【埋弧焊焊接参数选择标准】埋弧焊焊接参数.docx
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1、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
2、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,
3、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
4、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
5、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
6、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 150m
7、m;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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、“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
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