通用焊接工艺(2018年9月2日)

通用焊接工艺

1、总则

本工艺适用于我公司的索道钢结构件的焊接制作。工艺规定了一般低碳钢、普通低合金钢的手工电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧自动焊及碳弧气刨的基本工艺要求，以保证焊接质量、提高工作效率、降低成本。本通用工艺的规定若与有关标准和图纸的技术要求不一致时，按有关标准和图纸的技术要求执行。

2、焊接作业要求

2.1焊前准备

2.1.1 焊工必须持有焊工职业证书，并在有效期内，方能参与焊接工作。

2.1.2焊机的外壳是否有可靠的接地,电缆与焊机的连接螺栓是否牢固。

2.1.3 焊机应置放在通风良好，干燥的地方，周围不得有易燃易爆物品。

2.1.4 焊钳应符合操作要求，防护面罩、小锤、钢丝刷、焊条烘箱、焊条保温桶等应备齐。

2.1.5 焊条牌号、焊丝的型号按图纸及设计要求选用，必须有质量证明书。施焊前焊条按要求进行烘干。酸性焊条视受潮情况在75~150°C烘干1~2小时，碱性低氢型结构钢焊条应在350~400°C烘干1~2小时。烘干的焊条应放在100~150°C保温箱（筒）内随用随取。低氢焊条在常温下超过4小时应重新烘干。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。

常用焊条、焊剂烘干规范

2.2 焊接耗材

2.2.1 焊接耗材包括焊条、焊丝、焊剂、气体等。

2.2.2焊接耗材应有产品质量证明书，并符合相应标准的规定。

2.3 阅读图纸

2.3.1 组对前铆工应仔细阅读图纸，确定焊接基准和焊接步骤。半成品件要核对材料及尺寸，全部满足图纸要求后再组焊。

2.3.2 对于有焊前预热要求的焊件，根据工艺文件要求参数预热，温度必须经热电偶测温仪测定，预热范围宽度应符合工艺要求。

2.3.3 低碳钢的焊接件，一般无需预热，但是当环境温度低于0℃时或者材料厚度较大时，焊前也应根据工艺要求进行预热和缓冷。对低合金结构钢应在下列条件下施行预热（预热温度为100~150°C）：板厚δ≤16mm时在-10°C以下；16＜δ≤24mm时在-5°C以下；24＜δ≤40mm时在-0°C以下；δ＞40mm时均预热。

2.3.4 需要预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度，采取局部预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度。不同钢号相焊时，预热温度按预热较高的钢号选取。对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件应采取后热措施。后热处理应在焊后立即进行，后热温度一般不低于200-300℃，保温时间与焊缝厚度有关，一般不低于0.5小时。

2.4 焊接坡口

2.4.1 根据设计及图纸要求开坡口，焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，形式和尺寸符合图纸要求。

2.4.2 坡口表面及两侧应将水、油污、铁锈、积渣和其它有害杂质清理干净。

2.4.3 常见坡口形式见表1。

2.5 焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施，否则禁止施焊

2.5.1 气体保护焊时风速大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s。此时应设置挡风装置。

2.5.2 相对湿度大于90%。

2.5.3 雨、雪天气露天施焊。

2.5.4 焊件温度低于-20℃。当焊件温度为0℃～-20℃时，应在施焊处100mm范围内预热到15℃以上。

3、焊接方法和工艺参数

3.1 手工电弧焊

手工电弧焊适宜于各种黑色金属及不锈钢的全位置焊接，一般不受条件的限制。

焊接前应先行组对点焊，点焊的焊材应与正式施焊焊材相同，点焊长度一般应为10-15mm（可视情况而定），点焊厚度应是焊脚高度的1/2。引弧与灭弧均应在工艺板上进行，以免产生未焊透及火口等缺陷。严禁在被焊件表面随意引燃电弧、试验电流等。焊接临时支撑物完工后需去除并修磨平。施焊过程应密切注视电弧的燃烧状况及母材金属与熔敷金属的熔合情况，发现异常应及时调整或停止焊接，采取相应的改进措施。

焊接后必须及时将熔渣、焊瘤及飞溅清除干净。多层焊时，只有将前层的熔渣、焊瘤、飞溅、清除后才进行下一次焊接。打底完成后，应认真检查打底焊缝质量，确认合格后再进行盖面焊接。

3.1 手工电弧焊工艺

3.1.1 一般根据焊件厚度选择焊条直径，焊条直径与焊件厚度的关系见下表。

焊条直径与焊件厚度的关系

3.1.2 在采用直流电源时，焊件与电源输出端正、负极的接法，叫做极性。当焊件接电源正极，焊条接电源负极时称为正接。当焊件接电源负极，焊条接电源正极时称为反接。碱性焊条采用直流电源反接。酸性焊条如果采用直流电源，通常采用正接，适用厚钢板焊接，焊接薄板时采用反接。

3.1.3 焊接电流的选择一般根据焊条直径来确定。在采用同样直径的焊条焊接时，当焊件较厚，可选择电流上限，立、横、仰焊一般应比平焊时小10%左右。

各种焊条直径使用电流、电压参考值

3.2 减少焊接应力变形的措施

3.2.1 刚性固定法：通常用于角变形较大的构件，施焊前加装若干块固定筋板其厚度一般不小于8mm，对于较厚的焊件固定筋板的厚度应随之增大。

3.2.2 选择合理的焊接顺序：焊接的顺序应保证使焊接构件的收缩应力和变形趋于最小。对于结构复杂较大型组装件的焊接应从中间位置向四周施焊，使焊缝的收缩拘束度减小。

3.2.3 采用对称焊：即以焊缝轴线为基准的左右对称，反正面对称，上下对称等焊接方法。

3.2.4 收缩量大的焊缝先焊（一般横向收缩大于纵向收缩），同时应考虑受拘束大的焊缝后焊。

3.2.5 锤击焊缝的方法：在中厚度焊件的焊接过程中，一般多采用多层焊，第一层和填充层焊接时，每焊完一根焊条在焊缝金属的热态状况下，立即用锥形园头手锤均匀敲击焊缝金属，使焊缝金属得到延展，从而减小或消除焊接应力，一般焊缝的最后一层（盖面层）不敲击。

3.3 CO2气体保护焊

3.3.1 CO2气体保护焊工艺

二氧化碳气体保护焊进行低碳钢和低合金钢焊接时，为保证焊缝具有较高的机械性能和防止气孔产生，必须采用含锰、硅等脱氧元素的合金钢焊丝，同时还应限制焊丝中的含碳量。其中H08Mn 2SiA使用较多，主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。

对于一定直径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊中，采用较低的电弧电压，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。∮0.6～∮1.2mm的焊丝主要采用短路过渡，随着焊丝直径的增加，飞溅颗粒的数量就相应增加。当采用∮1.6mm的焊丝，仍保持短路过渡时，飞溅就会非常严重。当电弧电压较高、焊接电流较大时，熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡。∮1.6或∮2.0mm的焊丝自动焊接中厚板时，常采用这种过渡。∮3mm以上的焊丝应用较少。

引弧前，首先将焊丝端头剪去，因为焊丝端头常常有很大的球形直径，容易产生飞溅，造成缺陷。经剪断的焊丝端头应为锐角。

引弧时，注意保持焊接姿势与正式焊接时一样。同时，焊丝端头距工件表面的距离2~3mm。然后，按下焊枪开关，随后自动送气、送电、送丝，直至焊丝与工件表面相碰面短路起弧。此时，由于焊丝与工件接触而产生一个反弹力，焊工应紧握焊枪，勿使焊枪因冲击而回升，一定要保持喷嘴与工件表面的距离恒定。这是防止引弧时而产生缺陷的关键。

重要产品进行焊接时，为清除在引弧时产生飞溅、烧穿、气孔及未焊透等缺陷，可采用引弧板。不采用引弧板而直接在焊件端部引弧时，可在焊缝始端前20mm左右处引弧后，立即快速返回起始点，然后开始焊接。

焊接结束前必须收弧，若收弧不当则容易产生弧坑，并出现弧坑裂纹（火口裂纹）、气孔等缺陷。

对重要产品，可采用引弧板，将火口引至试件之外，可以省去弧坑处理的操作。如果焊接电源有火口控制电路，则在焊接前将面板上的火口处理开关扳至“有火口处理”挡，在焊接结束收弧时，焊接电流和电弧电压会自动减少到适宜的数值，将火口填满。

如果焊接电源没有火口控制装置，通常采用多次断续引弧填充弧坑的办法，直到填平为止。操作时动作要快，若熔池已凝固再引弧，则容易产生气孔、未焊透等缺陷。

收弧时，特别要注意克服手弧焊的习惯性动作，就是将焊把向上抬起。CO2气体保护焊收弧时如将焊枪抬起，则将破坏弧坑外的保护效果。同时，即使在弧

坑已填满，电弧已熄灭的情况下，也要主焊枪在弧坑处停留几秒钟后方能移开，保证熔池凝固时得到可靠的保护。

在焊接过程中，焊缝接送是不可避免的。而焊接接头处的质量又是由操作用法所决定的。常用的接头处理方法有以下两种：

1）当无摆动焊接时，可在弧坑前方约20mm处引弧，然后快速将电弧引向弧坑，待熔化金属填满弧坑后，立即将电弧引向前方，进行正常操作。

当采用摆焊时，在弧坑前方约20mm处引弧，然后快速将电弧引向弧

坑，到达弧坑中心后开始摆动并向前移动，同时，加大摆动转入正常焊

接。

2）首先将接头外用磨光机打磨成斜面，然后在斜面顶部引弧，引燃电弧后，将电弧斜移至斜面底部，转一圈后返回引弧处再继续向左焊接。

3.3.2 各直径焊丝的适用范围

3.3.3 焊丝直径与焊接电流的关系

3.3.4 CO2气体保护半自动焊规范

3.4 埋弧自动焊

埋弧自动焊适宜于各种黑色金属中厚板较长焊缝的平焊位置的焊接。受焊机自身条件的影响，在焊筒体内纵环缝时，筒体内径一般不小于800mm。重要对接焊缝的首尾应加与母材等厚、相同坡口的引弧板和收弧板，焊接完成后，使用气割割下引弧板和收弧板，不得用大锤砸掉。

埋弧自动焊由于使用的焊接电流较大，对于12mm以下的板材，可以不开坡口，采用双面焊接，以达到全焊透的要求，厚度大12~20mm的板材，为了达到全焊透，在单面焊后，焊件背面应清根，再进行焊接。

对于厚度较大的板材，应开坡口进行焊接，坡口形式与焊条电弧焊基本相同（参照表—1），但由于埋弧焊的特点，应采用较厚的钝边，以免烧穿。

3.4.1 埋弧自动焊工艺

3.4.2 焊接电流与电压的匹配关系。

3.4.3 不同直径焊丝适用的焊接电流范围

3.4.4 焊丝的伸出长度

3.4.5 对低合金结构钢采用自动焊时，焊后为保证缓冷，焊药不急于回收。

3.4.6 埋弧自动焊双面焊工艺参数，见表2。

3.5 焊接变形的矫正

3.5.1 对设计或工艺上有要求的结构件，焊后应进行消除内应力处理。

3.5.2 焊接变形的矫正，热态下不准在300~500°C时进行机械矫正和锤击，以免产行脆裂。

3.5.3 用气体火焰局部加热矫正时应注意下列各点：

1）对重要构件，禁止在同一部位重复加热，以免引起钢材金属组织和机械性能的变化；

2）不允许在同一断面造成拉、压双向应力的反复矫正；

3）对重要构件禁止浇水冷却；

4）需要经过热处理的构件，应在热处理前矫正，以便一并消除内应力。

3.5.4 用气体火焰局部加热矫正时，其加热温度可在700~850°C之间，对低合金钢不宜超过900°C。

3.6 碳弧气刨

碳弧气刨主要用于焊缝清根，也可用于焊接坡口切割、清除焊缝等。碳弧气刨工作场所，应有可靠通风，防火措施，操作者应穿戴劳动防护用品。碳弧气刨所需直流电源，一般采用功率较大的直流弧焊机。使用时应防止焊机过载、发热、压缩空气可采用厂空压机站所供压缩空气，气刨枪应导电良好，碳棒夹持牢固，外壳绝缘良好，电缆线、气带应保证不漏电、漏风，以保证工作状态良好。

3.6.1 碳弧气刨工艺

3.6.2 碳弧气刨电极材料为镀铜实心碳棒，碳棒应耐高温导电良好，不易断裂。碳棒直径与要求的刨槽宽度有关，刨槽宽度增加，碳棒直径应增加。碳棒直径一般根据刨金属的厚度进行选择，见下表。

碳棒直径选择表

3.6.3 气刨电流根据下列经验公式选用

I=（30～50）d（A），

式中d——碳棒直径，I——气刨电流。

需要注意的是电流大所刨槽深和宽度增加，焊缝返修时为便于发现缺陷，应选用较小电流。

3.6.4 刨削速度，一般取0.5～0.2m/min。

3.6.5 操作过程中所需压缩空气压力一般为0.4-0.6MPa。压力应稳定，电流增加压缩空气压力应相应增加，为保证刨槽质量，应注意控制压缩空气中的含水、含油量。

3.6.6 刨槽尺寸，由操作者根据第一面焊接熔深情况确定清根深度，宽度应小于焊缝宽度，焊缝返修应根据缺陷深度大小位置决定刨槽尺寸。

3.6.7 操作时应先送风，后引弧，以冷却碳棒，防止引弧时产生夹碳现象，引弧后刨削速度应稍慢，待钢板充分加热后再调至正常速度，刨削结束时，应先熄弧后断风使碳棒冷却。

3.6.8 刨削时碳棒中心应与刨槽中心线基本重合。电弧长度保持在1-2mm为宜，碳棒倾斜角度一般为25～45度，可根据刨槽深度进行调整。每段刨槽引弧应在弧坑上进行引弧。

4、焊后检查

4.1 首件检验

在批量焊接中，必须进行首件检查，合格后方能继续焊接。

4.2 报检

工件焊接完成后，焊工应首先对焊缝外观进行自检，然后在工件上打上钢印号，及时报检。关键件可由质检员配合检验，发现问题须及时调整。

4.3 外观检查

所有焊缝都应进行外部检查，以判断有无下列不允许存在的缺陷：烧穿、裂纹、鳞状高度不均匀、焊缝间断、露出弧坑及深度超过0.5mm、长度超过焊缝长度15%的咬边。

4.4 无损检测

设计图纸中有无损检测要求的焊缝，应按相应标准进行无损探伤。

5、安全及注意事项

5.1 焊工工作时，必须按公司安全生产要求穿戴好工作服、安全鞋及防护用品。

5.2 焊工必须遵守安全、文明施工的规定。

5.3 高空作业必须系安全带，高空搭设的脚手架应安全、可靠、并便于施焊，有指定专人监护。

5.4 空中施焊时在作业区下方如有易燃易爆物品时，要做好防止飞溅物落下的措施。

5.5焊工在使用角磨机时应采取防护措施。使用前检查角磨机砂轮片是否松动，是否需要更换砂轮片。使用完毕后应及时切断电源，拔下插头，停止转动后再放下。

5.6应避免电焊线与带有感应线圈的设备相连，电焊线与焊钳连接部分应放置可靠，避免工作时电弧击伤工件及设备。

5.7 在仓库及存放化学等易燃危险品区域施工，需提前向公司安全部门提出申请，待批准后有监护人员在现场监督下方可施工。

5.8 下班前及作业完成后及时清理现场，全面检查设备并切断电源、关闭气瓶阀门，在检查确实不存在火险隐患后方可离开。

编者：李玉田

邮箱：524667508@https://www.360docs.net/doc/683252395.html,

工作单位：北京北起院装备制造（北京）有限公司

2018年9月3日