窄间隙焊

窄间隙焊接技术6.1 窄间隙焊接技术背景随着现代工业及国防装备的日趋大型化和高参数化，厚板、超厚板焊接金属结构的应用也愈来愈广泛，随着焊接结构的大型化，要求得到越来越良好的焊接接头性能。

传统的大厚度钢板焊接方法不仅开坡口困难，焊接速度缓慢，而且焊后板材应力变形很大，从而使生产效率十分低。

窄间隙焊接(Narrow Gap Welding，W) 作为一种先进的焊接技术，有效地克服了以上缺点。

这项技术(NGW)简称:NG于1963年12月由美国巴特尔研究所(Battelle)开发，并由该所的R(P( Meister和D(C(Matin合写文章刊登在《British Welding Journal》杂志的的1966年5月号上。

自从“Narrow Gap Welding”一词在杂志上第一次出现后，立即受到了世界各国焊接专家的高度关注，并相继投入了大量的研究。

6.2 窄间隙焊接技术原理窄间隙焊接技术是在应用已发明的传统焊接方法和工艺基础上，加上特殊的焊丝、保护气、电极向狭窄的坡口内的导入技术以及焊缝自动跟踪等特别技术而形成的一种专门技术。

窄间隙焊接方法分为:窄间隙埋弧焊(N-SAW)、窄间隙钨极氩弧焊(N-CTAW)、窄间隙熔化极气体保护焊(N-GMAW)。

窄间隙焊是一种能提高焊接质量、提高焊接生产率和降低生产成本的工业技术，尤其是高的力学性能和低的残余应力与残余变形，使该技术在钢结构焊接领域中有着巨大的应用潜力和广阔的应用范围。

从技术角度上看，其诸多的技术优越性决定着该技术在薄板除外的所有板厚范围内焊接均有极大的诱惑力。

但从经济角度上看，窄间隙焊接技术的确存在着一个经济板厚范围问题，即在享有其技术优越性的同时，能获得显著经济效益的板厚范围。

一般来讲，板厚越大，其经济效益也越大。

具有明显经济优越性的最小板厚，可称为窄间隙焊的下限板厚。

该下限板厚随着结构的钢种、结构的可靠性要求、结构尺寸及空间位置而不同，但一般为20,30mm。

窄间隙焊接技术的分类和原理窄间隙焊接技术按其所采取的工艺来进行分类〔5〕，可分为窄间隙埋弧焊（NG-SAW）、窄间隙熔化极气体保护焊（NG-GMAW）、窄间隙钨极氩弧焊（NG-GTAW）、窄间隙焊条电弧焊、窄间隙电渣焊、窄间隙激光焊，每种焊接方法都有各自的特点和适应范围。

1.1 窄间隙埋弧焊1.1.1 窄间隙埋弧焊简介窄间隙埋弧焊出现于上世纪80年代，很快被应用于工业生产，它的主要应用领域是低合金钢厚壁容器及其它重型焊接结构。

窄间隙埋弧焊的焊接接头具有较高的抗延迟冷裂能力，其强度性能和冲击韧性优于传统宽坡口埋弧焊接头，与传统埋弧焊相比，总效率可提高50%～80%；可节约焊丝38%～50%，焊剂56%～64.7%。

窄间隙埋弧焊已有各种单丝、双丝和多丝的成套设备出现，主要用于水平或接近水平位置的焊接，并且要求焊剂具有焊接时所需的载流量和脱渣效果，从而使焊缝具有合适的力学性能。

一般采用多层焊，由于坡口间隙窄，层间清渣困难，对焊剂的脱渣性能要求秀高，尚需发展合适的焊剂。

尽管SAW工艺具有如下优点：高的熔敷速度，低的飞溅和电弧磁偏吹，能获得焊道形状好、质量高的焊缝，设备简单等，但是由于在填充金属、焊剂和技术方面取得的最新进展，使日本、欧洲和俄罗斯等国家和地区在焊接碳钢、低合金钢和高合金钢时广泛采用NG-SAW 工艺。

NG-SAW用的焊丝直径在2～5mm之间，很少使用直径小于2mm的焊丝。

据报导，最佳焊丝尺寸为3mm。

4mm直径焊丝推荐给厚度大于140mm的钢板使用，而5mm直径焊丝则用于厚度大于670mm的钢板。

NG-SAW焊道熔敷方案的选择与许多因素有关。

单道焊仅在使用专为窄坡口内易于脱渣而开发的自脱渣焊剂时才采用。

然而，尽管使用较高的坡口填充速度，单道焊方案较之多道焊方案仍有一些不足之处。

除需要使用非标准焊剂之外，它还要求焊丝在坡口内非常准确地定位，对间隙的变化有较严格的限制。

对焊接参数，特别是电压的波动以及凝固裂纹的敏感性大，限制了这一工艺的适应性。

水平钢筋窄间隙焊工艺标准1范围本工艺标准适用于工业与民用建筑现浇钢筋混凝土结构中直径20mm及以上的热轧Ⅰ～Ⅲ级钢筋的现场水平连接。

2施工预备2.1材料及要紧机具：钢筋：钢筋的级不、直径必须符合设计要求，有出厂证实书及复试报告单。

进口钢筋还应有化学复试单，其化学成分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。

焊条：焊条的牌号应符合设计。

如设计无时，应符合表4-17的要求，焊条质量应符合以下要求：药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并不得有肉眼瞧得出的偏心度。

焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。

焊条必须依据焊条讲明书的要求烘干后才能使用。

焊条必须有出厂合格证。

钢筋电弧焊使用的焊条牌号表4-17注：不含余热处理Ⅲ级钢。

要紧机具焊接电源：焊接电源可采纳市场上的定型产品，其容量大小应能获得300A电流，空载电压应为75V及以上。

U形铜模：U形铜模是由铜模、限位支座、固紧装置组成的专用模具。

U形铜模可用紫铜板压制或铜棒加工而成，也可用电解铜浇铸后经少许加工而成。

铜模大小应与被焊钢筋直径相适应。

一种铜模只宜用于相近的两种直径钢筋焊接。

铜模应具有一定的厚度和体积。

其它机具：焊接电缆、电焊钳、面罩、垫子、钢丝刷、无齿锯等。

2.2作业条件：焊工必须持有有效的考试合格证。

接头位置应符合。

电源应符合要求。

2.2.4作业场地应有平安防护设施、以及防火和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电、中毒及火灾等事故。

熟悉图纸，做好技术交流。

3操作工艺3.1工艺流程：检查设备→选择焊接参数→试焊作模拟试件→送试→确定焊接参数→施焊→质量检验3.2检查电源、弧焊机及工具；焊接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。

3.3选择焊接参数：依据钢筋直径，参照表4-18选择焊接参数。

水平钢筋窄间隙焊焊接参数表4-183.4试焊、做模拟试件：在每批钢筋正式焊接前，应焊接3个模拟试件做拉力试验，经试验合格后，方可按的焊接参数成批生产。

窄间隙焊接简介及应用前景作者：沈爱军来源：《中国科技博览》2015年第06期[摘要]本文从窄间隙焊的定义和分类入手，简要介绍了窄间隙焊的概念、应用及发展前景[关键词]焊接方法弧焊窄间隙焊应用中图分类号：P755.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0345-01前言随着现代工业和重工装备的日趋大型化、高参数化，厚板、超厚板焊接金属结构的应用也愈来愈广泛，窄间隙焊接作为一种新型的、具有很高的焊接效率、优良的焊接接头性能、更低的生产成本的焊接技术，正日益受到焊接领域的重视和企业的青睐。

1.窄间隙焊的概念及分类。

所谓窄间隙焊，通俗讲就是厚板对接接头，焊前不开坡口或只开小角度坡口，并留有窄而深的间隙，采用现有的弧焊方法完成的整条焊缝的高效率焊接法称为窄间隙焊。

窄间隙焊可以应用于平焊、垂直焊、横焊和全位置焊；从材料上，可以焊接碳钢、低合金钢和铝合金。

按热输入量的大小可将窄间隙焊分为两种类型：一种是采用小直径焊丝、小电流，因而热输入量低主要用于焊接热敏感性材料和全位置时焊接；另一种为粗丝，采用较大的焊接电流，热输入量较高，主要用于普通碳钢.。

按其所采取的工艺来进行分类，可分为窄间隙埋弧焊（NG-SAW）、窄间隙熔化极气体保护焊（NG-GMAW）、窄间隙钨极氩弧焊（NG-GTAW）、、窄间隙焊条电弧焊（NG-SMAW）、窄间隙电渣焊（NG-ESW）、窄间隙激光焊（NG-LBW）等。

下面就工业上常用的几种焊接方法作一简要介绍。

1.1 窄间隙埋弧焊（NG-SAW）1.1.1 窄间隙埋弧焊（NG-SAW）简介窄间隙埋弧焊出现于上世纪80年代，很快被应用于工业生产，它的主要应用领域是低合金钢厚壁容器及其它重型焊接结构。

窄间隙埋弧焊的焊接接头具有较高的抗延迟冷裂能力，其强度性能和冲击韧性优于传统宽坡口埋弧焊接头，与传统埋弧焊相比，总效率可提高50%～80%；可节约焊丝38%～50%，焊剂56%～64.7%。

焊接进展讲座 A——结课作业姓名：袁亮文学号：09850324班级：焊接技术与工程3班学院：材料科学与工程学院窄间隙焊接技术摘要：随着材料的不断发展，越来越多的材料需要被焊接，为提高效率，出现了许多新型的焊接技术。

关键词：窄间隙、焊接、气体保护窄间隙钨极氩弧焊此种焊接工艺基本不产生飞溅和熔渣，由于电弧的稳定性，也很少产生明显的焊接缺陷，并且也已确立向全位置焊接的应用。

但是这一方法的缺点在于工作效率低，为了提高工作效率，对填充焊丝通电加热的同时，还应该采用热电阻线焊接法，这种方法的有利方面是可以个别选择焊接电流和填充焊丝的送给量。

但是，如果给予填充焊丝过多的通电量，会引起钨极惰性气体保护焊的磁冲击，形成的电弧不稳定。

因此，采取将电弧电流和电线电流分别脉冲化或错开其相位，或将单方面的电流交流化等措施。

超高强钢的使用促进了TIG焊在窄间隙焊接中的应用，一般认为TIG焊是焊接质量最可靠的工艺之一。

由于氩气的保护作用，TIG焊可用于焊接易氧化的非铁金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金以及难熔的活性金属（如钼、铌、锆）等，其接头具有良好的韧性，焊缝金属中的氢含量很低。

由于钨极的载流能力低，因而熔敷速度不高，应用领域比较狭窄，一般被用于打底焊以及重要的结构中。

窄间隙焊条电弧焊由于窄间隙焊接主要面向机械化及自动化生产，焊条电弧焊在窄间隙焊接中的应用不多，而且焊接质量不好控制。

但实际生产中，窄间隙焊条电弧焊具有其他焊接方法所不能替代的优势（如使用方便、灵活、设备简单等），因此在某些领域中，如在大坝建筑中用于钢筋的窄间隙焊接，解决了由于钢筋连接技术造成的钢筋偏心受力问题，成本仅为绑条焊的1/11；对ф18～40mm的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ级钢适用。

窄间隙电渣焊窄间隙电渣焊除了可以焊接各种钢材和铸铁外，还可以焊接铝及铝合金、镁合金、钛及钛合金以及铜。

它被广泛用于锅炉制造、重型机械和石油化工等行业，近年来在桥梁建造中，窄间隙电渣焊被用于焊接25～75mm的平板结构。

水平钢筋窄间隙焊接技术第1章焊接原理水平钢筋窄间隙焊接，是将待焊钢筋的两个端头置于一个铜质模具内，在两个钢筋端头之间留出一定的间隙，然后采用手工电弧焊连续焊接，使焊条熔化，金属填满间隙，将两端钢筋结合成一体的焊接工艺（图3-26-l）。

这种工艺适用于工业与民用建筑结构工程的直径16~40m m的Ⅰ~Ⅲ级水平钢筋的焊接。

第2章焊接设备1.焊接电源：可采用空载电压大于75V的交流或直流电焊机，其二次电流的容量应不小于300A。

2.焊接模具：主要由铜质U形模体、主体支座和夹紧装置等组成（图3-26-2）。

铜模具的大小应与待焊钢筋直径相匹配，一般一种模具只宜用于两种直径的钢筋焊接。

3.烘干焊条的烘干炉和保温筒等工具。

第3章焊接工艺第1节焊接初期将焊条在引弧板引弧后，迅速插入间隙底部一侧钢筋端部，待充分熔透根部使熔池金属超过l/2的问隙时，移至底部另一侧钢筋端部，重复上述动作，使熔池金属连成一体。

必要时可交替运弧完成打底焊缝（图-3-26-3a）。

第2节焊接中期根据间隙处钢筋部状态，焊条可左右前后运弧连续施焊，使熔池金属充填至4/5高度（图3-26-3b）。

第3节焊接末期逐渐扩宽焊缝，可改连续焊为断续焊，直至完成盖面焊缝（图3-26-3c）。

第4节焊接参数选择水平钢筋窄间隙焊的焊接参数主要包括间隙尺寸、焊条直径和焊接电流等。

上述参数随钢筋直径的大小而变化。

焊接参数的选择见表3-26-1。

水平钢筋窄间隙焊接时的焊接参数表3-26-1第4章焊接注意事项焊条的选用必须与钢筋强度等级相适应。

焊接前，焊条需在烘干炉中经250℃烘熔2h后，放保温筒内备用。

钢筋待焊部位的铁锈、油污及泥浆等，需清除干净后方可焊接。

选择适当的焊接参数，采用短弧施焊，以避免产生气孔缺陷。

电弧移至钢筋边缘时，应减慢运弧速度，以利于熔渣顺利排至钢筋与铜模之间的空穴中，避免产生夹渣缺陷。

电弧移至钢筋表面时，宜稍停片刻，可改连续焊为断续焊，避免产生过热缺陷。