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

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

6 4 正 380~420 30 58

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