 7516 5 正700 3mm 3mm 830～850 36～38 33反600～620 36～38 7518 5 正700 3mm 3mm 830～860 36～38 33反600～620 36～38 7522 6 正700 3mm 3mm 1100 38～40 305 反600～620 36～38 7524 X型 6 正700 3mm 3mm 1100 38～40 405 反800 36～38 4730 6 正700 3mm 3mm 1000 36～40 30。