CO2陶瓷衬垫焊通用工艺
二氧化碳气体保护焊双面成型焊接新工艺应用研究
二氧化碳气体保护焊双面成型焊接新工艺应用研究摘要：本文介绍了海洋平台小直径撑管二氧化碳气体保护焊药芯焊丝加陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊接工艺、焊接规范、施焊要点以及必要的试验数据等，工艺切实可行，且经济可靠，为海洋平台小直径撑管焊接提供了工艺依据。
关键词：二氧化碳气体保护焊药芯焊丝陶瓷衬垫单面焊双面成型焊接工艺0 引言胜利油建工程有限公司管道容器厂施工的海洋平台如CB22F采修一体化平台和CB1FC平台等均有直径小于700mm的撑管，这类撑管由于直径小、长度大，若采用传统的双面焊，焊工的施工条件受到约束，劳动强度大，且效率低下。
胜利油建工程有限公司管道容器厂选用100%CO2或80%Ar+20% CO2气体保护焊药芯焊丝加陶瓷衬垫单面焊双面成型的焊接新工艺，熔深好，焊缝成型美观，便于单面焊双面成型。
撑管的单面焊双面成型焊接工艺焊缝外观质量好、焊接速度快、节省了焊接材料、焊接缺陷少、力学性能满足相关标准的要求。
1 二氧化碳气体保护焊工艺特点影响单面焊双面成型的主要因素是被焊金属的热物理性能、坡口角度、尺寸、焊接方法以及焊接规范等。
综合考虑以上因素，气体保护焊具有单面焊双面成型的有利条件，这是因为：（1）气体保护焊的电弧热量集中，加热面积小，液体熔池小，熔池几何形状比手工电弧焊、埋弧焊较小，有利于熔池的控制。
（2）气体保护焊电流密度较大，可以达到足够的熔深，由于熔池体积较小，焊接速度快，在气流的冷却作用下，熔池停留的时间短，因此既有利于控制熔池不下坠，又可以焊透。
（3）气体保护焊熔渣较少，熔池的可见度较好，便于直接观察熔池的形状，焊工可以依据熔孔的大小来控制焊接速度和摆动以保证焊缝成型，易操作且效率高。
2 二氧化碳气体保护焊焊接参数2.1 坡口形式及组装。
气体保护焊对坡口形式和组装的要求较为严格。
对接焊缝的坡口形式以及尺寸包括角度、钝边和装配间隙。
坡口角度主要影响电弧是否能深入到焊缝的根部，使根部焊透，进而获得较好的焊缝成型和焊接质量。
Q.RS.40—001—2008 焊接原则工艺规范 - 副本
Q/RS 江苏熔盛重工有限公司标准Q/RS.40—001—2008焊接原则工艺规范2007年12月25日发布2008年01月01日实施船舶工程研究设计院发布江苏熔盛重工有限公司标准焊接原则工艺规范Q/RS.40—001—20081. 范围本工艺规定了在分段制作过程中焊接时应遵循的一些原则、注意事项，以及在焊接时出现问题的处理等。
2. 引用标准GB6052-85 工业液体二氧化碳Q/RSHI.3.001.ZS.06 船舶建造质量标准Q/RS.40—002—2007 船体结构坡口形式选用规定Q/RS.40—006—2007 混合焊（陶瓷衬垫CO 2焊+埋弧自动焊）工艺规范 Q/RS.40—007—2007 双丝MAG 焊焊接工艺规范Q/RS.40—008—2007 CO 2气体保护自动角焊焊接工艺规范Q/RS.40—004—2007 CO 2陶瓷衬垫单面焊双面成型焊接工艺规范Q/RS.40—003—2007 CO 2保护半自动焊通用工艺规范以上标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。
在标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准的最新版本的可能性。
3. 术语和定义无4. 技术内容一般要求4.1.1人员凡是参加焊接工作的人员应参加过相应的焊工培训，并参加本厂焊工考试合格，取得船级社颁发的证书，并只能从事相应范围内的焊接工作。
4.1.2焊接材料选择原则（见表1）4.1.3焊接方法选择原则4.1.3.1能采用自动焊的场合应尽量选择自动焊接。
4.1.3.2为减少焊接变形和节约焊接材料，能够采用双面焊的场合，应尽量选择采用双面焊接。
4.1.3.3尽量避免仰焊位置的焊接。
4.1.4焊接顺序原则4.1.4.1拼板焊接：先焊对其它焊缝不起约束的焊缝，如下图1、图2。
编制：郭红飞 校对：袁玉军 审核：许融明 标检： 批准：孙嘉钧 编制部门：工程技术部 07.12.10 07.12.12 07.12.18 07.12.18实施日期：2008年01月01日会签部门：经济运行部： 市场营销部： 生产管理部：赵仲武品质保证部：虞晓棣 事业一部：潘千 事业二部：张虹宇 ⑦⑥⑤④③②①图 1⑥⑤④③②①图 2Q/RS.40—001—2008十字接缝的场合，应先焊横向对接缝，再焊纵向对接缝，如下图3。
二氧化碳气体保护焊通用工艺流程
二氧化碳气体保护焊通用工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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二氧化碳保护焊的工艺
二氧化碳保护焊的工艺
二氧化碳保护焊是一种常见的焊接方法，用于保护焊接区域的气氛，以防止氧气和其他杂质对焊接过程和焊缝质量的影响。
以下为二氧化碳保护焊的工艺步骤：
1. 准备工作：选择合适的焊接设备和工具，准备好需要焊接的工件和焊丝。
2. 设置焊接设备：根据焊接材料和焊接参数要求，调整焊接电流、电压和速度等参数，并连接好气源。
3. 准备气体保护：连接气源，将二氧化碳气体或二氧化碳混合气体导入焊接区域，保证焊接区域的气氛稳定。
4. 起焊：将焊枪或焊割枪对准焊接位置，开始焊接。
焊接枪要与工件保持适当的角度和距离，以保证焊接区域受到充分的气体保护。
5. 焊接过程控制：通过控制焊接电流、焊接速度和焊接枪的移动轨迹等参数，控制焊接过程中的热量输入和焊缝形成等情况。
6. 完成焊接：焊接完成后，及时切断焊接电流，并等待焊接区域冷却。
7. 焊后处理：根据需要，可以对焊接的工件进行后续处理，如焊缝打磨、清洗等。
二氧化碳保护焊工艺的关键在于正确设置焊接参数、保证气体保护和控制焊接过程。
通过合理的操作和控制，可以获得高质量的焊接结果。
15-钢结构陶瓷衬垫免清根焊接工艺
钢结构陶瓷衬垫免清根焊接工艺
一．定义
单面焊双面成型焊接工艺是指采用弧焊以特殊的操作方法在坡口的正面焊接后保证坡口正反两面都能得到焊缝的一种操作方法。
二．坡口形式
三．工艺内容
3.1 工艺原理
采用V形坡口带间隙焊接，背面粘贴自带凹槽的陶质衬垫，采用弧焊技术，在焊接手法或机械送丝过程中采用摆动焊接方式，液态熔池流入背面衬垫凹槽内成型焊缝背面成型，正面直至焊接结束行程正面焊缝。
3.2 工艺流程
3.3 工艺特点（关键指标及注意事项）
单面焊双面成型的工艺特点就是特别适用不能实施翻身而进行双面焊接的结构。
对板件组对精度要求低，板厚适应范围广，焊接操作简单，接头力学性能优良。
由于单面焊特殊的焊接方式，单面焊双面成型焊接接头易出现焊接热裂缺陷，因此应注意以下两点。
①板厚＞30mm的应采用预热60℃以上工艺措施，降低接头拘束的；
②药芯焊丝焊接第一道打底焊开裂几率高，因此须选择抗裂性好的实心焊丝进行第一道打底焊。
四.工艺推荐理由
4.1 质量控制
对板件组对精度要求低，板厚适应范围广，焊接操作简单，接头力学性能优良。
4.2 经济性
①单面焊双面成型工艺对焊接接头坡口制备要求低，对组对精度要求不高，降低坡口加工难度，降低坡口加工成本。
②可避免结构件翻身操作，降低翻身工装或吊运翻身过程成本。
二氧化碳气体保护焊通用工艺流程
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1. 工件清洁。
1.1 对工件表面进行除油、除垢等处理，确保干净无污秽。
二氧化碳气体保护焊通用工艺规程
二氧化碳气体保护焊通用工艺规程（JB/T 9186-1999）JB／T 9186—1999《二氧化碳气体保护焊工艺规程》适用于直径不超过1.6mm实芯焊丝的、结构钢的二氧化碳气体保护半自动和自动焊接工艺，不涉及二氧化碳保护点焊及气电立焊工艺。
1.术语除GB／T 3375—1994《焊接术语》还使用以下名词术语。
1)焊丝伸出长度(electrode extension) 焊接过程中焊丝伸出导电嘴的长度(L s)，如图22—16所示。
2)层流(1aminar flow) 保护气体在喷嘴内和喷嘴外的一定距离作有规则的层状流动。
2焊接2.1焊接准备1)坡口形式与尺寸坡口形式及尺寸与接头型式、板厚、焊接位置、施工条件等因素有关，按GB／T985-1988《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》选用。
平焊位置施焊，若焊枪喷嘴不需伸入坡口时，坡口角度应选下限。
2)非全熔透性焊缝的熔透深度S＞0.7δ即可，否则应注明熔透深度的具体数据。
3)焊丝、坡口及坡口周围10～20mm范围内必须保持清洁，不得有影响焊接质量的铁锈、油污、水和涂料等异物。
4)应根据工艺评定试验的结果编制产品的焊接工艺，以确定是否焊前预热、预热规范、层间温度、焊接工艺参数以及是否焊后热处理及热处理规范等。
工艺评定的内容和要求，可根据产品技术要求或供需双方协商的结果由制造厂拟定，并经制造厂技术负责人批准后执行。
工艺评定试验结果应存档备查。
1.2.2二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数的选择(1)工艺评定试验的焊接工艺参数选择1)焊丝直径可按表1选用焊丝。
2)焊丝伸出长度表1a.焊丝伸出长度与焊丝直径、焊接电流及焊接电压有关。
b.焊接过程中，导电嘴到母材间的距离一般为焊丝直径的10～15倍。
3)焊接电流a．在保证母材焊透又不致烧穿的原则下，应根据母材厚度、接头形式以及焊丝直径正确选用焊接电流。
b．各种直径焊丝的常用的焊接电流范围见表2。
C立焊、仰焊时以及对接接头横焊焊缝表面焊道的施焊，当所用焊丝直径≥1.0mm时，应选用较小的焊接电流，见表3。
药芯气保焊带陶瓷衬垫的单面焊双面成型
药芯气保焊带陶瓷衬垫的单面焊双面成型作业创新核电容器序三门和海洋项目的核电支撑匣焊接是分厂第一次进行核电产品的全套焊接工序，技术要求高生产工期紧，以及没有任何的可操作经验借鉴，这些都对企业的生产能力是一次极大的考验。
也对企业的核电生产有着深远的影响。
在生产过程中，由于其结构的特殊和焊接的要求，表观质量以及尺寸的精度要求，通过与工艺技术人员交流，我们攻克了在两侧面板焊接时的单面焊双面成型的技术难题，掌握了带陶瓷衬垫的二氧化碳药芯焊丝焊接单面焊双面成型的焊接技术。
取得了同行业中的领先技术，为企业今后核电产品做大打下了坚实的基础。
关键词单面焊双面成型陶瓷衬垫表面质量焊枪摆动一项目的操作技术难点1）核电支撑匣在进行正背面板装焊后形成了一个封闭的腔体，腔体内部距离仅54毫米，无法实现背面清根和焊接，所以我们选择采用单面焊双面成型。
2）、正面板、背面板的焊缝的坡口为单面单侧坡口，坡口深度达到了76.2mm，若采用GTAW，焊枪无法进行摆动，易产生未熔合和未焊透。
3）、支撑件的坡口都在底板一侧，在焊接过程中支撑件会产生焊接变形，从而导致正面板、背面板的坡口间隙极不均匀，而GTAW对坡口间隙要求很高，极不利于GTAW的焊接方法。
4）、正面板、背面板的焊缝各自成一个封闭焊缝（见图1），焊接过程中焊接应力十分大，对GTAW来说，其焊接单层厚度很小，过大的焊接应力会使焊缝撕裂。
图一正背面板的焊缝布置5）项目组提出了加陶瓷衬垫强制背面成型，采用FCAW进行焊接，这项技术也是集团公司首次焊接，在同行业中可借鉴的经验很少。
6）通过查看资料显示，药芯气保焊带陶瓷衬垫的单面焊双面成型焊接方法很容易产生弧坑裂纹，目前国内外也没有成熟的解决技术。
7）焊接规范.各项工艺参数都没有可借鉴的经验。
二、项目实施步骤及要领1 我们进行了焊前模拟坡口的焊接试验，用两块废试板加陶瓷衬垫焊接，试验总结了焊接规范和根部间隙，预留的钝边和根部间隙，以保证可以焊透。
陶瓷焊接衬垫
陶瓷焊接衬垫在钢结构梁柱节点焊缝上应用钢结构安装施工中，柱与梁角接接头是全焊透焊缝，属于II类焊缝，要求20% UT探伤。
这类焊接接头质量要求高，基本上是现场高空焊接，所以施焊难度大。
为了便于焊接施工，保证焊接质量，提高焊接效率，我公司安装三队在丁二烯钢结构框架安装过程中发动职工出点子，想办法，最终采用在焊缝背面加焊接衬垫的方法。
把衬垫放在钢板和工件所规定的形状和尺寸的坡口背面，从正面焊，既能双面一次成形，背面焊缝成型饱满，焊迹整齐，成型美观。
这种方法，焊接时电弧稳定，保证焊接质量，提高工效，极大的改善了焊工工作条件，缩短了施工周期。
我公司将积极探索好的施工方法，不断的寻求好的质量保证方法，提高施工进度，为福建联合石化炼油乙烯脱瓶颈项目多做贡献！
编者按：此方法很好，经济实用，既保证焊接质量又能大大提高焊接施工进度。
希望大家以此为榜样，积极探索采用优良的施工方法。
陶质衬垫CO2单面焊新工艺及其应用
陶质衬垫CO2单面焊新工艺及其应用
沈巧玲
【期刊名称】《江苏船舶》
【年(卷),期】1994(011)003
【总页数】5页(P17-21)
【作者】沈巧玲
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U671.83
【相关文献】
1.消除陶质衬垫CO2气体保护单面焊缩孔的探讨 [J], 朱均祥
2.CO2陶质衬垫单面焊工艺与缺陷的浅析 [J], 金涛
3.单面焊陶质系列衬垫国产化的研究及其应用 [J], 金心溥;冯大成
4.单面焊陶质系列衬垫国产化的研究及其应用 [J], 冯大成;董方常
5.垂直气电自动单面焊陶质焊接衬垫的研制及应用 [J], 金心溥
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安徽鸿路钢结构（集团）股份有限公司 二 0 一二年十月一日
1
CO2 陶瓷衬垫焊通用工艺
1、概述
半自动 CO2 气体保护焊单面焊双面成型工艺是一种高效的焊接方法。它具有
熔敷率高、坡口角度小、装配间隙广、背面不需清根、成型美观、变形小等一系
列优点，在造船业上已越来越得到普及应用。为了推广应用 CO2 单面焊双面成型
启动→提前通气（1—2s）→通电、送丝、引弧（开始焊接）→停止送丝→
5
切断电源（停止焊接）→滞后停气（2—3s）。 应根据焊接施工时需要的焊接电流和实际负载持续率，选用具有合适额定电
流的焊机。焊机应有专人维护，定期检修。 2.4 焊缝的装配
由于双面成型焊是预留间隙的，因此不允许在焊缝上搭焊进行定位。接头的 两侧板材，是靠邦码(卡码)加以固定的。邦码尺寸的确定有三个准则：一是邦码 应有一定的强度，保证装配好的接头不再变形。二是有较大的过焊孔，保证衬垫 和焊枪能顺利通过。三是邦码不宜太重，保证安装工人操作方便。邦码间距的确 定，原则上在保证板缝平整度和足够刚性的情况下尽可能的加大间距，一般以 200-300 ㎜为宜。邦码厚度不宜小于 10 ㎜。通常邦码和焊缝装配成 70 夹角。图 2 为标准邦码图，以供参考。
焊接位置
对接平焊 对接立焊
横焊 平角焊
焊丝直径 ㎜
ф1.2 ф1.2 ф1.2 ф1.2
表 4 CO2 焊接规范表
电流
电压
A
V
180-230
28-32
120-150
24-26
150-200
26-30
160-210
25-30
速度 cm/min
8-12 6-8 13-15 8-12
CO2 气流量 L/min 18-20 18-20 18-20 18-20
用于横焊
t 40º
c
陶瓷衬垫
8≤t≤32 c=6—8 用于半角焊
2
为了达到高效焊接的目的，在装配的过程中，装配间隙尽可能满足下限值，
减少焊逢金属的熔敷量。坡口面的朝口原则上由分段建造工艺确定，坡口尽量设
在方便施焊的一侧。为了方便现场加工，保证坡口角度的准确，经过换算，表 1
—1 给出了板厚与坡口宽度的关系值，供参考选择。
表 1—1 板厚与坡口宽度值
坡口形式与板厚
坡口宽度 C（㎜）
型式
板厚 t(㎜)
坡口面角度
15°
20°
22.5°
6
2
3
3
8
2
3
3
10
3
3
4
12
3
4
5
14
4
5
6
16
4
6
7
C
18
5
6
7
20
5
7
8
15º20º
22
6
8
9
22.5º
24
6
9
10
26
7
9
11
t
28
8
10
12
30
8
11
12
32
9
11
13
35
9
13
14
要求气瓶阀门无漏气现象，保证空瓶不被大气污染。焊接过程中，要求 CO2
气体应有足够的流量并保持层流，气流需有一定的挺度，不能是软而无力的紊
流。这就要求焊工严格按气体流量计调整，并保证气体无泄漏现象，同时应及
时清除附在导电嘴和喷嘴上的非溅物，确保良好的保护效果。在室外或风口作
业，还需注意风速对焊接区域的干扰，如果风速超过 1.0m/s 或达到蒲氏 3 级，
焊缝
熔池
母材
电弧位置
衬垫
图 3 CO2 单面焊熔池燃弧点位置
上凸过高
最佳成型
下垂过多
2.6.2 焊丝的角度
图 4 背面焊缝的不同成型状态
单面平焊时可以采用左焊法，也可以采用右焊法，如图 5 所示。右焊法时熔
敷金属的厚度较薄，反面成型较美观，但焊强会挡住操作者的视线，影响对熔池
前端的观察。采用左焊法时，焊接速度要比右焊法慢，操作者能较好的看到熔池
2、焊接工艺：
2.1 对接平焊、立焊、横焊和平角焊的坡口型式如下图： 38º—42º
38º—42º
c
t
t1
6≤t≤40 c=6—10 0≤t1-t<4 用于对接平焊
c
t
t1
6≤t≤40 c=6—10 0≤t1-t<4 用于对接立焊
t
c
38º—42º
陶
瓷
t1
衬
垫
6≤t≤40 c=6—10
0≤t1-t<4
2.3.2、CO2 气体
它是 CO2 气体保护焊中最重要的材料，焊缝质量很大程度上依赖于它的保
护效果。它犹如焊条的药皮，在焊接过程中，形成对熔池的保护氛围。正常焊
接一般要求 CO2 气体的纯度≥99.7%，含水量不超过 0.005%（质量）。对于瓶
装气体，使用过的 CO2 气体，必须保证瓶内留有 10—15 公斤余气的压力，并
则要有挡风装置或相应保护措施。
2.3.3、陶瓷衬垫
4
它是 CO2 气体保护焊中确保双面成型的关键材料。目前，我厂使用的是上
海耐火材料厂生产的 TSHD 型和浙江象山焊接衬垫厂生产的 JN 系列衬垫，其
产品型号见表 2、表 3。衬垫在保护和使用前都保证干燥，最好在 60 度的干燥
房内保管，使用时应随取随用。特别是在潮湿季节，室外露天隔夜衬垫作报废
的型号：H08Mn2SiA。芯焊丝的特点是焊接电弧比较温和，容易掌握，飞溅
少，表面成型光滑，抗风力好，但易挥发有毒烟尘且成本高。通常，分段大合
拢焊缝、重要结构的承重焊缝以及低合金钢和高强度钢的焊接，宜采用药芯焊
丝。目前，所采用的级别均为 3Y 级，对碳素钢、低合金钢和高强度钢都适用。
焊接前，焊丝须按照产品说明书进行保存和烘干处理。
200
30
35
续表 5
6-7
180
28
31
8-9
170
28
29
10
170
28
21
气体流量 L/min 18 18 18 18 15 15 15 18 15 15 15 15 15 15 15 15 18 18 18 15 15 18 15 15 15
15 18 18
2.6 操作要领 CO2 单面焊是一种技术性很强的焊接方法。尽管影响焊缝双面成型的因素很
9
母材两边适当的熔化，与过渡的熔滴金属形成左右对称，下垂适量的熔池，冷却
后成为合格的焊缝。摆动方式，平焊与立焊一般作月牙形摆动。但在横焊时，一
般可不做摆动，焊缝较宽时，作斜三角形摆动。
2.6.4 收弧方式
在 CO2 陶瓷衬垫单面焊打底焊收弧时，在收弧处背面中央会出现缩孔。产生
缩孔的主要原因是陶瓷衬垫的导热性比母材小，而熔池上部的熔融金属因散热条
XIII500PS、COZX-350 等。其性能相似，具有两个基本要求：一是在不中断的 情况下，电弧能维持稳定，以满足打低焊，横焊和立焊的需要。二是能调节出大 小的两种电流，以适应不同的装配间隙和焊接位置，保证背面焊缝成型良好。 CO2 半自动焊机及附属的设备包括焊枪、送丝机构（包括焊丝盘和送丝软管）、 控制装置、焊接电源、气体回路和连接电缆。焊接控制装置应能实现如下焊接程 序控制：
CO2 气体保护单面焊双面成型钢板平面对接接头
JN-409
CO2 气体保护单面焊双面成型钢板平面对接接头 （有板厚差）
JN-410
CO2 气体保护单面焊双面成型圆弧对接缝
JN501、JN502
球扁钢、角钢对接接头
JN601-1，2，3…
钢板角接接头
JN901
钢板对接接头端部
JN1001
立向气电自动单面焊对接接头
的前方。
8
焊接方向
10°─15°
焊丝 目材
焊接方向 目材
10°―15° 焊丝
电弧力
焊缝 焊缝 电弧力
方向
方向
衬垫 衬垫
左焊法
右焊法
图 5 单面焊的左焊法和右焊法
立焊时为防止铁水下流，焊丝处于下倾状态，如图 6 所示，同时焊丝左右摆
动，如图 7 所示，此角度应不小于 5º。与水平角度不当，易造成正面和背面焊
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
件好，先行凝固，而熔池下部的融化金属散热条件差，最后凝固。在凝固时，温
度降低引起体积的收缩，而此时其它部分金属均已凝固，无法有金属补充这种收
36
10
13
15
38
10
14
16
40
11
14
17
2.2 坡口的加工 坡口的加工应采用半自动火焰切割及机械加工。如果使用手工（乙炔焰）切
割，必须采用靠模，保证坡口的光顺，不允许坡口面有突变的凹口或毛边。凹口 或毛边严重时（凹口深度大于 0.5 ㎜），必须进行打磨处理。打磨区域：整个坡 口面，并在两侧延伸 15 ㎜，如图 1 所示。焊接前，坡口面及两侧 100 ㎜范围内 不允许含有氧化物、油漆、水、锈污等杂质。清除的方法可用砂轮磨，火焰烘靠， 以及用钢丝刷清理等。
工艺，提高我公司的焊接高效率化，这次把对接平焊、立焊、横焊、平角焊双面
成型工艺编为一册。此工艺具有通用性，适用于低碳钢、低合金钢及高强度钢的
焊接。施焊人员应熟悉掌握本工艺内容，按图施工。生产管理部门可参照本工艺
中参数和要求，进行监控。对不符合工艺要求的生产行为，一律禁止施工，确保
双面成型的焊缝质量逐步提高。
>5º
缝