CN1064290C - Co2气体保护半自动立焊和/或斜立焊钢板焊接工艺 - Google Patents

Abstract

CO₂气体保护半自动立焊和/或斜立焊钢板焊接工艺，在CO₂气体保护半自动俯平焊、水平横焊工艺条件的基础上，保持半自动送丝和半自动送气功能，依照立焊和/或斜立焊的特定工艺条件，调整焊接参数，并配合压、挑、带、转、拖运焊技法。突破现有CO₂气体保护焊接工艺严格限定的焊丝伸出长度，加大保护气体流量值，确保气体对电弧熔池的保护。本方法适于对最大厚度达130mm的超厚钢板进行立焊/斜立焊，其焊缝内部质量好，外观平整有序。

Description

CO2气体保护半自动立焊和/或斜立焊钢板焊接工艺

本发明涉及CO₂气体保护焊接技术，特别涉及一种CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊技术。

CO₂气体保护半自动焊接方法以直流电为焊接电源，在将充填材料和电极的作用结合起来进行构件焊接的过程中，配合使用CO₂气体对熔池和熔池周围形成约1000mm²的气笼，罩住待焊点，以保护电弧和熔化的金属。目前，通用的CO₂气体保护半自动焊主要适用于“俯平焊”和“水平横焊”这两种焊接过程。这两种焊法具有焊接电流及电弧电压较为恒定的特点，使其表现出焊接速度快、焊缝质量好、适于焊接工作量大的作业过程等优点。另一方面，也正是由于这两种焊接方法的速度极快，即又是由人工控制并操作，所以操作过程不能太复杂，特别是尚不能适应垂直立焊、倾斜立焊等焊缝的焊接。本工艺发明之前，当遇有诸如垂直立焊、倾斜立焊、角仰焊、角立焊等情况时，若采用已经规范的CO₂气体保护焊方法，则存在如下问题：1)．焊丝常碰触熔池，以致中断焊接；2)．熔化金属易下坠成瘤；3)．因立焊焊槽内外的冷热气流流动，造成气笼变形如移位，致熔池得不到有效保护，气孔生成量大；4)．气保护套筒内易沾粘飞溅，气路受阻严重，在深窄坡口内难以流畅运焊，操作者不易直接观察施焊全过程；5)．易形成焊缝中部鼓凸边缘低凹．，易出现长条夹渣与未熔合，易形成熔池脱节。

人们已分别提出过多种解决上述问题的方案。CN93241469．9提出一种用以控制焊接飞溅和焊肉堆积，以改善焊缝的成形和质量的二氧化碳气体保护焊熔滴过滤控制装置。又如CN85100690提出的推拉短路过渡焊接方法及其脉动送丝机，使焊接规范的选择不受熔滴过渡的限制，可降低飞溅，改善成形，提高熔敷效率。再如CN8510691所建议的滑钳式脉动丝机有助于保证周期性脉动送丝过程各步骤的准确进退。然而，所有这些建议的方案均未明确提示可被用于立焊和斜立焊作业，特别是未解决CO₂气体保护得以有效地适用于大型焊件的立焊或斜立焊问题。

直接针对CO₂气体保护立焊或斜立焊技术的公知材料，可见于如美国专利US4，292，496，其中公开了M．G．Hoy等人发明的采用双斜焊缝的竖板焊接方法，这是针对厚板焊接提出的。正如该文所述，公知的改善厚板焊接的作法诸如采用特殊的焊缝(如单面或双面U、V、X和Y形坡口)，加大焊接电流或者降低焊接速度等。该专利的方法即针对诸如铝及铝合金厚板(约3．8cm)电弧焊接，选择焊接电流在290-420A，并且提出在惰性气体(如纯净的氩气)保护下采用双斜缝的竖板焊接工艺。但该法的实质是着眼于改善诸如铝合金焊接时的焊口韧性，而未虑及如何确保焊接速度，特别是并未给出适用于钢板焊接的实用参数。中国专利CN94114847．5虽涉及大型工件，如圆盘式水轮发电机转予支架的“现场”焊接方法，给出有关焊接参数的配合方式，但该法的作业方式实质是按工厂式条件考虑的，即对直径超过10米、钢板厚度仅在30米的超大型工件，在约24V焊接电压条件下，所用焊接电流仅130A左右，其焊接速度仅在约160mm／min。至于提出采用诸如对称焊、交叉焊、跳焊等组焊措施，目的却仅是针对所述特殊焊件，为减小焊接应力、圆盘面收缩及变形。美国专利US3，732，393公开的电弧焊接工艺适用于纯钢板和／或低合金钢板的对头焊接，特别是一种自耗焊丝、在CO₂气体或含CO₂(18％)的混合气体保护条件下的仰位焊接，所用焊丝直径0．2-1．2mm，在300-400A／mm²电流密度时，焊接电压取25-40V，采用X焊缝，焊缝开口宽度应为4-5mm，并且其焊接路径可控。该文提出如能使焊丝电极与被焊板面的角度在80°-100°之间，将有利于生成短而平稳的焊弧。然而，该工艺对焊接速度、焊接深度及焊丝熔化能力均有较高要求。无法适用于人工控制操作的半自动焊接过程，更不能适应现场安装作业，特别是焊缝焊接形式多变的要求。

本发明的目的在于提出一种能广泛地适应用于垂直立焊、倾斜立焊、角仰焊、角立焊等过程，特别适用于对厚板、超厚板实施CO₂气体保护半自动焊接的方法，以保证焊接过程稳定可控，焊缝平整有序且上升速度均匀，确保CO₂气体对电弧和熔池的有效保护，获得机械性能好的焊接焊头。

为实现上述发明目的，本发明提出一种CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊钢板焊接工，它包括以下步骤：对焊件(母材)进行常规焊前检查，并进行环境维护和设备调试；进行焊件组对及焊件清洁，并点固衬板和引入、引出板；母材外模拟试焊，检查、核对并调整立焊和／或斜立焊焊接参数；对焊件执行焊前加热规范；按本法的立焊和／或斜立焊焊接参数和操作技法进行焊接，其中采用焊丝的送丝及CO₂保护气体的自动供送；对焊接接头按规程进行焊后热处理；对厚板及超厚板进行焊缝完成后的热影响区严格保温。

上述本发明CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊的焊接参数如下：在使用焊丝牌号为YM-26、焊丝直径为1．2mm的条件下，首层焊接电弧电压不大于23V，焊接电流须不大于200A，焊丝伸出长度在30-35mm间，所用CO₂气体流量不小于55L／min；第二焊层的焊接电弧电压为23-25V，焊接电流采用200-220A，焊丝伸出长度控制在25-30mm，CO₂气体流量控制在45-55L／min间；第三焊层相应各参数分别为：电弧电压为25-27V，焊接电流220-250A，焊丝伸出度长25-30mm，CO₂气体流量45-55L／min；以后各焊层应分道焊接，相应参数分别为：电弧电压为25-27V，焊接电流220-250A，焊丝伸出度长20-25mm，CO₂气体流量35-45L／min。

上述焊接参数及其它参数见下表1：

表中所列参数配合适用于--

焊件材质：15MnV、16Mn、15MnNR、A36、A572-42W、A52-50

被焊工件材料厚度：δ=25-130mm

坡口角度：α=30°(对单边V形带衬板坡口焊缝)

焊缝长度：L≥300mm

底间隙约：C≥10mm

施用本法，所需焊接环境为禁雨，风速小于2m／s，相对湿度小于70％。

上述厚板和超厚板各指厚度范围在20mm-60mm和60mm-100mm间的结构钢板类母材。

所述焊接技法依序包括：

(1)压焊：在坡口侧靠边缘处下压电弧，使焊丝成为电弧低而焊丝出口处高约5-10°的向下倾角，并做0．5秒的短暂停留；

(2)挑焊：紧接压焊动作，在所述压焊动作的结束处将电弧偏向焊槽的直边，使焊丝与直边保持约为15°夹角，迅速将电弧向上方做幅度为3．5-4mm的快速的斜向挑动；

(3)带焊：继熔池之跃升随之以保持焊缝层厚不大于6mm，焊波高约3．5mm匀速向直边侧快速运焊；

(4)转焊：随着所述带焊的动作，一旦电弧到达焊槽的直边侧附近，操作者转动电弧，作直径不超过5mm的“划圈”动作；(5)拖焊：完成转焊动作后，仍以焊丝与直边侧成15°夹角的形式将电弧自焊槽直边侧拖向焊槽的坡边侧退焊，回到前述压焊处。

采用本发明的CO₂气体保护半自动焊接工艺，用于厚板、超厚板的立焊、斜立焊等焊接作业，其技术上的优点包括：

(1)充分体现CO₂气体保护半自动焊接方法速度快的优点，同样工况下，是手工电弧焊焊接速度的4倍，单枪日作业量可超过160延长米，大大提高工作效率，进而降低费用成本；

(2)非常利于一步提高焊接质量。本法所得焊缝具有层间焊肉平整、各层焊缝边缘熔合良好的极为明显的效果，与手工电弧焊相比，采用本工艺所得焊接接头合格率可达100％，特别是由于本工艺所用电弧密度是手工电弧焊时的10-15倍，熔池深达7-8mm，可使所述接头中夹渣未熔合缺陷的存在概率减少到约为零，优良品率达到90％。

(3)采用本工艺，因其焊接速度快，易保持焊接所需层间温度，因而整个焊接接头的热影响区较小，可使焊接速度快。本法还可减少层间清渣的次数，有利于进一步提高焊接速度；更可减缓厚板深坡口焊缝焊接过程中沿板厚方向产生的压应力改变成拉应力的转变过程，有效地控制冷、热裂纹的产生；

(4)对于同样的焊缝而言，采用本工艺所产生的接头率仅是手工电弧焊情况的1／20；

(5)本发明方法具有广泛的适用性等优点。本法可用于材料厚度δ≥20mm、坡口底间隙不小于5mm之结构钢带衬板的对接立焊、角接立焊、T接立焊；还可用于材料厚度δ≥20mm、坡口底间隙不小于5mm之结构钢带衬板的斜立焊、角接斜立焊、T接斜立焊。采用本法进行立向或斜立向焊接时，最佳焊接层厚不大于7mm，熔池最佳宽幅不大于25mm。

采用本发明CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊焊接工艺，可对最大厚度为130mm的结构钢钢板实施焊接。

下面参照附图，并通过具体实施例，进一步详细描述本发明的CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊焊接工艺，其中：

图1A和图1B是表示本发明CO气体保护半自动立焊和／或斜立焊焊接工艺所用压挑带转拖五字技法连续运焊示意图；

图2表示五字技法中压焊运焊示意图；

图3表示五字技法中挑焊运焊示意图；

图4表示五字技法中带焊运焊示意图；

图5表示五字技法中转焊运焊示意图；

图6表示五字技法中拖焊运焊示意图。

为保证焊缝质量，本发明的CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊方法除采用上述工艺参数外，还须配合依序使用下述焊接技法：

(1)压焊：在坡口侧7靠边缘处(如图1和2中的A处)下压焊枪口(即下压电弧)，使原保持水平状态的焊丝变成电弧低而焊丝出口处高约5-10°的向下倾角，并做0．5秒的短暂停留，以使自直边侧6延伸过来的熔池得以饱满，并保证填充金属与母材金属在坡口侧7的良好冶金化合；

(2)挑焊：紧接上述压焊动作，几乎仍在上述压焊动作的原处(即图1、2和3的A处)将枪口连带电弧偏向焊槽的直边，使焊丝与直边保持约为15°夹角，操作者迅速将枪口及电弧向上方做幅度为3．5-4mm轻而快速的斜向挑动，使熔池跃升约3．5-4mm的高度，并开始下一链的运焊；

(3)带焊：继熔池之跃升和跃升过程中焊丝已变成指向直边并形成15°夹角，操作者需保持焊缝层厚不大于6mm，焊波高约3．5mm匀速向直边侧6快速运焊(如图1和4中的A-B段)，形成窄而长的熔池。同时，电弧以从窄长熔池后缘超前10-15mm的前进幅度直抵直边侧6(如上述图中的C处)；

(4)转焊：随着上述“带枪”的动作，一旦电弧到达焊槽的直边侧6附近，操作者转动电弧，作直径约为5mm的“划圈”动作(如图1和4中的C-D段)，靠电弧搅动抵达直边的熔池，使焊口直边母材与填充金属充分熔合，既可消除直边侧6前层焊肉中可能隐存的缺陷，还使直边侧6焊肉始终饱满并高于坡口侧7约3-3．5mm，满足工艺需要。这一动作还能使焊丝常会存在弯曲的送丝管中形成的扭矩在导电咀出口处得以释放，从而可避免通常因焊丝扭转而可能发生的熔滴弹出危害；

(5)拖焊：完成转焊动作后，焊丝恢复水平状态，以焊丝与直边侧6成15°夹角的形式将电弧自焊槽直边侧6拖向焊槽的坡边侧7退焊，回到图1和5中的A处。此动作旨在借助电弧吹力延缓熔池向坡边侧7的奔涌。这一过程中，需连续使电弧被“后拉前送”(如图1中E处)，使逐渐凝固的金属的体积形成直边侧6大于坡边侧7。可满足立焊／斜立焊过程所应作到的焊槽直边侧6始终比坡边侧7高3-3．5mm，焊波均匀上升和边缘不出现低凹的技术要求，并能使每一焊波熔合线得到修正，最终得到每层每道焊肉厚度均匀、成形美观的焊缝面。

以此结束一个上升层焊缝的操作循环，并接续新一次相同顺序的焊接循环。

上述五种焊接技法须依序衔接，连贯实行，称为“五字技法”。

实施例一

(一)焊件检查

取二立焊试件，分别编号为1、2焊件。所述焊件材质(含主件1、2及附件(衬板5；引入板3、引出板4))均为A572-42W。所述试件规格：

焊件1、2(散件)：300mm×900mm×60mm

衬板5：8mm×60mm×1000mm

引入引出板3、4：8mm×65mm×50mm

(二)焊接要求、焊接设备、参数及工况

焊件组对后规格：610mm×900mm×60mm

焊件接头形式：对接

焊缝位置：垂直立焊

焊缝形式：单面V型坡口，根部背衬，根部间隙≥10mm

          焊缝总长度1000mm(含引入、引出部分各50mm)

          焊缝坡口角度α=30°

焊接材料：(1)焊丝-牌号YM-26；直径φ1．2

          (2)CO₂气体：纯度≥99．5％

焊接机／器具：(1)整流式多功能焊机

              (2)送丝机

              (3)气瓶

              (4)气体流量计

              (5)焊枪总成，及

              (6)控制线、气管、焊接电缆。

焊接环境：当日气象：多云；气温：29℃；风力：＜2级焊接围护：防风防雨围护。

(三)焊接工艺步骤：

(1)焊前检查：①坡口组对无错边，定位焊均在背部衬板与主件贴合处；②引入、引出板拼角与主焊缝形式相同，加长部分为50mm；③根部间隙均匀保持10mm；面缝宽度：A=44mm B=44mm符合工件组对要求。④坡口内外清洁，无污物、锈蚀，坡边切口整齐。

(2)焊接操作：

焊件加热：沿坡口两侧100mm纵向加温150℃；

首层焊接

①焊接参数选择如下：

焊丝极性：阳

电弧电压：20-23(V)(依现场条件，建议取小值)

焊接电流：180-200(A)(依现场条件，建议取小值)

焊丝伸出长度：30-35(mm)(依现场条件，建议取大值)

CO₂气体流量：55-60(L／min)(依现场条件，建议取大值)

层厚：不大于7(mm)

②工艺要求：将焊缝总长分为250mm(包括引出板)、300mm、450mm(包括引入板)三段，采取分段退焊方式实施焊接。

1)第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段每段始焊处应控制层厚不大于5mm、L≥40mm；

2)第Ⅰ段逐渐结束焊接时，必须将引出板部分按正式焊缝焊完；

3)第Ⅱ段与第Ⅰ段始焊段接合时，应按首层焊缝均匀，并不大于7mm的要求将第Ⅰ段始焊处约40mm长度，层厚仅5mm段重新熔焊，超厚部分采用碳弧气刨修去；

4)第Ⅲ段始焊处必须将引入板按正式焊缝施焊，与第Ⅱ段始焊处接合时焊接要求同3)；

5)本焊例为尽量满足焊接接头应均匀热胀冷缩的工艺要求，将焊缝分段退焊，作业中未能满足本技术续焊能力。

③首层焊接技法：首层焊接与第二层和第三层比较，焊缝截面积最小，本焊法由机械自动可连续不断地供给焊接所需的焊丝和气体。也正是由于这一特征，操作者须尽量适应CO₂气体保护半自动焊速度快的优点，并且由于CO₂焊枪在深而窄的坡口内很难片面运作，形成第一焊坡所需的时间又极短，本技术作用在垂直立焊的首层焊道，仅采用压焊、挑焊、转焊三种技法顺序加以循环即能完成焊接需要。

次层焊接

①焊接参数选择如下：

电弧电压：23-25(V)(依现场条件，建议取小值)

焊接电流：200-220(A)(依现场条件，建议取小值)

CO₂气体流量：45-55(L／min)(依现场条件，建议取大值)

焊丝伸出长度：25-30(mm)(依现场条件，建议取大值)

层厚：7(mm)

层间温度：150℃

②焊接工艺要求：将全焊道分为350mm(含引出板)、650mm(含引入板)两段退焊。

③操作技法：第二层的焊接比首层焊缝宽幅增加较小，操作技法仍如首层要求。

④操作要领：

1)保持层接温度约150℃；

2)电弧引入引出板均应按照正式焊缝施焊。重点保证引出段层厚不小于7mm，防止逐层逐道产生减缩引出处段焊缝；防止在收弧阶段匆忙熄弧，提早移开枪口，而形成气孔；

3)焊后清渣，剔除飞溅和雾状附着物。

第三层焊接

①焊接参数选择：

电弧电压：25-27(V)(依现场条件，建议取小值)

焊接电流：220-250(A)(依现场条件，建议量取小值)

焊丝伸出长度：25-30(mm)(依现场条件，建议取小值)

CO₂气体流量：45L-55(L／min)(依现场条件，建议取大值)

层间温度大于等于150℃

层厚小于等于7(mm)

②工艺要求：将全焊缝分为250mm(含引出板)、400mm、350mm(含引入板)三段，分段退焊。目的是与第二层焊缝接头处错升，并保持全焊缝温度均匀分布，接头处工艺方法仍如首次层要求。

③操作技法：本层焊缝宽度已适合自由运焊，并需为后续层道提供平整的层面。为避免出现首层及第二层CO₂气体保护半自动立焊缝焊接过程中易出现的坡边处焊肉薄弱，直边处焊肉易厚集，甚至出现焊缝不能平稳上升，以至于不得不停下来修整焊缝等焊接缺陷的发生，本层次必须按本发明所述五字技法的连贯顺序实施焊接。

以后各层次焊接的焊接参数的变化如表1，而且都应按前面五字技法的说明实施操作。

上述1、2焊件采用本发明方法及所述工艺参数要求焊接后，所得焊缝外观检查结果如表2：

表2                                       (长度单位：mm)

试件号	材料厚度δ	增高量	焊后缝宽	咬边深度	咬边总长	角形变
1	60	0-4	45-50	＜0.5	＜40	＜2°
2	60	0.5-3.5	46-51	＜0.5	＜40	＜2°

对上述1、2焊件采用本发明工艺焊接所得焊缝执行美国AWSDI1-1标准实施超声波检查，判定结果达最高质量等级D级标准。

对上述1、2焊件采用本发明工艺焊接所得焊缝经机械方法载取试样进行力学性能试验，结果均满足原材料力学性能指标。

实施例二

本实施例系在与上述实施例一相同条件下采用本发明方法施行的立焊焊接作业。给出本实施例的目的主要在于，将本发明的CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊焊接技术与相同焊件、同类焊接条件下的手工电弧焊技术做工效对比。

接头名称：B₂、B₃、

焊件及焊缝实施例：

焊件及附件(衬板及引入、引出板)材质：A572-50

焊件材料厚度：δ=85mm

焊缝位置：垂直立焊

焊缝长度：2450mm(含引入、引出板)

接头形式：双板双向对接

坡口形式：单面上型加背衬坡口角度：α=30°

底间隙：e=10mm

面间隙：b=54mm

焊接总长：766延长米

以B₂组双板双向对接立焊接头为对比一方，在它们的焊缝上采用本发明的CO₂气体保护焊半自动立焊技术作业。

以B₃组双板双向对接立焊接头为对比的另一方，在它们的焊缝上采用手工电弧焊立焊技术作业。

各自完成作业后，以接头为单位效果比较如下：

(1)CO₂气体保护半自动立焊作业组：

  投入到29KW／n整流弧焊机5台班；

  投入到0．6m³空气压缩机1台班；

  耗用φ1．2焊丝104．5kg；

  耗用氧气3瓶，乙炔气2瓶；

  耗用CO₂气体8瓶(每瓶4．4m³)；

  实耗人工：5工日；

  焊后现场清除焊接垃圾1kg。

(2)手工电弧焊立焊作业组；

  投入26KW／n直流弧焊机16台班；

  投入0．6m³空气压缩机1台班；

  消耗优质电弧条172kg；

  消耗氧气3瓶，乙炔气2瓶；

  实耗人工：16工日；

  焊后现场清除垃圾70kg。

上述工效对比结果证实，本对比组在同样工况条件下，对同样规格的接头采用CO₂气体保护焊半自动立焊技术作业，直接节约支出1850元(人民币)。实施例三(一)焊件检查

焊件代号：共计两组22B、23B焊件

接头类型：双板双向对接斜立焊接头

焊件及附件(衬板及引入、引出板)材质均为A572-42W

焊件厚度：δ=85mm

焊缝长度：1600mm加上引入引出板焊缝合50mm，合计1700mm

焊缝倾斜度：42°30′

坡口形式：单面V型；根部背衬

坡口角度：α=30°

根部间距：26mm-30mm

缝面间距：70mm-74mm

焊接总长：880延长米

本对接斜立焊接头处在钢结构建筑物结构复杂，焊接量高度集中，结构安装施工区段性处理安装误差的部位；多数节点装配间隙大于标准件安装间隙，接头组对存在错边现象，此类接头焊接拘束应力较大，易产生冷热裂纹。

对此类接头，若采用普通双向对称施焊的手工电弧焊作业，则易因焊速太慢，热量散失快，层间温度过低，根部焊缝与近面层焊缝温差较大，易形成裂纹。即便改进方法采用4人同组双向分段对称焊接，对于同类焊缝也仅是在一定程度上减少了上述类型质量事故的产生率，并且生产效率也较低。

经验证明：采用焊速快、易保持较高层间温度、焊接变形小的焊接方法处理此类具有较大拘束应力的焊缝，能够减少和避免类似质量事故。采用本发明的CO₂气体保护半自动斜立焊技术作业即有此效果。(二)焊接步骤如下：

1．完善防风防雨措施；

2．清理坡口内外锈蚀污物；

3．安装衬板；

本例特宽间隙焊缝采用与焊件材质相同，厚度为25mm，长1700mm，宽100mm的特制衬板。安装特别要求如下：

(1)清除衬板、氧化物、锈蚀、污物；

(2)清除焊缝背部氧化物、锈蚀、污物；

(3)沿焊缝直边背部加热，加热要求与正式焊接相同；

(4)定位采用手工电弧焊作业，焊条选用E5015碱性低氢焊条，焊条焊前按使用说明书认真烘焙；

(5)定位焊缝K=8mm、L≥50mm，每段间隔150mm；应予说明的是，定位焊焊缝仅允许在直边背侧进行。

4．实施焊接：

(1)沿直边外侧150mm范围纵向加热，加热温度＞150℃；

(2)参照本发明表1首层焊接参数在焊缝直边侧自根部向面缝遂道堆焊；

(3)堆焊作业不涉及坡口处；

(4)首道焊缝：层厚≤10mm，焊道宽幅≤15mm；

(5)操作方法：压、挑、带、转、拖；

(6)工艺要求：

  ①将全缝分为Ⅰ=400mm(含引出板)、Ⅱ=400mm、Ⅲ=500mm、Ⅳ=400mm(含引入板)共4段按分段退焊法焊接。每段始焊边L=50、焊丝厚不大于7mm、焊道宽幅≤10mm。

  ②分段接合处采用碳弧气刨方法处理成缓坡状。

  ③以后各道堆焊焊缝均采取分段退焊法焊接；各道接头处均采用碳弧气刨处理。各道接合处应相互交错50mm。

  ④全部堆焊作业距直边边沿5mm时采用碳弧气刨方法精修焊缝，清除坡口侧未焊衬板及坡面飞溅，雾状附着物、碳屑。

(7)封底焊(即首层焊接)：

  ①将清理整修后的焊缝直边侧、坡边侧同时加热到不低于150℃。

  ②焊接参数选择：见表1首层各参数

  ③操作方法：压、挑、带、转、拖。

  ④作业要点：

  1)将本层缝分为Ⅰ=300mm(含引出板)、Ⅱ=500mm、Ⅲ=900mm、(含引入板)共三段逐渐退焊，每段始焊处层厚不大于5mm、长度不小于50mm，后一段与前段接合时将前一段始焊处50mm重新熔焊，重焊处层厚不小于7mm。

  2)本层焊缝应发挥CO₂气体保护半自动焊、电流变化微小、送丝送气过程均可由装配在焊枪上的指压开关任意控制的优势，连续操作，保持最少接头。

使用本发明CO₂气体保护半自动斜立焊技术所得首层焊缝，边缘熔合良好，中部稍凸，焊波均匀，波间距离稍粗(约为5mm)。(8)第二层焊接：

第二层焊缝适合五字技法的从容运用，操作者无紧迫感觉。

焊接参数：见表1第二层各参数

作业要领：分段退焊，接头处与前层交错约50mm，其它部分连续

          不停顿完成每段焊接。

          全缝完成后，快速清渣。

          本层次采用五字技法操作的焊缝，接头仅两处，与

          手工电弧焊相比，接头数之比为1／15，边缘饱满，中

          间稍凹，焊波均匀，波间距约4mm。(9)第三层焊接：

焊接参数见表1第三层。

本发明CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊技术，主要使用的设备具有远距离作业手控功能，电压电流的调节由专用控制线引至操作者身侧，改变电压电流的过程仅需1秒钟即可完成，对于长度大于5米的直线焊缝、弯曲焊缝、回转焊缝可右向焊、可左向焊、可反复焊。

本层次缝宽已完全能够将上述半自动焊技术优势发挥。

本发明的五字技法由于焊枪能自由运作，得以更准确使用，层厚也易控制在约7mm，宽幅为18-20mm。焊缝边缘饱满无凹陷，中间稍凹，焊波呈一字状，波间距离约为3．5mm。全缝仅两处接头，与手工电弧焊接头数之比为40∶2。(10)以后各层：

焊接参数选择见表1以后各层参数值。

第三层以后的各层，焊缝渐宽，当宽幅大于25mm时，仍采用单层焊，则易使焊缝局部温度升高，层厚难以控制在不大于7mm。改用多层多道焊法，焊接参数选用表1首层和第二层电弧电压值、焊接电流值。焊丝伸出长度选用25-30mm，CO₂气体流量选用45-50L／min，操作技法如前述。(11)面层焊接：

1)焊接参数选择：首层各参数之小值，焊丝伸出长度选用20-25mm，CO₂气体流量选用50-55L／min。

2)操作技法如前述。

3)层道排列：面层焊接自直边作首道焊接，末道焊缝安排在坡边侧。

4)工艺要领：首道焊缝将全缝长度分为400mm、500mm、400mm、400mm共四段分段退焊。始焊处层厚小于5mm、L≤30mm、宽幅小于15mm，后段与前段接合处快速深熔，层厚不小于7mm、宽幅约为20mm。第二道焊缝全缝长度分为450mm、450mm、450mm、350mm共4段分段退焊。始焊处要求与前道相同，本道焊缝与第一道熔合处叠合1／3宽幅，第三道与第二道要求相同，仅分段接头处交错50mm，最末道焊缝，全长焊缝分为400mm、300mm、300mm、300mm、400mm五段分段退焊，分段接头接合处焊接要求于前道相同，道间熔合与前道要求相同，末道焊缝层厚不大于7mm、宽幅20mm。全组接头焊后后热，后热范围；沿焊缝边沿各100mm纵向加热。后热温度200℃。石棉布保温。

22B、23B两组斜立焊接头，24小时后自检：

面缝余高：0．5-4mm

面缝宽：71-76mm

执行美国AWSD1-1规范，焊缝经超声波检验：22B、23B两组斜立焊接头均达D级标准。质量优良。

72小时后超声波复检：22B、23B两组斜立焊接头仍达D级标准，质量优良。

Claims (11)

1．一种CO₂气体保护半自动立焊和／或斜立焊钢板焊接工艺，它包括以下步骤：

对焊件(母材)进行常规焊前检查，并进行环境维护和设备调试；

进行焊件组对及焊件除渣，并点固衬板和引入、引出板；

进行模拟试焊，检查、核对并调整立焊／斜立焊焊接参数；

对焊件执行焊前加热规范；

按本法的立焊／斜立焊焊接参数和操作技法进行焊接，其中采用焊丝送丝及CO₂保护气体的自动供送；

对焊接接头按规程进行焊后热处理；

对厚板及超厚板进行焊缝及焊件保温；

其特征在于：

所述的焊接参数如下：使用牌号为YM-26、直径为1．2mm的焊丝，首层焊接电弧电压不大于23V，焊接电流须不大于200A，焊丝伸出长度在30-35mm之间，所用CO₂气体流量不小于55L／min；第二焊层的焊接电弧电压为23-25V，焊接电流采用200-220A，焊丝伸出长度控制在25-30mm，CO₂气体流量控制在45-55L／min间；第三焊层相应各参数分别为：电弧电压为25-27V，焊接电流220-250A，焊丝伸出长度25-30mm，CO₂气体流量45-55L／min；以后各焊层应分道焊接，相应参数分别为：电弧电压为25-27V，焊接电流220-250A，焊丝伸出长度20-25mm，CO₂气体流量35-45L／min；

所述焊接技法依序包括：

(1)压焊：在坡口侧靠边缘处下压电弧，使焊丝成为电弧低而焊丝出口处高约5-10°的向下倾角，并做0．5秒的短暂停留；

(2)挑焊：紧接压焊动作，在所述压焊动作的结束处将电弧偏向焊槽的直边，使焊丝与直边保持约为15°夹角，迅速将电弧向上方做幅度为3．5-4mm的快速的斜向挑动；

(3)带焊：继熔池之跃升随之以保持焊缝层厚不大于6mm，焊波高约3．5mm匀速向直边侧快速运焊；

(4)转焊：随着所述带焊的动作，一旦电弧到达焊槽的直边侧附近，操作者转动电弧，作直径不超过5mm的“划圈”动作；(5)拖焊：完成转焊动作后，仍以焊丝与直边侧成15°夹角的形式将电弧自焊槽直边侧拖向焊槽的坡边侧退焊，回到前述压焊处。

2．一种如权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于：所述被焊工件材料厚度为δ=25-130mm。

3．一种如权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于：所述被焊工件坡口角度为α=30°。

4．一种如权利要求3所述的焊接工艺，其特征在于：所述焊缝的底间隙为C≥10mm。

5．一种如权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于：所述被焊工件焊缝长度为L=300-2500mm。

6．一种如权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于：所述被焊工件和附件为15MnV、16Mn、15MnNR、A36、A572-42W或A572-50中的一种。

7．一种如权利要求6所述的焊接工艺，其特征在于：所述附件包括衬板、引入板和引出板。

8．一种如权利要求1至7任一项所述的焊接工艺，其特征在于：该工艺所需焊接环境为禁雨，风速小于2m／s。

9．一种如权利要求1至7任一项所述的焊接工艺，其特征在于：该工艺所需焊接环境为相对湿度小于70％。

10．一种如权利要求1至7任一项所述的焊接工艺，其特征在于：所述被焊接工件为厚板或超厚板。

11．一种如权利要求10所述的焊接工艺，其特征在于：所述超厚板为厚度130mm的钢板。

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