手工电弧焊通用焊接工艺规程.docx

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手工电弧焊通用焊接工艺规程

手工电弧焊通用焊接工艺规程

一．目的

规定焊接过程中一般性工艺要求，可单独指导生产。

对于重要产品与焊接工艺卡配合共同指导生产，以保证焊接质量、提高工作效率、降低成本。

二．使用范围

本守则适用于单位焊接实施过程中有关手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊和半自动化的焊接。

三．引用标准

GB/T13149-91钛及钛合金复合钢板焊接技术条件

GB985-1988气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的形式及尺寸

GB986-1988埋弧自动焊焊缝坡口的基本形式与尺寸

GB/T5117-1995碳钢焊条

GB/T5118-1995低合金焊条

GB983-1995不锈钢焊条

GB/T14957-1994熔化焊用钢丝

GB/T14958-1994气体保护焊用钢丝

GB/T5293-1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂

YB/T5091-1993惰性气体保护焊用不锈钢棒及钢丝

YB/T5092-1993焊接用不锈钢钢丝

JB3223-1983焊条质量管理规程

GB228-1987金属拉伸实验方法

GB/T229-1994金属下比缺口冲击实验方法

GB/T232-1988金属弯曲实验方法

GB4334-2000不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向实验方法

QC/6YLSYR.J06.20-2003焊缝表面的形状尺寸及外观要求

QC/6YLSYR.J06.20-2003碳弧气刨工艺守则

四．职责

由技术生产科归纳管理，相关人员具体实施。

五．工作内容

包括焊接前准备、焊接材料、焊接设备、焊接方法、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数、焊后热处理等。

5.1焊接前准备

焊接前准备包括坡口的制备、焊条焊剂的烘干、焊丝除锈、保护气体干燥、焊件组对、焊件区域清理及预热。

5.1.1.1焊接坡口

焊接坡口应根据图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设计、选择坡口形式和尺寸应考虑下列因素：

A、焊接方法B、焊缝填充金属应尽量少C、避免产生缺陷D、减少残余焊接变形与应力E、有利于焊接防护F、焊工操作方便G、复合钢板的坡口应有利于减少过度焊缝金属的稀释率。

5.1.1.2对于手工电弧焊、气体保护焊、厚度不大于3mm碳钢、低合金钢，不锈钢一般不开坡口；厚度为3-12mm的上述材料开J型、V型或V形坡口；厚度大于12mm的上述材料，采用双面U形或X形坡口更好，V形坡口角度为60°。

埋弧自动焊，一般板厚度不大于14mm时不开坡口，当焊件为14-22mm时，一般开V形坡口，坡口角度一般为50-60°。

5.1.1.3坡口制备

A必须按焊接工艺或图样制定坡口型式及尺寸加工；

B碳素钢和标准抗拉强度下限值不大于54Mpa的强度型低合金钢可采用冷加工方法，也可采用热加工方法制备坡口。

C耐热型低合金钢和高合金钢、标准抗拉强度下限值大于540的强度型低合金钢，宜采用冷加工，若采用热加工方法，对影响焊接质量的表面层，应用冷加工方法去除。

D焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷、型式和尺寸应符合相应规定。

E坡口表面及两侧（以离坡口边缘的距离计焊条电弧焊各10mm，埋弧焊、气体保护焊各20mm）应将水、铁锈、焊丝、油污、积渣和其它有害杂质清理干净。

F奥尸体高合金钢坡口两侧各100mm范围内应刷涂料，以防止沾附焊接飞溅。

5.1.2焊条焊剂的烘干见一下表，烘干好的焊条应放在100℃恒温箱待用。

常用焊条、焊剂烘干规范

焊材牌号

烘干温度和时间

保温温度

J422

150℃x1h

100-150℃

J427

350-400℃x2h

100-150℃

J507

350-400℃x2h

100-150℃

A102A132A022

A302A312

150℃x2h

100-150℃

HJ431

250℃x2h

100-150℃

HJ107

300℃x2h

100-150℃

5.1.2.2

焊丝一般用细砂纸除锈，二氧化碳气体使用前应进行放水处理。

5.1.3焊件组对定位

5.1.3.1避免强行组装，组装后接头需经检验合格后放可施焊。

5.1.3.2对口错边量符合要求：

对口间隙依据焊接方法、接头形式选配。

（1）对于手工电弧焊单面焊双面成形时间隙取所用焊条直径大小。

（2）手工氩弧焊时，根据钝边大小间隙取0-2mm；（3）埋弧自动焊时，一般采用悬空焊，间隙一般不大于1mm。

图纸、工艺文件对接头型式（坡口间隙、错边量、棱角度）有特殊要求的安规定进行。

5.1.3.3定位采用卡具定位和直接组在坡口内点焊定位两类，并分在正面（先焊侧）和反面定位两种。

一般采取反面点焊定位，并使用手工电弧焊焊接方法，所使用焊材应适用于母材，如焊接接头拘束度答时，推荐采用抗裂性能更好的焊条施焊。

5.1.3.4定位焊缝间距要符合规定，定位尺寸。

定位焊不得有裂纹，否则应清除重焊。

如存在气孔、夹渣时也应清除。

熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应予修整。

5.1.4焊接前清理

5.1.4.1焊接前检查坡口表面是否符合规定，否则重新清理。

油污一般用丙酮、四氯化碳等有机溶剂清除，也可使用火焰烧烤（注意温度），氧化物一般用砂纸、钢丝刷、砂轮机打磨等方法。

5.2焊接材料

5.2.1焊接材料包括焊条、焊丝、钢带、焊剂、气体、电极等

5.2.2焊接材料选用原则

5.2.2.1相同钢号相焊的焊缝金属

5.2.2.1.1碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值增加30Mpa，耐热型低合金钢的焊缝金属还应保证化学成分。

5.2.2.1.2高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。

5.2.2.1.3不锈钢复合钢基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不超过母材标准规定的上限值增加30Mpa；复层的焊缝金属应保证耐腐性能，当有力学性能要求时应保证力学性能。

复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层的交界处宜采用过渡焊缝。

5.2.2.2不同钢号相焊的焊缝金属

5.2.2.2.1不同强度钢号的碳素钢，低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不超过强度较高母材标准规定的上限值。

5.2.2.2.2奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。

宜采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。

5.2.2.2.3焊接材料应有产品质量证明书，并符合相应标准的规定，施焊单位按质量保证体系规定验收与复验，合格后方准使用。

5.2.2.2.4焊接材料熔敷金属硫、磷含量规定应于母材一致，GB/T5118标准规定的焊条，还应符合下列要求：

A型号为Exxx-G的焊条应规定焊缝金属之比v型缺口冲击吸收功。

B铬钼钢焊条的焊缝金属之比v型缺口冲击吸收功常温时应不小于31J

C用于焊接低温钢的镍钢焊条的焊缝金属v型缺口冲击吸收功在相应低温时应不小于34J

5.2.3常用钢号推荐选用的焊条材料，不同钢号选择不同的焊接材料

5．3焊接方法

5.3.1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。

5.3.2手工钨极氩弧焊主要用于单面焊双面成形的打底焊及较薄焊件的焊接。

多用于不锈钢及有色金属的焊接。

5.3.3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。

5.3.4二氧化碳保护半自动焊本单位主要用于碳钢和低合金钢非重要焊缝的焊接。

5.4焊接设备

5.4.1对于手工电弧焊，在交直流焊机均可使用的条件下，尽量选用交流焊机。

起重机械焊接时，根据选用焊材的要求确定。

5.4.2对于埋弧自动焊，当采用规格为3-6mm焊丝时，宜用MZ-1000型，当采用细焊丝时宜用MZ1-1000型焊机。

5.4.3手工钨极氩弧焊在焊薄板全位置管道对接时，优先选用脉冲钨极氩弧焊。

焊接铝镁时可选用交流氩弧焊机。

5.5焊接顺序及操作

5．5.1焊接顺序

5.5.1.1先焊易收缩的焊缝，一般先焊纵焊缝后焊环缝。

5.5.1.2考虑工作环境及产品结构确定先后顺序。

5.5.1.3同条焊缝，对于有耐蚀要求的接触腐蚀介质侧后焊。

5.5.1.4有工艺文件要求的严格按工艺文件要求执行。

5.5.2焊接操作

5.5.2.1对于手工电弧焊、手工钨极氩弧焊要采用合理的运条方法，手把一定要稳，眼睛一定要准，速度一定要均匀，并尽量在平焊位置施焊。

控制焊接过程中的焊接接头，弧坑要填满。

对于埋弧自动焊，要随时观察焊接工艺参数的变化并调整，主要控制焊接电流和电弧电压的变化，要匹配，并防止焊道跑偏。

焊接覆盖层厚度要在25-40mm的范围内，焊丝伸出长度要控制在40mm左右，焊丝位提前量为20-30mm，当焊缝出现烧穿，大量气孔及成形不良时应立即停止焊接。

5.5.2.2对于金属结构的施焊，应设置引弧板、板长不小于100mm。

在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧，纵焊缝应在引出板上收弧，弧坑应填满。

防止地线、电缆线、焊钳与焊件打弧。

严禁在非焊处随意打弧，电弧擦伤处得弧坑需要打磨，使用其均匀过渡到母材表面，修复深度应不大于该部位钢材厚度的5%且不大于2mm，否侧应予补焊。

引弧板和熄弧板不应锤击打落。

5．5.2.3施焊过程中应控制层间温度不超过规定的范围。

当焊件预热时，应控制层间温度不低于预热温度。

5.5．2.4每条焊缝应尽可能一次焊完，当中断焊接时，对冷裂纹敏感的焊件应及时采取后热、缓冷等措施，重新施焊时，仍需按规定进行预热。

5.5.2.5采用锤击法改善焊接质量时，第一层和盖面层焊缝不宜锤击。

5.5.2.6对于双面焊焊接，手工电弧焊时，反面要清根，埋弧焊自动焊和气体保护焊如能焊透，不可清根。

5.5.2.7不锈钢施焊过程中还应注意以下几点：

A、所使用的砂轮片只能专用于不锈钢。

清理工具一般由不锈钢制成。

不锈钢表面不充许露出火焰加工处。

B、应该短弧焊接，并采用小规范。

C、一般不预热，在焊接过程中，层间温度必须小于150℃。

D．反面焊接成形的，反面必须采用保护措施。

E．在焊接中，为加快焊缝冷却速度，推荐采用起淬冷作用的铜垫块或水冷。

5.6焊接工艺参数

焊接工艺参数根据焊接方法，焊接规格，焊件材质、规格，施焊条件等综合考虑，有焊接工艺卡的严格按工艺卡执行。

5.6.1手工电弧焊工艺参数

手工电弧焊工艺参数包括焊条直径、电源种类、极性、焊接电流、焊接层数等。

5.6.1.1焊条直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头型式、焊接层数等进行选择的，在焊接中，底层焊缝和薄板接头应采用直径2.5-3.2mm的焊条，其余可采用直径4-5mm的焊条；在立焊、仰焊位置作业时，一般采用不大于4mm直径的焊条，对于不锈钢焊接宜采用直径不大于3.2mm的焊条。

5.6.1.2焊接电流按工艺卡执行，无工艺卡的可按焊条使用说明书或根据经验公式选用。

I=KD

其中：

I为焊接电流；K为经验系数；D为焊条直径mm

焊接电流经验系数与焊条直径的关系

焊接直径

1.6

2-2.5

3.2

4-6

经验系数K（mm）

20-25

25-30

30-40

40-50

5.6.1.3直径电源焊接当选用酸性焊条时，对电源、极性没有要求，一般焊接不锈钢焊件时，采用反接较好，当选用碱性焊条焊接时，要求直流反接。

当使用低氢型碱性焊条时，短弧焊接，弧长一般小于焊芯直径。

5.6.1.4每层焊肉厚度在3-4mm适宜。

5.6.2埋弧自动焊焊接工艺参数

埋弧自动的焊接工艺参数主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径等。

根据焊接时采用的工艺措施不同，选用的焊接工艺参数不同。

5.6.2.1平板对接焊

悬空焊接法：

采用悬空焊接法要求不留间隙或间隙很小，一般不超过1mm，焊接第一面得规范，一般使达到的熔深不小于被焊件厚度的一半，为保证焊缝，反面焊缝的熔深应达到焊件厚度的60-70%。

5．6.2．2角焊缝

角焊缝常用的是船形焊和平角焊。

船形焊方法（a），当a1=a2时，可取a=β1=β2=a；当a1

焊件无法在船形位置施焊时，可采取焊丝倾斜的平角焊，平角焊的单道焊脚最大不超过8mm，否侧采取多道焊，一般采用细焊丝

5.6.3手工钨极氩弧焊

手工钨极氩弧焊规范参数除主要考虑电流种类、极性和电流大小外，还正面相同或适当减小，但必须保证全焊透，反面焊前要清根，不同板厚的预留间隙和使用的规范参数不同。

5.6.3.1电极伸长度一般取5-10mm，喷嘴至工件距离在电极外伸长度不影响操作及金属飞溅造成喷嘴堵塞等前提下，应尽可能地小。

5.6.3.2电极种类、极性

除焊接铝及其合金外一般均采用直流正接，焊接铝镁及合金时一般采用交流电，也可采用直流反接。

5.6.3.3焊接电流

焊接电流见焊接工艺卡。

5.6.4二氧化碳气体保护焊接参数

在本单位生产中，一般采用细丝二氧化碳气体保护焊，细丝二氧化碳气体保护焊有通常采用短路过渡焊接，其主要规范参数有电弧电压、焊接电流、气体流时及焊丝伸出长度等。

5.6.4.1电弧电压及焊接电流

不同直径焊丝典型的短路过渡焊接规范，采用此规范焊接时飞溅量小。

5.6.4.2在细丝小规范时选取5-15l/min，中等规范选取20l/min左右。

5.6.4.3焊丝伸出长度宜为焊丝直径的10-12倍，一般都在10-20mm范围内。

5.6.4.4除堆焊和焊补铸件外都采用直流反接极性。

5.7焊接环境

5.7.1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。

A、风速：

气体保护焊时大于2m/s，其它焊接方法大于10m/s；

B、相对湿度大于90%；

C、雨雪环境；

D、焊件温度低于-20℃

5.7.2当焊件温度为0～-20℃时，应在始焊处100m范围内预热到15℃常用钢号推荐的预热温度以上。

5.8预热、后热和焊后热处理

5.8.1预热和后热

5.8.1.1根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法和焊接环境等综合考虑是否预热，必要时通过实验确定。

常用钢号推荐的预热温度见表。

5.8.1.2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。

5.8.1.3需要预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度。

5.8.1.4不同钢号相焊时，预热温度按预热较高的钢号选取。

5.8.1.5当用热加工法下料、开坡口、清根、开槽或施焊时，亦需考虑预热要求。

5.8.1.6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。

5.8.1.7后热应在焊后立即进行。

5.8.1.8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0.5h

5.8.1.9若焊后立即进行焊后热处理的可不进行后热。

5.8.2焊后热处理

5.8.2.1根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头、的拘束程度、产品使用条件和有关标准综合确定是否进行焊后热处理。

5.8.2.2本单位所有工件需进行焊后热处理的必须编制焊后热处理工艺，并严格按焊后热处理工艺进行。

5.9焊接返修

本条款适用重要的金属结构焊缝的返修。

5.9.1对需要焊接返修的缺陷应当分析产生原因，提出改进措施，按评定合格的焊接工艺编制焊接返修工艺。

5.9.2焊缝同一部返修次数不宜超过两次。

5.9.3返修前将缺陷清理干净，必要时可采用表面探伤检验确定。

5.9.4待补焊部位应开宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽，且两端有一定坡度。

5.9.5如需预热，预热温度应按较原焊缝适当提高。

5.9.6返修焊缝性能和质量要求应与焊缝相同。

5.10焊接检验

5.10.1焊接检验主要方面

5.10.1.1焊前

A、母材、焊接材料

B、焊接设备、仪表、工艺装备。

C、焊接坡口、接头装配及清理。

D、焊接资格

E焊接工艺文件

5.10.2施焊过程中

A焊接规范参数

B执行焊接工艺情况

C执行技术标准情况

D执行图样规定情况

5.10.3焊后

A实际施焊记录

B焊缝外观及尺寸

C后热、焊后热处理

D产品焊接试板、鉴证环

E无损探伤检测