气电立焊焊接工艺规范.docx
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气电立焊焊接工艺规范
气电立焊焊接工艺规范
气电自动立焊焊接工艺规范
1范围
气电自动立焊是一种高效、先进的焊接方法,目前普遍应用于船体结构中舷侧外板、隔舱壁等立向位置的对接焊。
本规范规定了气电自动立焊的焊接材料及辅助材料、作业环境、坡口形式及装配、焊接工艺和焊缝质量控制等。
本规范适用于板厚不超过32mm的以CO2为保护气体、焊接位置为垂直的单道对接气电自动立焊。
2规范性引用文件
CB/T3947-2001《气电自动立焊工艺要求》
GB/T6052-1993《工业液体二氧化碳》
CB/T3715-1995《陶质焊接衬垫》
《焊缝返修通用工艺》
3焊接前准备
3.1焊接材料及辅助设备
3.1.1焊丝选用气电立焊专用的CO2药芯焊丝,要AWSA5.26EG71T-2的要求,并应具有相应的船检合格证书。
3.1.2陶质衬垫随用随拆。
如拆封后未用完,储放时间过久,必须经200~250℃烘焙1小时后才能使用。
陶质衬垫的质量应符合CB/T3715-1995的要求
3.2CO2气体
CO2气体的要达到纯度99.5%以上,水分含量小于0.05%,其质量应符合GB/T6052-1993《工业液体二氧化碳》中Ⅰ类或Ⅱ类一级的要求。
3.3作业环境
3.3.1气电自动立焊应在风速小于3m/s的环境下进行。
如果在焊接过程中遇到刮风或下雨,应对焊接作业区域采取有效的防风、防雨措施或停止作业。
3.3.2焊接作业环境低于0℃时,应对焊件进行适当的预热,并在水箱中加入防冻剂。
3.4坡口形式
气电自动立焊采用单面V形坡口,坡口角度和根部间隙由板厚决定,可参考表1。
表1坡口形式及尺寸
板厚t
mm
坡口角度α
°
根部间隙b
坡口形式
9~12
12~15
15~18
18~23
23~26
26~29
29~32
3.5装配
3.5.1装配时,应在坡口反面的钢板上装焊“Ⅱ”型定位板,板厚为10mm~16mm,形状尺寸见图1,定位板的装配间距一般为350mm,每只衬垫至少有两只“Ⅱ”型板。
“Ⅱ”型板尺寸
3.5.2对接接头装配错边量不应超过1mm。
3.5.3当对接的两块钢板的厚度差超过3mm时,应将厚板削斜至与薄板齐平,削斜宽度为厚度差的4倍,即L=4(t1-t2),见图2。
图2接头削斜示意图
3.5.4坡口边缘两侧至少30mm范围内应用砂轮打磨,清除切割残渣、装配马脚、飞溅物以及横向焊缝的焊缝余高,确保正面水冷滑块顺利滑移和反面衬垫贴紧。
3.5.5在焊接坡口反面安装陶质衬垫时,陶质衬垫成型槽中心线应与坡口宽度的中心对正。
每跟陶质衬垫应至少使用两个斜楔加以固定,使陶质衬垫紧贴于钢板。
同时应防止用力过大导致陶质衬垫破碎,各陶质衬垫之间应连接紧密无缝隙。
3.6焊接设备的安装
3.6.1将垂直自动焊设备吊在甲板上合适的位置,并装好气管、水管、控制线及电缆线等,长度应满足整条长接缝的焊接需要。
3.6.2利用升降装置将导轨安装在距接缝200mm处(指磁钢边线),并与接缝保持平行。
上下导轨之间连接应无缝隙,并用螺钉拧紧,整条导轨的顶端应与工件可靠连接固定,以防止导轨意外脱落。
安装导轨前必须清除磁铁表面的灰尘、垃圾和污物。
3.6.3将垂直自动焊机安放在焊道的起始点后,用离合器锁紧待用,并要检查和清除焊机道路中的障碍物。
3.6.4将CO2送丝机构的所需焊丝消耗量带上吊架升降装置,并使CO2送丝机构固定在合适位置,同时准备好防风帘使用。
3.6.5在焊接坡口正面安放水冷铜滑块,铜滑块的成型槽位置应与坡口正面对正,成型槽宽度必须与坡口正面宽度相匹配,见表2。
铜滑块应保持通气孔清洁、成型槽光滑,且与被焊件顶紧,力度适中。
表2铜滑块成型槽宽度
坡口宽度
17
18~21
22~25
26~29
30
成型槽宽度
20
24
28
32
36
3.6.6将送丝软管接至SG-2Z装置的弯管上,检查导电嘴,并将弯管固定在装置上,送丝后要确保一定的焊丝长度和角度。
3.6.7如需焊丝摆动,可将摆幅与两端停留时间在焊前预先调整好。
3.6.8电源极性:
垂直自动焊采用平特性直流反极电源。
4人员
参加气电垂直自动焊的焊工,必须经过专业培训和考试合格,并经过船级社或有关的检验部门认可合格后,方能持证上岗。
5工艺要求和过程
5.1气电自动立焊装置如图3所示,按图3规定调整焊枪角度及位置,并注意以下几点:
5.1.1调整焊枪角度α,使其在垂直焊接时,与工件表面呈5°~15°夹角。
5.1.2调整焊枪高度,使导电嘴顶端与铜滑块上保护气体输出口下沿的垂直距离h控制在20mm~30mm。
5.1.3调整焊丝落点位置,使焊丝落点从板厚中心部位略向坡口正面偏移,使之处于坡口截面的重心位置。
图3气电自动立焊装置示意图
5.2若厚板焊接需要焊丝摆动时,需预先设置好摆动机构的摆幅和两端停留时间。
5.3CO2气体流量在25L/min~35L/min之间。
5.4保证冷却水循环管路通畅,冷动水流量不小于2L/min。
5.5焊接过程中,应注意以下几点:
5.5.1观察焊丝落点位置和正反面焊缝热量分布情况,若有异常应及时修正焊接规范,并通过机械装置调整电弧位置;
5.5.2观察铜滑块的中心位置;
5.5.3控制熔池液面,使其保持离保护气体出气口5mm~10mm。
5.5.4用绝缘棒随时清除铜滑块保护气体盒里的飞溅物。
5.6焊接停止时,按停止按钮(同时停止摆动),小车行走和送丝即停止,电弧熄灭。
待熔池凝固后,再松开铜滑块。
5.7焊接结束后,先断开焊接小车的控制电源开关和焊接电源开关,再切断水、气、水泵电源等。
5.8焊接规范
气电垂直自动焊接规范参数主要有:
焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝摆幅、焊丝伸出长度、气体流量等。
5.8.1焊接电流
垂直自动焊时,由于电流密度大,电源超过一般CO2焊短路过渡的临界电流值,熔滴显示滴状过渡形式。
其特点是飞溅小,电弧燃烧稳定,且熔敷速度大,因此必须选用合适的电流。
过大过小的焊接电流都会影响焊接过程的稳定性和焊道的成形良好。
焊接参数以WPS为准,表3可供参考
表3焊接规范参数
板厚(mm)
电流(A)
电压(V)
速度(cm/min)
12-14
290-350
29-35
10-13
16-20
360-380
32-34
8-10
21-25
33-35
6-7
26-33
34-36
4-5
6.3.2电弧电压
电弧电压的选用值须与焊接电流相匹配,在其它规范参数不变的情况下,电弧电压增大,焊缝宽度增加,过高的电弧电压会出现焊缝咬边。
但过低的电弧电压会使电弧燃烧不稳定。
因此在保证焊接过程稳定和焊缝成型良好的情况下,应尽量降低电弧电压对防止气孔和减少合金元素的烧损都是有利的。
具体数据见表4
5.8.2焊接速度
合适的焊接速度视焊丝熔化速度而定。
它与焊丝熔化速度间的关系,以水冷滑块内金属液面距进气口底部为(5-10)mm较合适。
焊接速度过快,滑块内金属液面逐渐降落,焊丝伸出长度增加,易使焊缝产生气孔。
焊接速度过慢,水冷铜滑块内金属液面升高,飞溅增加,当金属液面升高到进气口底部时,电弧燃烧不稳定。
甚至会迫使焊接过程中断。
5.8.3焊丝摆幅
采用摆动器焊接时,电弧稳定,飞溅小,焊缝截面上温度均匀,熔池金属结晶状态得到改善,晶粒度细,有利于得到致密焊缝。
参数以WPS为准,表4可供参考。
表4焊丝摆幅
焊接位置
板厚(mm)
摆动
摆幅(mm)
前停(sec)
后停(sec)
垂直
12-14
不采用
16-20
可采用
4-8
0.6-1.0
0.3-0.6
21-25
必须采用
6-10
26-33
9-11
0.9-1.1
0.9-1.1
倾斜
13-24
4-7
0.4-0.6
0.4-0.6
6检验
6.1焊缝表面质量、焊缝外形尺寸要求见表5
表5焊缝外形尺寸
板厚(mm)
正面焊缝宽度
正面焊缝高度
背面焊缝宽度
背面焊缝高度
12-16
24-28
2
10-18
2
16-26
28-32
14-32
26-33
32-36
3
18-22
3
6.2中间起弧、熄弧及接头处均应用气刨刨清后修补,补焊长度约100mm左右。
尤其背面焊穿处,用气刨刨清缺陷后,再用手工电弧焊或CO2气体保护焊填满缺陷空隙,重新起弧焊接。
6.3对焊缝中各种缺陷,如表面粗糙、满溢、咬边、气孔、未熔合、宽度高度不足、不成形等缺陷,用气刨刨清缺陷后,再用手工电弧焊或CO2气体保护焊修补,修补方法按《焊缝返修通用工艺》进行。
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