【埋弧焊焊接参数选择标准】埋弧焊焊接参数.docx

本标准所引用的技术标准与标准分为“执行技术标准与标准”和“参考技术标准与标准”两局部。2.1 执行技术标准与标准2.1.1 gb50205-2023 钢构造工程施工及验收标准 2.1.2 gb986-88 埋弧焊焊缝坡口的根本形式和尺寸2.1.3 jgj81-2023建筑钢构造焊接技术规程2.1.4 gb50205-2023 钢构造工程施工质量验收标准 2.1.5 gb5293 碳素钢埋弧焊用焊剂 2.2 参考技术标准与标准 2.2.1 钢构造制作安装手册2.2.2 建筑钢构造施工手册 2.2.3 焊接手册2.2.4 钢构造工程施工工艺标准三局部：埋弧自动焊接技术3.1 焊接原理：焊接电弧是在焊剂层下的焊丝与母材之间产生，电弧热使其四周的母材、焊丝和焊剂熔化以致局部蒸发，金属和焊剂的蒸发气体形成一个气泡，电弧就在这个气泡内燃烧。气泡上部被一层熔化了的焊剂熔渣构成的外膜所包围，这层外膜以及掩盖在上面的未熔化的焊剂共同对焊接起隔离空气、绝热、和屏蔽光辐射作用。焊丝熔化的熔滴落下与已局部熔化的母材混合而构成金属熔池，局部熔渣因密度小而浮在熔池外表。随着焊丝向前移动，电弧力将熔池中熔化金属推向熔池前方，在随后的冷却过程中，这局部熔化金属凝固成焊缝。熔渣凝固成渣壳，掩盖在焊缝金属外表上。在焊接过程中，熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，还与熔化金属发生冶金反响如脱氧、去杂质、渗合金等，从而影响焊缝金属的化学成分。 3.2 埋弧焊焊接施工工艺流程3.3 焊前预备工作 3.3.1 焊剂及焊丝的选择依据目前钢构造的钢材类型，常用埋弧焊丝和焊剂的选择如下表： 表 3.1类别适用母材焊丝牌号焊剂牌号备注低碳钢 薄板不开坡口对接q345sj101、hj431 中厚板开坡口对接 s=340mpa 级低合金钢3.3.2 焊接材料的保管和使用3.3.2.1 焊剂的烘焙埋弧焊用焊剂的烘焙温度如下表： 表 3.2 焊剂类型烘陪温度 烘焙时间h 约 1 约 1熔炼焊剂烧结焊剂 3.3.2.2 焊剂的保存焊接低碳钢的熔炼焊剂在使用中放置时间不超过 24h ；焊接低合金钢的熔炼焊剂在使用中放置时间不超过 8h ；烧结焊剂经高温烘焙后，应转入 100150的低温保温箱中存放，从保温箱中取出时间不超过4h 。 3.3.2.3 焊剂的领用和使用焊接所用的埋弧焊焊剂必需在二级库领取；埋弧焊过程中，未熔化的焊剂可以反复使用，但一般不超过 10 次。 3.3.3 埋弧自动焊焊接方式的选择依据工厂的设备状况，埋弧自动焊主要有小车式埋弧自动焊和门型埋弧自动焊， 依据产品类型的不同选择相应的焊接方式，通常钢板的拼接承受小车式埋弧自动焊，箱型梁柱、工字梁柱等工件承受门型埋弧自动焊。 3.3.4 焊接前对设备的检查焊接前，先检查整个焊接系统的设备和工具全部运转正常，并确保安全的条件下才能运行，而且在焊接过程中应留意保持。主要检验指标如下：a. 焊接的电压电流表和焊接速度调整钮上的刻度，应与焊接速度与刻度关系曲线相对应；b. 焊剂要完全掩盖熔池，不能露出弧光；c. 机体行走平稳，使用轨道时要保证平直和无振动； d.焊丝传送正常，无时快时慢现象； e.焊咀的角度和位置准确。 3.3.5 埋弧自动焊坡口的制备依据钢板厚度和技术要求制备坡口，坡口尺寸符合工艺标准，要求使用半自动切割坡口。坡口加工完毕后，应对坡口面及四周 50mm 的范围内进展打磨，去除铁锈、氧化皮及焊点等杂物。 3.3.6 组装和定位焊 3.3.6.1 接头的组装接头的组装是指组合件或者分组件的装配，它直接影响焊缝质量、强度和变形。应严格把握错边和间隙的允差，参照下表、表 3.3当消灭局部间隙过大时，可用性能相近的电弧焊进展修补。不允许任凭塞入金属垫片或焊条头。 3.3.6.2 定位焊定位焊是为了装配和固定焊件接头的位置而进展的焊接。使用与母材性能相近而抗裂性能好的焊条。定位焊焊缝尺寸要求如下表： 表 34 焊脚尺寸mm 焊缝长度mm 焊缝间距mm 备注3.3.7 引弧板和引出板通常始焊和终焊处最易产生焊接缺陷，例如焊瘤、弧坑等，避开这些缺陷落在接头的始末端，从而保证焊缝质量均匀。引弧板材质应与母材一样，其坡口尺寸外形也应与母材一样。埋弧焊焊缝引出长度应大于 60mm，其引弧、引出板的板宽不小于 100mm，长度不小于 150mm；引弧板及熄弧板的设置形式及点焊位置如下示意图所示：3.3.8 埋弧焊的焊接衬垫和打底焊焊接衬垫是为了防止烧穿，保证接头根部焊透和焊缝反面成形。垫板的厚度视母材的板厚而定，一般在 510mm 之间，其宽度在 2050mm 之间。打底焊就是焊接有坡口的接头时，在接头根部焊接的第一条焊道。其目的是使埋弧焊能焊透而不至于烧穿。埋弧自动焊接的打底焊可以承受手工电弧焊和 co2 气体保护焊，焊条和焊丝的选择要与母材相匹配，焊完打底焊道后，须打磨或刨削接头根部，以保证在无缺陷的清洁金属上熔敷第一道正面埋弧焊缝。 3.4 埋弧焊焊接标准的选择 3.4.1 焊接标准与焊缝外形的关系焊接标准是打算焊缝截面外形的重要参数，也是把握焊缝质量的重要手段。焊接标准参数主要是指焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径和送丝速度等。所谓焊缝截面外形，一般是指对接焊缝宽度b 、熔透深度h 和余高e ；角接焊缝的焊脚k 、喉深h 、凹凸度c 和下陷等见图 31：图 31 焊缝截面外形 3.4.1.1 焊接电流对焊缝外形的影响焊接电流是打算熔深的主要参数，一般状况下，电流越大，熔深越深。随着电流的增加，由于电弧潜入熔池的深度增加，使电弧缩短，电弧摇摆力气减弱，因此，这时熔宽增加不明显，假设连续增加电流，电弧产生的热量大，焊丝熔化量增加，这时，熔深反倒不再增加。当焊接电流较高时，由于熔深增大，熔宽变化不大，这时焊缝截面的外形系数变小，这样的焊缝结晶方向不利于气体和杂质上浮逸出，简洁产生气孔、夹渣和裂纹，为了改善这一状况，在增加焊接电流的同时， 还必需相应的提高电弧电压，以利于得到较为适宜的焊缝外形。 当承受直流电源时，由于电弧较为稳定，电弧对母材的加热较为集中，因此，其熔深在承受一样电流值的状况下比沟通电源要深，另外，在直流电源时承受反极性工件接负 接法要比正极性接法要深，它与手工电弧焊时相反。 焊接电流对焊缝截面外形的影响规律见图 3-2b 焊缝宽度 ； h 焊缝深度； e 余高；i 电流 图 32 焊接电流对焊缝截面外形的影响3.4.1.2 电弧电压对焊缝外形的影响随着电弧电压的增加，焊缝的宽度将明显增加，而熔深和余高则有所下降。电弧电压的增加，实际上就是电弧长度的增加，这样母材加热面积增加，从而焊缝的熔宽也增加。当电弧拉长后，焊剂的熔化量也会相应的增加，而焊缝余高和熔深反而会有所减小，因此，单一的过份增加电弧电压，简洁造成未焊透，焊播粗糙， 脱渣困难，严峻时还会造成焊缝咬边。电弧电压对焊缝宽度、熔深和余高的影响规律见图 3b 焊缝宽度 ; h焊缝深度; e余高; v电弧电压图 33 电弧电压对焊缝截面的影响 3.4.1.3 焊接速度的影响增加焊接速度时，焊缝的线能量将减小，焊缝宽度明显变窄，而余高则稍有增加。当焊接速度过快时如每小时超过 40 米左右，由于电弧对母材加热时间缩短，故熔深会渐渐减小。不适当的提高焊接速度，有发生母材未焊透和边缘未熔合的危急，但适当的提高焊接速度，对减小焊接变形是有利的。 焊接速度与熔深, 熔宽的关系见图 34：b 焊缝宽度；h 焊缝深度；vc 焊接速度米/小时 图 34 焊接速度与熔深、熔宽的关系3.4.1.4 焊丝直径的影响随着焊丝直径的减小，电流密度则增加，母材的熔深增大，成形系数提高，因此生产效率也将随之提高。由于增加了熔深，因此可以降低对母材的开槽要求，这样不但可以节约人工和焊丝消耗量，同时，还可节约电能和减小工件变形。焊丝直径与电流密度，熔深的关系见表： 表 3.5 焊丝直径电流与电流密度mm 4.8焊接电流a 电流密度a/mm2 熔透深度焊接电流应在规定的范围内，不能为增大熔深过分的增加电流。埋弧自动焊焊丝直径与电流、电压的范围见表 36： 表 3.6焊丝直径mm 电流范围a 电压范围v 电弧电压要与焊接电流相匹配， 承受4.8mm 焊丝时，电弧电压与焊接电流的协作关系可参考下表：焊接电流a 电弧电压v 3.4.1.5 焊剂类型和颗粒度的影响：目前常用的焊剂有熔炼型焊剂和烧结型焊剂二类，由于前者的熔点低于后者，因此在一样焊接标准参数下，前者的熔深也低于后者。由于烧结型焊剂的熔点高， 因此焊剂的消耗量应相应的削减，焊缝成型和脱渣性比熔炼焊剂要好，但烧结型焊剂的吸潮性比较强，所以在使用过程中应严格执行焊剂烘培制度。此外，焊剂的颗粒度越细，焊件的熔透深度也相应增加。 3.4.1.6 焊丝伸出长度的影响：焊丝伸出长度增加，焊丝产生的电阻热便随之增加，焊丝被预热，熔化速度加快， 熔深和熔合比将稍有减小。当电流密度较大时，焊丝伸出长度的影响更为明显。3.4.7 焊丝和工件倾斜度的影响焊丝倾斜角越大，则焊缝宽度增加，而熔深及余高减小，假设焊丝顺焊接方向倾斜， 则焊件熔深增加，而逆焊接方向倾斜，焊件的熔深会减小。在焊接有斜坡的焊件时，顺斜坡方向向上的焊缝余高呈凸型，而逆斜坡方向向下焊接的焊缝余高趋于凹型。 3.4.1.8 焊剂的堆放高度焊接时，焊剂的堆放高度对焊接熔池外表的压力成正比。焊剂堆放过高，焊缝外表波浪粗大，凹凸不平，有“麻点”。一般使用玻璃状焊剂的堆放高度以2545mm 为佳，高速焊时宜堆放低些，但不能太低，否则电弧外露，焊缝外表变得粗糙。3.4.1.9 工件间隙和定位焊的影响工件的间隙大小，对熔深的影响明显，间隙越大，熔深也越深，所以，过大的间隙会造成焊穿。在封底焊时由于无间隙，假设标准选择不当，焊缝的余高过凸，这也是不允许的。定位焊的焊脚大小，对角焊缝的成型将产生影响，假设焊接标准选择不当，在主焊缝上便会凸现定位焊缝的痕迹，影响焊缝的外型，因此，假设定位焊缝焊后需要掩盖埋弧焊的焊件，定位焊脚的尺寸应把握在 45mm。在进展箱型柱梁的焊接时，对于坡口焊缝在进展气保焊打底埋弧焊盖面时， 应留意气保焊打底的质量，气保焊焊缝不应超过焊缝的坡口面。 3.5 埋弧焊焊接参考标准 3.5.1h 型钢船型位置自动埋弧焊 焊脚高度6 8 10 12 14间 隙 1 1 1 1 1 电源极性反 反 反 反 反焊丝直径mm电流a电压v速度m/h伸出长度mm500-550550-600550-600600-650650-7003.5.2 厚板h 型钢船型位置自动埋弧焊：焊件的坡口形式在考虑施焊和坡口加工条件下，尽量减小焊接变形，提高劳动生产率，降低本钱，通常在坡口形式的选择上主要按以下坡口形式进展选择：在焊接工艺上主要实行气保焊打底，埋弧自动焊填充及盖面，在船形位置施焊， 过程中应着重留意以下几点：. 焊接挨次应为：大坡口面打底焊一道，打底厚度依据板厚为 10-20mm ；反面碳弧气刨清根后，打底焊一道，打底厚度依据板厚为15-30mm ，然后，填充、盖面；翻身后进展正面焊缝的填充、盖面。. 在具体的施焊过程中，依据实际焊缝的高度、构件的变样子况，加强构件翻身的次数，防止扭曲变形。箱型柱梁坡口平焊单丝埋弧焊 序号板厚焊道焊丝直径mm 4.8mm 4.8mm电 流 a 630670650700电 压 v速 度 出长度m/h mm 盖面 盖面填充层盖面层4.8mm 4.8mm 700750650700箱型柱梁坡口平焊双丝埋弧焊 序号板厚 电源极性电极dc ac dc ac焊丝直径电 流 mm a 4.8mm 6507504.8mm 7008004.8mm 650-7504.8mm 700-800电 压v速 度 m/h mm30 反60 反坡口形式及焊缝成型标准要求如下： 第四局部：埋弧自动焊质量把握4.1 焊接过程中，应随时留意观看影响焊缝质量的因素，保证焊接的连续性，如在零件加工、接缝组对和焊接过程中均应严格执行工艺要求，否则就会产生一系列不符合工艺要求的生产预备和焊接缺陷。4.2 当焊接零件及组对工艺不符合要求时：要获得一条合格的埋弧自动焊缝，首先要保证零件加工及其组对到达工艺要求， 如焊件的坡口角度过大或过小，前者将造成工件的过度的角变形，后者将会造成未焊透等缺陷，因此，坡口加工必需符合设计要求；工件在装配时发生位移，或间隙过大，前者将造成焊接接头受力状态的转变，后者简洁造成焊穿或焊缝下陷；焊接部位附锈、附有水、油等杂物，也是造成焊缝气孔的重要缘由，因此，在组对时必需去除干净。 4.3 焊缝尺寸不符合要求一条合格的焊缝，必需符合设计规定的尺寸要求，如熔宽、余高或焊脚、角焊缝的凹度等，由于熔宽过窄，焊缝下陷，角焊缝不等边和凹陷过多，均有损于焊缝强度，影响构造的安全性。因此，每一条焊缝的外形尺寸，必需要到达设计规定的有效尺寸。为了防止上述缺陷的产生，首先要确保组对接缝的正确，并有合格的定位焊缝，在此根底上正确选择焊接标准，调整好自动焊机行走方向的指示针和焊丝与工件的相对夹角，同时，在焊接过程中还应随时调整好电弧的位置，以免发生偏焊。4.4 气孔和气纹斑气孔和气纹是埋弧焊最常见的一种缺陷。存在于焊缝内部或外表的孔洞称为气孔， 而分散在焊缝外表无光泽的平行条纹或斑点，一般称为气纹或气斑。这些缺陷的产生缘由都是熔池中的气体在焊缝凝固时逸出不及或保护不良所致，常见的缘由 如：a. 工件外表有锈或带水、油等杂物。 b. 焊剂湿度太高，烘培不到位。 c. 使用带锈斑或油污的焊丝。 d. 电弧电压或网路电压不稳定。 e. 工件装配间隙不均匀造成电弧不稳定。 f. 掩盖于电弧的焊剂层太薄，使空气进入熔池。 g. 空气湿度过高或工件外表沾有露水等。要防止气孔或气纹斑的发生，就要针对上述缘由，去除会在熔池中产生过量的气体的根源和防止由于电弧不稳定等缘由使空气侵入熔池。 4.5 弧坑和熔坑焊缝熄弧后在尾端留下的下弦小坑称为弧坑，假设这种小坑不在焊缝的熄弧端，则称为熔坑。弧坑的产生缘由是由于熄弧过快，没有分两步按下“停顿”按钮，使弧坑还送入足够的填充焊丝时即已凝固。防止弧坑的发生应在熄弧时分两步按下“停顿”按钮，并在每条焊缝的两端按装引出板。工件的局部间隙过大，常会产生熔坑或焊穿，因此，如消灭局部间隙过大的部位， 应先进展补焊，以防发生熔坑或焊穿。弧坑常是诱发弧坑裂纹的根源，因此一旦消灭弧坑必需赐予补焊。 4.6 未焊透未焊透是埋弧焊中最危急的缺陷之一，由于这种缺陷都发生在焊缝内部，一般不通过无损探伤检查，很难觉察这种缺陷。未焊透的产生缘由，最主要的是标准选择不当，如焊接电流过小，焊接速度过快，另外假设工件坡口角度太小，钝边过大， 工艺间隙太小，以及焊丝未对准焊缝，特别是封底焊缝焊偏时更易产生未焊透。因此，防止未焊透的最有效的方法是：应依据焊接工艺评定试验时所确定的焊接参数进展操作，并要求使用指示针，保证不偏焊。 4.7 咬边咬边也称咬口，是由于电弧将焊缝边缘熔化后，而没有准时得到熔化金属的补充所留下的缺口，可能是局部的，也可能是连续的；过深的咬边是不允许残留的， 应赐予焊补，产生咬边的缘由是焊接速度过高或电流过大，在角焊时，由于焊丝的位置调整不当也会发生咬边。因此，防止咬边的主要措施是要选择适宜的焊接电流和焊接速度，调整好焊丝的位置，焊接开头后应准时检查焊缝是否存在咬边，假设消灭咬边应准时调整焊接标准或焊丝所处的位置。 4.8 夹渣夹渣是指焊缝内部夹入的非金属夹杂物，特别是在多层焊时由于焊渣去除不彻底， 是焊缝造成夹渣的主要缘由，使用熔渣比重过大的焊剂，也简洁发生焊缝夹渣。在坡口中小电流的焊接时也可能发生夹渣，因此正确的选用焊接标准，多层焊时彻底去除焊渣，是防止焊缝夹渣的主要措施。 4.9 裂纹裂纹是焊接构造中不允许存在的一种缺陷，造成焊缝裂纹的缘由有冶金因素，也有工艺因素，主要的缘由有：a. 焊件或焊丝中硫、磷含量超标。b. 焊接构造中应力过大，超过焊缝的极限强度。 c. 焊件含碳量过高，热影响区被脆化。 d. 焊件刚性固定过度无收缩的余地。e. 没有预热措施的状况下在低温环境中进展焊接。 f. 由焊缝内部锐利的缺陷诱发裂纹。g. 在多条焊缝交接处，由多向应力叠加造成裂纹。 h. 焊接挨次不当，造成强大的收缩应力所致。因此，要防止裂纹的产生，首先要正确的选用焊接材料，通过工艺评定试验，合理选择焊接标准包括焊接标准、焊前预热，焊后缓冷等，设定合理的焊接挨次，在低温环境下焊接要选择适宜的预热或缓冷措施。 常见的焊接缺陷和防止措施如下表 41 所示：焊接缺陷和防止措施 表 41 缺陷 裂纹产生缘由1、焊丝和焊剂匹配不当防止措施1、选协作适的焊丝和焊剂2、焊接区快速冷却3、由于收缩应力过大产生打底焊裂纹 4、母材的约束过大，焊接程序不当 5、焊缝外形不当。梨状焊缝产生裂纹 6、冷却方法不当7、由于沸腾钢产生的硫致裂纹 1、焊接速度过快咬边2、衬垫不当 3、电流和电压不当 4、焊丝位子不当 1、焊接电流过大焊瘤2、焊接速度太慢 3、焊接电压太低1、母材倾斜于焊接方向致使熔渣超前 2、多层焊时焊丝过于靠近坡口侧夹渣3、在接头的连接出焊接时易产生夹渣 4、多层焊时电流太低，熔渣没有完全消退5、焊接速度太慢，熔渣超前 1、接头上粘有油锈等其他有机物气孔2、焊剂受潮 3、焊丝生锈 4、焊剂中混有杂质焊缝外表粗糙1、焊剂散布位子不当 2、焊剂粒度选择不当1、破口外表有油、锈、油漆等杂质 2、焊剂受潮2、增加焊接电流，降低焊接速度 3、增加打底焊道的宽度 4、制定合理的焊接工艺和挨次 5、降低焊接电流和增加焊接电压 6、进展焊后热处理 7、选择匹配的焊丝和焊剂 1、选择适当的焊接速度 2、认真安装衬垫板3、调整电压和电流使之协作适当 4、调整焊丝位子 1、降低电流 2、增大焊接速度 3、调整电压1、把母材位子水平放置2、焊丝距坡口侧的距离至少要大于焊丝直径3、应使连接接头厚度和坡口外形与母材一样4、增大电流，使没有被完全去除的熔渣熔化5、增加电流和焊接速度1、焊接前对接头和坡口进展清理 2、按规定要求烘干焊剂 3、检查焊丝是否生锈 4、回收时要留意避开混入杂质 1、调整焊剂散布高度2、选择与焊接电流匹配的焊剂粒度 1、焊接之前进展清理 2、按规定要求烘焙焊剂鱼骨状裂纹第五局部：埋弧自动焊焊接质量自检标准5.1 焊接完毕后，焊工必需对焊缝的外观质量进展自检，假设觉察有超出标准规定缺陷应准时修补，焊后打磨平坦、光顺，消灭重大质量事故要准时与质量科、工艺科汇报。5.2 焊接完毕后，应在焊接件上注明工程名称、操作者和所属班组。5.3 焊接后零件的外观质量应作为常规工程进展检查，如焊接后焊件的外形尺寸、表面气孔、裂纹、夹渣、未焊满和咬边等。 焊缝外观质量应符合以下规定：a、一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边、接头不良，一级焊缝和二级焊缝不得存在外表气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷b、二级焊缝的外观质量除应符合a 条款要求外，应满足下表规定； c、三级焊缝的外观质量应符合表 52 规定。表 7.1表 7.1 续表 7.2表 7.3第六局部：埋弧焊使用的留意事项 1 、按外部接线图正确接线，并留意网络电压与焊机名牌电压相等，电源要加接地线。 2 、焊接电源三相把握进线有相序关系，接线时应保证风扇为上吹风。 3 、必需常常检查焊机的绝缘电阻，与电网有联系之线路及线圈应不低于 0.5 兆欧姆，与电网无联系的线圈及线路应不低于 0.2 兆欧姆。 4 、多芯电缆必需留意接头不能松动，避开接触不良影响焊接动作，并留意此电缆不能常常重复抽曲，以免内部导线折断。 5 、焊机允许在海拔高度不超过 1000 米，四周介质温度不超过 +40ºc。空气相对湿度不超过 85% 的场合使用。 6 、焊机在装运和安装过程中，切忌振动，以免影响工作性能。 7 、焊机的安置应使焊机反面具有足够的空间，以供焊机通风，此空间不小于 0.5 米长。 8 、定期检查和更换焊车与送丝机构的减速箱内润滑油脂，定期检查焊丝输送滚轮与进给轮，如有磨损，需按易损件附图制造更换。 9 、在焊接电流回路内各接点，如焊丝与工件的电缆接头导电嘴与焊丝等必需保证接触良好，否则会造成电弧不稳，影响焊缝质量与外形。 10 、在网路电压波动大而频繁的场合，需考虑用专线供电，以确保焊缝质量。 11 、焊机及机头不能受雨水或腐蚀惦气体的侵袭腐蚀，也不能在温度很高的环境中使用，以免电气元件受潮或腐烂或引起变值或损坏，影响运行性能。 12 、在焊机工作时必需留意：在工作时，焊机必需依据相应的负载持续率使用。 应常常保持焊机清洁，延长焊机寿命。焊机虽试下降特性类型焊机，但大电流工作时，其短路电流值仍较大，假设长时间短路亦将会使变压器、电抗器烧坏，所以使用时应尽可能避开大电流工作时消灭短路现象。焊接 参数 选择 标准 埋弧焊 埋弧焊电流电压参数 埋弧焊 6mm 板焊接参数