焊接工藝參數(shù)選擇

1、焊接工藝參數(shù)的選擇手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)主要條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類及極性等。1.焊條直徑焊條直徑的選擇主要取決于焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和焊接層次等因素。在一般情況下，可根據(jù)表 6-4按焊件厚度選擇焊條直徑，并傾向于選擇較大直徑的焊條。另外，在平焊時，直徑可大一些；立焊時，所用焊條直徑不超過5mm ;橫焊和仰焊時，所用直徑不超過4mm ;開坡口多層焊接時，為了防止產(chǎn)生未焊透的缺陷，第一層焊縫宜采用直徑為3.2mm的焊條。表6-4焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系mm焊件厚度<23-45-12>12焊條直徑23.24-5*52 .焊接電流焊接電流的過大或過小都會影

2、響焊接質(zhì)量，所以其選擇應根據(jù)焊條的類型、 直徑、焊件的厚度、接頭形式、焊縫空間位置等因素來考慮，其中焊條直徑和焊縫空間位置最為關(guān)鍵。 在一 般鋼結(jié)構(gòu)的焊接中，焊接電流大小與焊條直徑關(guān)系可用以下經(jīng)驗公式進行試選：I=10d2（6-1）式中I 焊接電流（A）;d焊條直徑（mm）。另外，立焊時，電流應比平焊時小15%20%;橫焊和仰焊時，電流應比平焊電流小 10% 15%。3 .電弧電壓根據(jù)電源特性，由焊接電流決定相應的電弧電壓。此外，電弧電壓還與電弧長有關(guān)。電弧長則電弧電壓高，電弧短則電弧電壓低。一般要求電弧長小于或等于焊條直徑，即短弧焊。在使用酸性焊條焊接時， 為了預熱部位或降低熔池溫度，有時也

3、將電弧稍微拉長進行焊接，即所謂的長弧焊。4 .焊接層數(shù)焊接層數(shù)應視焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多層焊。焊接層數(shù)過少，每層焊縫的厚度過大，對焊縫金屬的塑性有不利的影響。施工中每層焊縫的厚度不應大于45mm。Word文檔5 .電源種類及極性直流電源由于電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊接質(zhì)量好，一般用在重要的焊接結(jié)構(gòu)或厚板大剛度結(jié)構(gòu)上。其他情況下，應首先考慮交流電焊機。根據(jù)焊條的形式和焊接特點的不同， 利用電弧中的陽極溫度比陰極高的特點， 選用不同的極 性來焊接各種不同的構(gòu)件。用堿性焊條或焊接薄板時，采用直流反接(工件接負極)；而用酸性焊條時，通常采用正接(工件接正極)。6 .鋼材的可焊性各種鋼材焊接性

4、能的差異是用可焊性來表示的。鋼材的可焊性是指在適當?shù)脑O(shè)計和工作條件下，材料易于焊接和滿足結(jié)構(gòu)性能的程度。一般可焊性具體表現(xiàn)在下述幾個方面：(1)焊接作業(yè)要容易；(2)焊接時不發(fā)生裂紋和其他有害缺陷；(3)母材和焊接接頭的機械、化學和物理性能好；(4)母材的缺口韌性優(yōu)良；(5)焊接接頭有足夠的塑性和韌性?？珊感猿３Ｊ茕摰幕瘜W成分、 軋制方法和板厚因素影響。 為了評價化學成份對可焊性的影響， 一般用碳當量(Ceq)表示。Ceq是化學成分對焊接熱影響區(qū)最高硬度的影響，國際焊接學會 推薦碳當量的公式為：根據(jù)經(jīng)驗：Ceq<0.4%時，鋼材的淬硬傾向很小，可焊性好，焊接前一般不需要預熱。Ceq =

5、0.4%0.6%時，鋼材的淬硬傾向逐漸增大。焊接前，需要適當預熱，并采用低氫型焊 接材料進行焊接。Ceq>0.6%時，淬硬傾向大，較難焊接，焊接前需慎重地預熱，并采取嚴格控制焊接工藝等 措施。1.4焊接工藝參數(shù)1.1.1 . 4焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)是指焊接時，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、焊接速度和預熱溫度等。1.1.2 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)等進行選擇的。厚度較大的焊件，搭接和 T形接頭的焊縫應選用直徑較大的焊條。對于小坡口

6、焊件，為了保證底層的熔透，宜采用較細直徑的焊條，如打底焊時一般選用2.5mm或3.2mm焊條。不同的焊接位置，選用的焊條直徑也不同， 通常平焊時選用較粗的 (4.06.0)mm的 焊條，立焊和仰焊時選用 (3.24.0)mm的焊條；橫焊時選用 (3.25.0)mm的焊條。對 于特殊鋼材，需要小工藝參數(shù)焊接時可選用小直徑焊條。根據(jù)工件厚度選擇時，可參考表3-20。對于重要結(jié)構(gòu)應根據(jù)規(guī)定的焊接電流圍(根據(jù)Word文檔熱輸入確定）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。1.1.3 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

7、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，飛濺和 煙霧大，焊條尾部易發(fā)紅，部分涂層要失效或崩落，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，應根據(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。首先應保證焊接質(zhì)量，其次應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

8、環(huán)境溫度低時，由于導熱較快，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 焊條都有一個最合適電流圍，表3-21是常用的各種直徑焊條合適的焊接電流參考值。當使用碳鋼焊條焊接時，還可以根據(jù)選定的焊條直徑，用下面的經(jīng)驗公式計算焊接電流：I=dK式中：I 一一焊接電流 （A）:d 焊條直徑 （mm）:K經(jīng)驗系數(shù)（A/cra）,見表3-20。表3-20焊接電流經(jīng)驗系數(shù)與焊條直徑的關(guān)系9焊條直徑 d/mm 1.6 22.5 3.2 46經(jīng)驗系數(shù) K 2025 2530 3040 40502）考慮焊接位置

9、在平焊位置焊接時，可選擇偏大些的焊接電流， 非平焊位置焊接時，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道時， 為保證背面焊道的質(zhì)量，使用的焊接電流較??；焊接填充焊道時，為提高效率，保證熔合好，使用較大的電流：焊接蓋面焊道時，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。對于有力學性能要求的如鍋爐、壓力容器等重要結(jié)構(gòu)，要經(jīng)過焊接工藝評定合格以后，才能最后確定焊接電流等工藝參數(shù)。1.1.4 電弧電壓當焊接電流調(diào)好以后， 焊機的外特性曲線就決

10、定了。 實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，否則會出現(xiàn)電弧燃燒 不穩(wěn)定、飛濺大、熔深淺及產(chǎn)生咬邊、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 應等于焊條直徑。1.1.5 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的速度，即單位時間完成的焊縫長度。焊接速度過快會造成焊縫變窄，嚴重凸凹不平，容易產(chǎn)生咬邊及焊縫波形變尖； 焊接速度過慢會使焊縫變寬

11、，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，Word文檔 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焊。 多層焊和多層多道焊接頭的顯 微組織較細，熱影響區(qū)較窄。前一條焊道對后一條焊道起預熱作用， 而后一條焊道對前一條 焊道起熱處理作用。 因此，接頭的延性和韌性都比較好。 特別是對于易淬火鋼，后焊道對前 焊道的回火作用，可改善接頭組織和性能。對于低合金高強鋼等鋼種，焊縫層數(shù)對接頭性能有明顯影響。焊縫層數(shù)少，每層焊縫厚度太大時，由于晶粒粗化，將導致焊接接頭的延性和韌性下降。1.6.6 熱輸入熔焊時，由焊接能源輸入給單位長度焊縫上

12、的熱量稱為熱輸入。其計算公式如下：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0.70.8。熱輸入對低碳鋼焊接接頭性能的影響不大，因此，對于低碳鋼焊條電弧焊 一一般不規(guī)定熱輸入。對于低合金鋼和不銹鋼等鋼種，熱輸入太大時，接頭性能可能降低：熱輸入太小時，有的鋼種焊接時可能產(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圍。允許的熱輸入圍越大，越便于焊接操作。

13、1.6.7 預熱溫度預熱是焊接開始前對被焊工件的全部或局部進行適當加熱的工藝措施。預熱可以減小接頭焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，減小焊接應力及變形。它是防止產(chǎn)生裂紋的有效措施。 對于剛性不大的低碳鋼和強度級別較低的低合金高強鋼的一般結(jié)構(gòu)，一般不必預熱。但對剛性大的或焊接性差的容易產(chǎn)生裂紋的結(jié)構(gòu)，焊前需要預熱。預熱溫度根據(jù)母材的化學成分、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)標準等條件綜合考慮，重要的結(jié)構(gòu)要經(jīng)過裂紋試驗確定不產(chǎn)生裂紋的最低預熱溫度。預熱溫度選得越高， 防止裂紋產(chǎn)生的效果越好；但超過必需的預熱溫度，會 使熔合區(qū)附近的金屬晶粒粗化，降低焊接接頭質(zhì)量，

14、勞動條件也將會更加惡化。整體預熱通常用各種爐子加熱。局部預熱一般采用氣體火焰加熱或紅外線加熱。預熱溫度常用表面溫度計測量。1.6.8 后熱與焊后熱處理焊后立即對焊件的全部（或局部）進行加熱或保溫，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力而進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力，降低焊接區(qū)的硬度， 促使擴散氫逸出，穩(wěn)定組織及改善力學性能、高溫性能等。因此，選擇熱處理溫度時要根據(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

15、過顯微金相和硬 度試驗來確定。對于易產(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)，以及有應力腐蝕的結(jié)構(gòu)，應考慮進行消除應力退火：對于鍋爐、壓力容器，則有專門的規(guī)程規(guī)定，厚度超過一 定限度后要進行消除應力退火。消除應力退火必要時要經(jīng)過試驗確定。銘鋁珠光體耐熱鋼焊Word文檔 后常常需要高溫回火，以改善接頭組織，消除焊接殘余應力。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行焊接工藝評定，按所設(shè)計的焊接工藝而焊得的試板的焊接質(zhì)量和接頭性能達到技術(shù)要求后，才子正式確定。焊接施工時，必須嚴格按規(guī)定的焊接工藝進行，不得隨意更改。前嚴格按照說明書的規(guī)定進行烘焙，焊前清除焊件上的油污

16、、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：焊后立即進行消氫處理，使氫從焊接接頭中逸出：對于淬硬傾 向高的鋼材，焊前預熱、 焊后及時進行熱處理，改善接頭的組織和性能：采用降低焊接應力 的各種工藝措施。（3）再熱裂紋焊后，焊件在一定溫度圍再次加熱（消除應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 （550650 c圍）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

17、，造成晶強化，使滑移應變集中于原先的奧氏體晶界，當晶界的塑性應變能力不足以承受松弛應力過程中的應變時，就會產(chǎn)生再熱裂紋。裂紋大多起源于焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)。再熱裂紋大多數(shù)產(chǎn)生于厚件和應力集中處，多層焊時有時也會產(chǎn)生再熱裂紋。防止措施：在滿足設(shè)計要求的前提下，選擇低強度的焊條，使焊縫強度低于母材，應力在焊縫中松弛，避免熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋：盡量減少焊接殘余應力和應力集中； 控制焊接熱輸 入，合理地選擇熱處理溫度，盡可能地避開敏感區(qū)圍的溫度。焊接工藝措施：1）對工程中使用較多的或有代表性的接頭形式進行焊接工藝性試驗，以確定最佳的操作方 法和焊接規(guī)，焊接工藝性試驗由焊接試驗室全權(quán)負責。2）結(jié)構(gòu)裝配定位焊

18、a.裝配定位焊前，焊接坡口及其外兩側(cè)各20mm圍的油污必須用溶劑揩抹干凈，并用手提砂輪機打磨去除鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)，使焊件母材表面露出金屬光澤。b.擔任定位焊施焊工作的焊工必須是持有合格證的焊工。c.裝配質(zhì)量達到圖樣技術(shù)要求后方可進行定位焊（如該焊縫焊前需要預熱，則必須預熱至 所要求的溫度后才可進行定位焊。）,定位焊所用焊條（須經(jīng)烘干處理）、焊絲必須與該焊縫 正式焊接時所用焊材相一致，定位焊縫應填滿弧坑。d.定位焊縫長度一般為 20 50mm ,間距長為400600mm ,焊腳尺寸不得大于設(shè)計焊腳 尺寸的一半，且不應大于 8mm ,定位焊應距設(shè)計焊縫端部 30mm以上。（特殊情況除外） e.定

19、位焊縫不得有裂紋，不得有超標的夾渣、氣孔等缺陷，如發(fā)現(xiàn)有焊接缺陷，必須徹底 清除，重新進行定位焊。f.在焊縫交叉處和焊縫方向急劇變化處不得有定位焊縫，定位焊縫應離開該處 50mm以上。3）焊接的一般規(guī)定a.擔任本工程焊接的焊工必須是持證焊工，并應經(jīng)專門培訓考核合格（針對本工程的培訓 考核）。b.擔任焊接的焊工應熟悉本工程的技術(shù)文件及施工工藝要求，并必須嚴格按照焊接工藝規(guī) 程中所規(guī)定的焊接規(guī)參數(shù)、焊接順序、焊接方向施焊。c.為防止構(gòu)件在焊接過程中產(chǎn)生過大的變形量，焊件必須放置平整，不允許隨便擺放進行 焊接，并應嚴格按照所規(guī)定的焊接順序、焊接方向施焊。d.焊接前應認真檢查焊接坡口是否符合要求，并應

20、把焊接坡口及其付近的水份、油污、鐵 銹、氧化皮等雜質(zhì)徹底清除干凈才施焊。e.對有預熱和后熱要求的焊縫，要嚴格按照焊接工藝規(guī)定的預熱溫度、預熱圍、后熱溫度Word文檔及時間做好焊前預熱、后熱和緩冷工作。有預熱要求的焊縫，最低層（道）間溫度不得小于 預熱溫道，所有焊縫的最高層（道）間溫度應V50C。f.焊接前應在廢鋼板上調(diào)試好焊接電流后才允許正式施焊在產(chǎn)品上。g.焊接電源地線應與焊件母材緊固，保證接觸良好。h.引弧應在引弧板或焊接坡口進行，不允許任意在工件表面引弧損傷母材。i.施焊時應注意焊道的起焊點、終焊點及焊道的接頭處不產(chǎn)生焊接缺陷，多層多道焊時，每層（道）換焊條處的接頭應相互錯開，每焊完一道

21、焊縫，必須把熔渣、飛濺等雜質(zhì)清理干凈， 并認真檢查焊縫質(zhì)量，確認無缺陷后，再焊下一道焊縫。（若發(fā)現(xiàn)前道焊縫有缺陷，則必須徹底清除焊接缺陷后才允許繼續(xù)焊接。）j.在焊接板狀角焊縫時，焊縫必須要繞過端部進行包角焊。k.焊接 埋弧自動焊”時，原則上不允許在焊接過程中切斷電弧。若在焊接過程中因故發(fā)生斷弧，則應將焊道端部刨去50mm以上，并采用手提砂輪機把該處打磨成緩坡狀才允許繼續(xù)焊接。1 .焊接 氣體保護焊”時，應將氣體流量按規(guī)定調(diào)試好，并送氣約半分鐘，把輸氣管的空氣排 放干凈后，才允許在焊件上施焊。m.采用電弧氣刨”清焊根時，氣刨工具的風力要集中，壓縮空氣的壓力應保證有0.390.6MPa,并根據(jù)碳

22、棒直徑、 焊件厚度調(diào)試好氣刨電流，氣刨過程中應避免產(chǎn)生夾碳”和沾渣”現(xiàn)象。氣刨清根后，必須把刨屑清除，并用手提砂輪機把刨槽打磨至露出金屬光澤后才允許焊接。n.焊接完畢，應將焊縫表面的熔渣、飛濺等雜質(zhì)清理干凈，認真檢查焊縫外觀質(zhì)量，并在規(guī)定處打上焊工標記，并轉(zhuǎn)序檢驗（包括外觀及在質(zhì)量的專職檢驗）。o.焊接接頭出現(xiàn)焊接缺陷時，不得擅自處理，應及時分析查明原因，根據(jù)返修工藝和在現(xiàn) 場技術(shù)人員的指導下，方可進行焊接缺陷的處理。p.在工件上的引弧板和引出板應用火焰切割去除，嚴禁用錘擊落。主要節(jié)點的焊接工藝現(xiàn)根據(jù)登機橋固定廊道”工程的結(jié)構(gòu)形式和所用材料規(guī)格，介紹幾種主要節(jié)點的部份焊接接頭焊接方法：（1）

23、BH350 X200 H鋼腹板對接全熔透雙面焊（厚度 8mm）焊接方法：熔化極混合氣體保護焊（ GMAW）焊接位置：平焊焊接材料：焊絲 ER50-6 1.2;保護氣體 Ar 80% + CO2 20%焊接電源種類：直流反接（2） BH350 X200 H鋼翼板對接全熔透雙面焊（厚度 12mm）a.接頭形式焊接層次焊接方法：熔化極混合氣體保護焊（ GMAW）焊接位置：平焊焊接材料：焊絲 ER50-6 1.2;保護氣體 Ar 80% + CO2 20%焊接電源種類：直流反接b.接頭形式焊接層次焊接方法：熔化極混合氣體保護焊（ GMAW）焊接位置：仰焊、平焊焊接材料：焊絲 ER50-6 1.2;保護

24、氣體 Ar 80% + CO2 20%焊接電源種類：直流反接Word文檔c.接頭形式焊接層次焊接方法：熔化極混合氣體保護焊（ GMAW）焊接位置：平焊、仰焊焊接材料：焊絲 ER50-6 1.2;保護氣體 Ar 80% + CO2 20% 焊接電源種類：直流反接其中：所有全熔透雙面焊，背面均用電弧氣刨清焊根。（3） BH350 X200 H鋼腹板與翼板的組焊（角焊縫）接頭形式焊接順序焊接方法：埋弧自動焊（SAW）焊接位置：船形平焊焊接材料：焊絲 H08MnA g;焊劑 HJ350 焊接電源種類：直流反接注：焊接層次為一層一道。H形鋼焊后采用 機械”或 氧乙快焰”矯正。（3） 150X150X8方管（豎腹桿與斜腹桿）組焊、帶墊板全熔透單面焊接頭形式焊接層次焊接方法：熔化極混合氣體保護焊（ GMAW）焊接位置：立焊（向上）焊接材料：焊絲 ER50-6 1.2;保護氣體 Ar 80% + CO2 20% 焊接電源種類：直流反接（4） 150X150X8方管（豎腹桿、斜腹桿）與BH350 X2