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摘要:半自动CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺是一种高效的焊接方法。它是采用普通焊材,在对工件开坡口并进行组装定位焊,按焊接的不同位置,采用不同的手法对坡口进行焊接,达到单面焊,双面成形的效果。
关键词:CO2气体;单面焊;半自动;陶瓷衬
1、前言
半自动CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺是一种高效的焊接方法。它是采用普通焊材,在对工件开坡口并进行组装定位焊,按焊接的不同位置,采用不同的手法对坡口进行焊接,达到单面焊,双面成形的效果。这种方法主要适用于板材对接接头,管管对接接头等,随着陶瓷衬垫焊接技术的开发与不断成熟,陶瓷衬垫作为焊接的辅助材料被广泛应用到非标设备制作、结构焊接和造船业的焊接作业中。在实际的非标罐体制作过程中,存在大量的板材对接焊,以往的传统工艺正面打底、填料、盖面,反面气刨清根并用磨光机打磨清根后在进行焊接,我们采用陶瓷衬垫焊接后采用单面焊一次成形,省去了诸多工作,焊接效率大大提高。
2、技术特点
半自动CO2气体保护焊单面焊双面成型工艺它具有如下特点:
高效率 由于避免了清根、打磨、仰焊及工件翻身等,所以提高了劳动生产的效率。
高质量 焊接操作难度降低,较为容易获得高质量的焊缝,最大限度的减少了人为因素的影响,使得焊接质量统一性提高。
成本低 减少了部分工序及焊接量,节省了材料,电力、人力等。
低劳动强度 取消了清根、打磨仰焊等工序,可以节省若干劳动力。
鉴于单面焊接双面成形的焊接工艺存在以上诸多优点,在造船业上已越来越得到普及应用。为了推广应用单面焊双面成型工艺,提高我公司的非标设备焊接高效率化、降低施工成本,编制本施工工艺,以便于在今后的焊接作业中得以推广及应用。
3、焊接工艺:
3.1为了达到高效焊接的目的,在装配的过程中,装配间隙尽可能满足下限值,减少焊逢金属的熔敷量。坡口面的朝口原则上由分段建造工艺确定,坡口尽量设在方便施焊的一侧。为了方便现场加工,保证坡口角度的准确,经过换算,表1—1给出了板厚与坡口宽度的关系值,供参考选择。
3.2 坡口的加工
坡口的加工应采用半自动火焰切割及机械加工。如果使用手工(乙炔焰)切割,必须采用靠模,保证坡口的光顺,不允许坡口面有突变的凹口或毛边。凹口或毛边严重时(凹口深度大于0.5㎜),必须进行打磨处理。打磨区域:整个坡口面,并在两侧延伸15㎜。焊接前,坡口面及两侧100㎜范围内不允许含有氧化物、油漆、水、锈污等杂质。清除的方法可用砂轮磨,火焰烘靠,以及用钢丝刷清理等。
3.3 焊接材料及设备
3.3.1、焊丝
CO2气体保护焊的焊丝包括实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝成本低,而且焊接过程中不需要清渣。应加大实芯焊丝的使用比例,以降低建造成本。药芯焊丝的特点是焊接电弧比较温和,容易掌握,飞溅少,表面成型光滑,抗风力好,但易挥发有毒烟尘且成本高。通常,分段大合拢焊缝、重要结构的承重焊缝以及低合金钢和高强度钢的焊接,宜采用药芯焊丝。目前,所采用的级别均为3Y级,对碳素钢、低合金钢和高强度钢都适用。焊接前,焊丝须按照产品说明书进行保存和烘干处理。
3.3.2、CO2气体
它是CO2气体保护焊中最重要的材料,焊缝质量很大程度上依赖于它的保护效果。它犹如焊条的药皮,在焊接过程中,形成对熔池的保护氛围。正常焊接一般要求CO2气体的纯度≥99.7%,含水量不超过0.005%(质量)。对于瓶装气体,使用过的CO2气体,必须保证瓶内留有10—15公斤余气的压力,并要求气瓶阀门无漏气现象,保证空瓶不被大气污染。焊接过程中,要求CO2气体应有足够的流量并保持层流,气流需有一定的挺度,不能是软而无力的紊流。这就要求焊工严格按气体流量计调整,并保证气体无泄漏现象,同时应及时清除附在导电嘴和喷嘴上的非溅物,确保良好的保护效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在室外或风口作业,还需注意风速对焊接区域的干扰,如果风速超过1.0m/s或达到蒲氏3级,则要有挡风装置或相应保护措施。
3.3.3、陶瓷衬垫
它是CO2气体保护焊中确保双面成型的关键材料。衬垫在保护和使用前都保证干燥,最好在60度的干燥房内保管,使用时应随取随用。特别是在潮湿季节,室外露天隔夜衬垫作报废处理。衬垫在贴敷时,要保证衬垫与板材的紧密度,不允许焊缝区域存有油污和水渍。为此,在贴敷衬垫时,接头两侧各50mm范围内,应进行清理和干燥处理,更不要有焊瘤、码脚等凸突部分,否则,应磨平后方能贴敷衬垫。
3.3.4、焊接的设备
目前,使用的CO2焊机多为半自动焊设备,如松下KR-3520型、KR-500型、XIII500PS、COZX-350等。其性能相似,具有两个基本要求:一是在不中断的情况下,电弧能维持稳定,以满足打低焊,横焊和立焊的需要。二是能调节出大小的两种电流,以适应不同的装配间隙和焊接位置,保证背面焊缝成型良好。CO2半自动焊机及附属的设备包括焊枪、送丝机构(包括焊丝盘和送丝软管)、控制装置、焊接电源、气体回路和连接电缆。焊接控制装置应能实现如下焊接程序控制:
启动→提前通气(1—2s)→通电、送丝、引弧(开始焊接)→停止送丝→切断电源(停止焊接)→滞后停气(2—3s)。
应根据焊接施工时需要的焊接电流和实际负载持续率,选用具有合适额定电流的焊机。焊机应有专人维护,定期检修。
3.4 焊缝的装配
由于双面成型焊是预留间隙的,因此不允许在焊缝上搭焊进行定位。接头的两侧板材,是靠邦码(卡码)加以固定的。邦码尺寸的确定有三个准则:一是邦码应有一定的强度,保证装配好的接头不再变形。二是有较大的过焊孔,保证衬垫和焊枪能顺利通过。三是邦码不宜太重,保证安装工人操作方便。邦码间距的确定,原则上在保证板缝平整度和足够刚性的情况下尽可能的加大间距,一般以200-300㎜为宜。邦码厚度不宜小于10㎜。通常邦码和焊缝装配成70夹角。
3.5 焊接规范
CO2单面焊双面成型工艺的焊接规范是比较灵活的,它与焊工的技能和熟练程度有关。选择焊接规范时应注意焊接电流和电压的匹配,确保焊缝的良好成型。熟练的焊工,能够使用较大电流的焊接规范,以提高劳动生产率。
3.6 操作要领
CO2单面焊是一种技术性很强的焊接方法。尽管影响焊缝双面成型的因素很多,如设备性能、气候、施工空间环境、网路电压、人员素质等,但更重要的是人员素质。焊工素质表现在认知面(理论水平)、技能技巧、熟练程度和工作态度等方面。因此,即便使用了合适的焊接规范参数,想要获得满意的焊缝质量,还必须掌握准确的操作方式和技术要领。
3.6.1 燃弧点的位置
采用单面焊时,燃弧的位置十分重要,由于进行CO2单面焊时,电弧的电流密度较大,在熔池前端的母材上形成半圆孔,随着电弧的前进,熔化金属不断填满此半圆孔。操作时必须使燃弧点处于熔池中心,如果燃弧点太靠前,则会使铁水过早前淌,使熔宽减小,严重时导致两底边未熔合。若燃弧点太靠后,使铁水前淌过缓,会增加熔宽,焊缝下垂过多,且容易使焊缝正面形成中间高、两边低的形式,这样在上面一层焊接时会导致两边夹渣。
3.6.2 焊丝的角度
单面平焊时可以采用左焊法,也可以采用右焊法,如图5所示。右焊法时熔敷金属的厚度较薄,反面成型较美观,但焊强会挡住操作者的视线,影响对熔池前端的观察。采用左焊法时,焊接速度要比右焊法慢,操作者能较好的看到熔池的前方。
3.6.3 焊枪摆动方
单面焊时为了使焊道两侧均匀的熔化,铁水不过分下垂,防止夹渣与未熔合等缺陷,焊枪必须在焊缝两边做均匀的摆动,并在两侧做适当的停留。这样可使母材两边适当的熔化,与过渡的熔滴金属形成左右对称,下垂适量的熔池,冷却后成为合格的焊缝。摆动方式,平焊与立焊一般作月牙形摆动。但在横焊时,一般可不做摆动,焊缝较宽时,作斜三角形摆动。
4、总结
单面焊接双面成形焊接工艺在越来越多的行业领域不断推广应用,取得的经济效益可想而知,就本技术在本单位非标设备制作过程中大大节省了刨口、内部焊口清根打磨用人工及二次焊接时间,焊接完成后的清理打磨等,大大节省了施工时间及劳动力的应用。
论文作者:石茂岭1,景娜2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/23
标签:衬垫论文; 焊丝论文; 气体论文; 熔池论文; 非标论文; 设备论文; 焊枪论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;