埋弧焊通用工艺
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埋弧焊通用工艺
Prepared on 24 November 2020 埋 弧 自 动 焊
通
用
焊
接
工
艺
目 录
1、埋弧焊工艺的内容和编制
2、焊接工艺参数的影响及选择
3、埋弧焊技术
4、埋弧焊的常见缺陷及防止方法
5、焊接及注意事项
6、埋弧焊机安全规程
7、焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表 一、埋弧焊工艺的内容和编制
1、埋弧焊工艺的主要内容
焊接工艺方法的选择、焊接工艺装备的选用、焊接坡口的设计、焊接材料的选定、焊接工艺参数的制定、焊件组装工艺编制、操作技术参数及焊接过程控制技术参数的制定、焊缝缺陷的检查方法及修补技术的制定、焊前预处理与焊后热处理技术的制定等内容。
2、编制焊接工艺的原则和依据
原则:符合焊件技术条件或标准的规定、最大限度地降低生产成本。
依据是焊件材料的牌号和规格,焊件的形状和结构,焊接位置以及对焊接接头性能的技术要求等。
二、焊接工艺参数的影响及选择
1、焊接工艺参数对焊缝质量的影响
表1; 埋弧焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响(用交流电源焊接)
焊缝
特征 下列各项值增大时焊缝特征的变化
焊接电流
≤1500A 焊丝直径 电弧电压/V 焊接速度/m·h-1 焊丝后倾角度 焊件倾斜角 间隙和坡口 焊剂粒度 22-34 35-60 10-40 40-100 下坡焊 上坡焊
熔深S 剧增 减 稍增 稍减 稍增 减 剧减 减 稍增 几乎不变 稍减
熔宽c 稍增 增 增 剧增(但直流正接时例外) 减 增 增 稍减 几乎不变 稍增
余高h 剧增 减 减 稍增 减 减 增 减 稍减
焊缝成形系数φ 剧减 增 增 剧增(但直流正接时例外) 减 稍减 剧减 增 减 几乎不变 增
余高系数ψ 剧减 增 增 剧增(但直流正接时例外) 减 剧增 增 减 增 增
母材熔剧增 稍稍增 几乎不变 剧增 增 减 减 稍增 减 稍减 合比γ 增
2、焊接工艺参数的选择方法
(1)焊接工艺参数的选择依据
1)焊件的形状和尺寸(直径、总长度);接头的钢材种类与板厚。
2)焊缝的种类(纵缝、环缝)和焊缝的位置(平焊、横焊、上坡焊、下坡焊)。
3)接头形式(对接、角接、搭接)和坡口形式(Y形、X形、U形坡口等)。
4)对接头性能的技术要求,其中包括焊后无损探伤方法,抽查比例以及对接头强度、冲击韧度、弯曲、硬度和其他理化性能的合格标准。
5)焊接结构(产品)的生产批量和进度要求。
(2)焊接工艺参数的选择程序
1)选定埋弧焊工艺方法;
2)选择合适的焊剂和焊丝;
3)选定预热温度、层间温度、后热温度以及焊后热处理温度和保温时间;
4)选定焊接参数并配合其他次要工艺参数。
三、埋弧焊技术
1.埋弧焊的焊前准备
埋弧焊的焊前准备包括焊件的坡口加工、焊件的清理与装配、焊丝表面清理及焊剂烘干、焊机检查与调整等工作。
(1)坡口的选择与加工 埋弧焊焊缝坡口的基本形式已经标准化,各种坡口适用的厚度、基本尺寸和标注方法见GB/T986-1988。
a.当焊件厚度为10-24mm时,为Y形坡口;
b.当厚度为24-60mm时,为X形坡口;
c.重要焊缝开U形坡口。
(2)焊件的清理与装配
焊接工件、引弧板、引弧板在焊件上的安装位置。
(3)焊丝表面清理与焊剂烘干
一般焊剂须在250℃温度下烘干,并保温1-2h。直流焊接的焊剂使用前必须经350-400℃烘干,并保温2h。
(4)焊机的检查与调试
2.对接接头的埋弧焊技术
a.开坡口双面焊
焊件厚度小于22mm时开Y形坡口;大于22mm时开X形坡口。
b.焊条电弧焊封底双面焊
对无法使用衬垫或不便翻转的焊件,也可采用焊条电弧焊先仰焊封底,再用埋弧焊焊正面焊缝的方法。
3、板厚10—20mm的I形坡口对接接头预留装配间隙并在焊剂垫上进行单面焊的焊接参数,见表2。所用的焊剂垫应尽可能选用细颗粒焊剂。
表2 对接接头在焊剂垫上单面焊的焊接条件 (焊丝直径5mm)
板厚
(mm) 装配间隙
(mm) 焊接电流
(A) 电弧电压/V
焊接速度 (cm·min-1)
交流 直流
10 3~4 700~750 34~36 32~34 50 12 4~5 750~800 36~40 34~36 45
14 4~5 850~900 36~40 34~36 42
16 5~6 900~950 38~42 36~38 33
18 5~6 950~1000 40~44 36~40 28
20 5~6 950~1000 40~44 36~40 25
对接接头双面焊一般工件厚度从10~40mm 的对接接头,通常采用双面焊。接头形式根据钢种、接头性能要求的不同,可采用图1所示的 I 形、 Y
形、 X 形坡口。
图1 不同板厚的接头形式
a)I形坡口对接焊 b)Y形坡口对接焊 c)X形坡口对接焊
这种方法对焊接工艺参数的波动和工件装配质量都不敏感,其焊接技术关键
是保证第一面焊的熔深和熔池的不流溢和不烧穿。焊接第一面的实施方法有悬空法、加焊剂垫法以及利用薄钢带、石棉绳、石棉板等做成临时工艺垫板法进行焊接。
悬空焊 装配时不留间隙或只留很小的间隙 ( 一般不超过 lmm) 。第一面焊接达到的熔深一般小于工件厚度的一半。反面焊接的熔深要求达到工件厚度的 60%~70%,以保证工件完全焊透。不开坡口的对接接头悬空焊的焊接参数,如表3所示。
表3 不开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) 焊接速度
( -1) 电
源
6 4 正 380~420 30 58
交
流 反 430~470 30 55
8 4 正 440~480 30 50
反 480~530 31 50
10 4 正 530~570 31 46
反 590~640 33 46
12 4 正 620~660 35 42 反 680~720 35 41
14 4 正 680~720 37 41
反 730~770 40 38
16 5 正 800~850 34~36 63
反 850~900 36~38 43
17 5 正 850~900 35~37 60
反 900~950 37~39 48
18 5 正 850~900 36~38 60
反 900~950 38~40 40
20 5 正 850~900 36~38 42
反 900~1000 38~40 40
22 5 正 900~950 37~39 45
反 1000~1050 38~40 40
4、在焊剂垫上焊接 如图2所示,焊接第一面时采用预留间隙不开坡口的方法最为经济。第一面的焊接参数应保证熔深超过工件厚度的60%~70 %。焊完第一面后翻转工件,进行反面焊接,其参数可以与正面的相同以保证工件完全焊透。预留间隙双面焊的焊接条件依工件的不同而异,表4a 、b 分别为两组数据,可供参考。在预留间隙的重形坡口内,焊前均匀塞填干净焊剂,然后在焊剂垫上施焊,可减少产生夹渣的可能,并可改善焊缝成形。第一面焊道焊接后,是否需要清根,视第一道焊缝的质量而定。
图2焊剂垫的结构实例
a) 软管气压式 b) 皮膜气压式 ℃ ) 平带张紧式
1—焊件2—焊剂3—帆布4—充气软管5—橡皮膜6—压板7—气室8—平带9—带轮
表4a 对接接头预留间隙双面焊的焊接条件
工件厚度
(mm) 装配间隙
(mm) 焊丝直径
(mm) 焊接电流
(A) 焊接电压
(V) 焊接速度
( -1) 电流
14 3~4 5 700~750 34~36 50 交
流 16 3~4 5 700~750 34~36 45
18 4~5 5 750~800 36~40 45
20 4~5 5 850~900 36~40 45
24 4~5 5 900~950 38~42 42 28 5~6 5 900~950 38~42 33
30 6~7 5 950~1000 40~44 27
40 8~9 5 1100~1200 40~44 20
50 10~11 5 1200~1300 44~48 17
表4b 对接接头预留间隙双面焊的焊接条件
工件厚度
(mm) 装配间隙
(mm) 焊丝直径
(mm) 焊接电流
(A) 焊接电压
(V) 焊接速度
( -1) 电源
6 0+1 3 380~400 30~32 57~60 交
流 4 400~550 28~32 63~73
8 0+1 3 400 420 30~32 53~57
4 500~600 36~40 63~67
10 2 ± 1 4 500~600 34~38 50~60
5 600~700 38~40 58~67
12 2 ± 1 4 550~580 34~38 50~57
5 600~700 34~38 58~67
14 3 ± 4 550~720 38~42 50~53
5 650~750 36~40 50~57
≤ 16 3 ± 5 650~850 36~40 50~57
5、如果工件需要开坡口,坡口形式按工件厚度决定。工件坡口形式及焊接条件,见表5
。表5 开坡口工件的双面焊的焊接条件
坡口形式 焊丝直径
(mm) 焊接顺序 破口尺寸 焊接电流(A) 电弧
电压
(V) 焊接速度
α h/mm g/mm
5 正 70 3 3 830~850 36~38 42
反 600~620 36~38 75
5 正 70 3 3 830~850 36~38 33
反 600~620 36~38 75
5 正 70 3 3 830~860 36~38 33
反 600~620 36~38 75
6 正 70 3 3 1050~1150 38~40 30
5 反 600~620 36~38 75
6 正 70 3 3 1100 38~40 40
5 反 800 36~38 47
6 正
70 3 3 1000 36~40 30
反 900~1000 36~38 33