電弧焊焊接工藝參數(shù)

1、上海金山石化煉化部2躺運(yùn)區(qū)設(shè)備噴鋁施工方案1.4焊接工藝參數(shù)1. 4焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)是指焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（例如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、熱輸入等）的總稱。焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)主要包括焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速 度和預(yù)熱溫度等。2. 4. 1焊條直徑焊條直徑是根據(jù)焊件厚度、焊接位置、接頭形式、焊接層數(shù)等進(jìn)行選擇的。厚度較大的焊件，搭接和 T形接頭的焊縫應(yīng)選用直徑較大的焊條。對(duì)于小坡口焊件，為了保證底層 的熔透，宜采用較細(xì)直徑的焊條，如打底焊時(shí)一般選用25mm或3.2mm焊條。不同的焊接位置，選用的焊條直徑也不同，通常平焊時(shí)選用較粗的（4.06.0

2、）mm 的焊條，立焊和仰焊時(shí)選用（3.如4.0）mm的焊條；橫焊時(shí)選用 （3.25.0）mm的焊條。對(duì)于特殊鋼材，需要小工藝參數(shù)焊接時(shí)可選用小直徑焊條。根據(jù)工件厚度選擇時(shí)，可參考表3-20。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)規(guī)定的焊接電流范圍（根據(jù)熱輸入確定）參照表3 21焊接電流與焊條直徑的關(guān)系來決定焊條直徑。3. 4. 2焊接電流焊接電流是焊條電弧焊的主要工藝參數(shù)，焊工在操作過程中需要調(diào)節(jié)的只有焊接電流，而焊接速度 和電弧電壓都是由焊工控制的。焊接電流的選擇直接影響著焊接質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。焊接電流越大，熔深越大，焊條熔化快，焊接效率也高，但是焊接電流太大時(shí)，飛濺和煙霧大，焊 條尾部易發(fā)紅，部分涂層要失效或

3、崩落，而且容易產(chǎn)生咬邊、焊瘤、燒穿等缺陷，增大焊件變形，還會(huì)使 接頭熱影響區(qū)晶粒粗大，焊接接頭的韌性降低；焊接電流太小，則引弧困難，焊條容易粘連在工件上，電 弧不穩(wěn)定，易產(chǎn)生未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷，且生產(chǎn)率低。因此，選擇焊接電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式、焊縫位置及焊接層數(shù) 來綜合考慮。首先應(yīng)保證焊接質(zhì)量，其次應(yīng)盡量采用較大的電流，以提高生產(chǎn)效率。板厚較的，T形接頭和搭接頭，在施焊環(huán)境溫度低時(shí)，由于導(dǎo)熱較快，所以焊接電流要大一些。但主要考慮焊條直徑、焊接位 置和焊道層次等因素。1）考慮焊條直徑 焊條直徑越粗，熔化焊條所需的熱量越大，必須增大焊接電流，每種焊條都有

4、一 個(gè)最合適電流范圍，表 3-21是常用的各種直徑焊條合適的焊接電流參考值。當(dāng)使用碳鋼焊條焊接時(shí)，還可以根據(jù)選定的焊條直徑，用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算焊接電流：I=dK式中：I焊接電流 （A）:d焊條直徑 （mm）:K經(jīng)驗(yàn)系數(shù) （A/cra）,見表 3-20。表3-20焊接電流經(jīng)驗(yàn)系數(shù)與焊條直徑的關(guān)系9焊條直徑d1.23.4頁腳內(nèi)容1上海金山石化煉化部2躺運(yùn)區(qū)設(shè)備噴鋁施工方案/mm62.526經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K20252530304040502）考慮焊接位置 在平焊位置焊接時(shí)，可選擇偏大些的焊接電流，非平焊位置焊接時(shí)，為了易于控 制焊縫成形，焊接電流比平焊位置小10%20%。3）考慮焊接層次 通常焊接打底焊

5、道時(shí)，為保證背面焊道的質(zhì)量，使用的焊接電流較?。缓附犹畛?焊道時(shí)，為提高效率，保證熔合好，使用較大的電流：焊接蓋面焊道時(shí)，防止咬邊和保證焊道成形美觀， 使用的電流稍小些。焊接電流一一般可根據(jù)焊條直徑進(jìn)行初步選擇，焊接電流初步選定后，要經(jīng)過試焊，檢查焊縫成形 和缺陷，才可確定。對(duì)于有力學(xué)性能要求的如鍋爐、壓力容器等重要結(jié)構(gòu)，要經(jīng)過焊接工藝評(píng)定合格以后， 才能最后確定焊接電流等工藝參數(shù)。1. 4. 3電弧電壓當(dāng)焊接電流調(diào)好以后，焊機(jī)的外特性曲線就決定了。實(shí)際上電弧電壓主要是由電弧長度來決定的。電 弧長，電弧電壓高，反之則低。焊接過程中，電弧不宜過長，否則會(huì)出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)定、飛濺大、熔深 淺及產(chǎn)生

6、咬邊、氣孔等缺陷：若電弧太短，容易粘焊條。一般情況下，電弧長度等于焊條直徑的0.51倍為好，相應(yīng)的電弧電壓為 16 25V。堿性焊條的電弧長度不超過焊條的直徑，為焊條直徑的一半較好，盡 可能地選擇短弧焊；酸性焊條的電弧長度應(yīng)等于焊條直徑。1. 4. 4焊接速度焊條電弧焊的焊接速度是指焊接過程中焊條沿焊接方向移動(dòng)的速度，即單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長度。焊接速度過快會(huì)造成焊縫變窄，嚴(yán)重凸凹不平，容易產(chǎn)生咬邊及焊縫波形變尖；焊接速度過慢會(huì)使焊縫變 寬，余高增加，功效降低。焊接速度還直接決定著熱輸入量的大小，一般根據(jù)鋼材的淬硬傾向來選擇。1. 4. 5焊縫層數(shù)厚板的焊接，一般要開坡口并采用多層焊或多層多道

7、焊。多層焊和多層多道焊接頭的顯微組織較細(xì)，熱影響區(qū)較窄。前一條焊道對(duì)后一條焊道起預(yù)熱作用，而后一條焊道對(duì)前一條焊道起熱處理作用。因此， 接頭的延性和韌性都比較好。特別是對(duì)于易淬火鋼， 后焊道對(duì)前焊道的回火作用，可改善接頭組織和性能。對(duì)于低合金高強(qiáng)鋼等鋼種，焊縫層數(shù)對(duì)接頭性能有明顯影響。焊縫層數(shù)少，每層焊縫厚度太大時(shí)， 由于晶粒粗化，將導(dǎo)致焊接接頭的延性和韌性下降。1. 4. 6熱輸入熔焊時(shí)，由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的熱量稱為熱輸入。其計(jì)算公式如下：Q=NLU/u式中Q單位長度焊縫的熱輸入 （J/cm）I焊接電流（A）;U電弧電壓（V）;u焊接速度 （cm/s）n熱效率系數(shù)，焊條電弧焊為0

8、.7 0.8。頁腳內(nèi)容2上海金山石化煉化部2躺運(yùn)區(qū)設(shè)備噴鋁施工方案熱輸入對(duì)低碳鋼焊接接頭性能的影響不大，因此，對(duì)于低碳鋼焊條電弧焊一一般不規(guī)定熱輸入。對(duì)于低合金鋼和不銹鋼等鋼種，熱輸入太大時(shí)，接頭性能可能降低：熱輸入太小時(shí)，有的鋼種焊接時(shí)可能產(chǎn) 生裂紋。因此，焊接工藝規(guī)定熱輸入。焊接電流和熱輸入規(guī)定之后，焊條電弧焊的電弧電壓和焊接速度就 間接地大致確定了。一般要通過試驗(yàn)來確定既可不產(chǎn)生焊接裂紋、又能保證接頭性能合格的熱輸入范圍。允許的熱輸入 范圍越大，越便于焊接操作。1. 4. 7預(yù)熱溫度預(yù)熱是焊接開始前對(duì)被焊工件的全部或局部進(jìn)行適當(dāng)加熱的工藝措施。預(yù)熱可以減小接頭焊后冷卻 速度，避免產(chǎn)生淬硬

9、組織，減小焊接應(yīng)力及變形。它是防止產(chǎn)生裂紋的有效措施。對(duì)于剛性不大的低碳鋼 和強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金高強(qiáng)鋼的一般結(jié)構(gòu)，一般不必預(yù)熱。但對(duì)剛性大的或焊接性差的容易產(chǎn)生裂紋的 結(jié)構(gòu)，焊前需要預(yù)熱。預(yù)熱溫度根據(jù)母材的化學(xué)成分、焊件的性能、厚度、焊接接頭的拘束程度和施焊環(huán)境溫度以及有關(guān) 產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等條件綜合考慮，重要的結(jié)構(gòu)要經(jīng)過裂紋試驗(yàn)確定不產(chǎn)生裂紋的最低預(yù)熱溫度。預(yù)熱溫度 選得越高，防止裂紋產(chǎn)生的效果越好；但超過必需的預(yù)熱溫度，會(huì)使熔合區(qū)附近的金屬晶粒粗化，降低焊 接接頭質(zhì)量，勞動(dòng)條件也將會(huì)更加惡化。整體預(yù)熱通常用各種爐子加熱。局部預(yù)熱一般采用氣體火焰加熱 或紅外線加熱。預(yù)熱溫度常用表面溫度計(jì)測(cè)量

10、。1. 4. 8后熱與焊后熱處理焊后立即對(duì)焊件的全部 （或局部）進(jìn)行加熱或保溫，使其緩冷的工藝措施稱為后熱。后熱的目的 是避免形成硬脆組織，以及使擴(kuò)散氫逸出焊縫表面，從而防止產(chǎn)生裂紋。焊后為改善焊接接頭的顯微組織和性能或消除焊接殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理稱為焊后熱處理。焊后 熱處理的主要作用是消除焊件的焊接殘余應(yīng)力，降低焊接區(qū)的硬度，促使擴(kuò)散氫逸出，穩(wěn)定組織及改善力 學(xué)性能、高溫性能等。因此，選擇熱處理溫度時(shí)要根據(jù)鋼材的性能、顯微組織、接頭的工作溫度、結(jié)構(gòu)形 式、熱處理目的來綜合考慮，并通過顯微金相和硬度試驗(yàn)來確定。對(duì)于易產(chǎn)生脆斷和延遲裂紋的重要結(jié)構(gòu)，尺寸穩(wěn)定性要求高的結(jié)構(gòu)，以及有應(yīng)力腐蝕的結(jié)構(gòu)，

11、應(yīng)考 慮進(jìn)行消除應(yīng)力退火：對(duì)于鍋爐、壓力容器，則有專門的規(guī)程規(guī)定，厚度超過一定限度后要進(jìn)行消除應(yīng)力 退火。消除應(yīng)力退火必要時(shí)要經(jīng)過試驗(yàn)確定。銘鋁珠光體耐熱鋼焊后常常需要高溫回火，以改善接頭組織，消除焊接殘余應(yīng)力。重要的焊接結(jié)構(gòu)，如鍋爐、壓力容器等，所制定的焊接工藝需要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，按所設(shè)計(jì)的焊 接工藝而焊得的試板的焊接質(zhì)量和接頭性能達(dá)到技術(shù)要求后，才子正式確定。焊接施工時(shí)，必須嚴(yán)格按規(guī) 定的焊接工藝進(jìn)行，不得隨意更改。前嚴(yán)格按照說明書的規(guī)定進(jìn)行烘焙，焊前清除焊件上的油污、水分， 減少焊縫中氫的含量：選擇合理的焊接工藝參數(shù)和熱輸入，減少焊縫的淬硬傾向：焊后立即進(jìn)行消氫處理，使氫從焊接接頭中逸出：對(duì)于淬硬傾向高的鋼材，焊前預(yù)熱、焊后及時(shí)進(jìn)行熱處理，改善接頭的組織和性 能：采用降低焊接應(yīng)力的各種工藝措施。（3）再熱裂紋焊后，焊件在一定溫度范圍內(nèi)再次加熱（消除應(yīng)力熱處理或其他加熱過程）而產(chǎn)生的裂紋叫再熱裂紋。產(chǎn)生的原因：再熱裂紋一般發(fā)生在含V、Cr、Mo、B等合金元素的低合金高強(qiáng)度鋼、珠光體耐熱鋼及不銹鋼中，經(jīng)受一次焊接熱循環(huán)后，再加熱到敏感區(qū)域（550650c范圍內(nèi)）而產(chǎn)生的。這是由于第一次加熱過程中過飽和的固溶碳化物（主要是V、Mo、Cr,碳化物）再次析出，造成晶內(nèi)強(qiáng)化，使滑移應(yīng)變集中于原先的奧氏體晶界，當(dāng)晶界的塑性應(yīng)變能力不足以承受松弛應(yīng)力過程中的應(yīng)變時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生再頁腳內(nèi)容3上