气体保护焊作业指导说明书.doc

二氧化碳气体保护焊作业指导书
1 范围
本指导书适适用于本企业钢结构产品气体半自动焊。
2 引用相关文件
GB/3375 焊接术语
GB/T8110 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊、焊缝坡口基础形式和尺寸
HG/T2537 焊接用二氧化碳
JGJ 81 建筑钢结构焊接技术规程
DL/T 868 焊接工艺评定规程
3 技术要求
3.1 焊工
焊工须经气体保护焊理论学习和实践培训，经考评并取得对应项目标合格证书，方可从事相关焊接工作。特殊工程焊接人员应取得相关工程要求资质证书。
3.2 焊接材料
3.2.1焊丝
3.2.1.1焊丝应符合《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110）要求，并有制造厂商质量证实书和产品合格证。
3.2.1.2应依据母材化学成份和对焊接接头机械性能要求，合理选择焊材。
3.2.1.3本企业常见焊丝牌号为ER50-6，另外特殊材料焊接时应根据《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110）选择对应焊丝。ER50-6焊丝化学成份见表1
表1
牌 号
化 学 成 份 %
C
Mn
Si
P
S
Cr
Ni
Mo
V
Cu
ER50-6
0.06～0.15
1.40～1.85
0.80～1.15
0.025
0.025
0.15
0.15
0.15
0.03
0.50
3.2.1.4本企业所用焊丝直径规格为1.2mm。
3.2.1.5焊丝按表面状态，常见镀铜焊丝，焊丝以焊丝盘状态。
3.2.1.6焊丝表面应光洁无油污、无锈蚀和无肉眼所能见到镀层脱落。
3.2.1.7焊丝盘焊丝重量为20kg。
3.2.1.8焊材供给商更改必需经总工程师同意。
3.2.2 保护气体
3.2.2.1混合气体配比应符合要求要求，质量稳定。常见混合气体：Ar(80～85%)+CO2 (20～15%)。
3.3焊接设备使用
3.3.1选择焊接电源形式
气体保护焊使用电源均为直流电源。
3.3.2焊机设备容量及电流调整范围
焊机额定电流为350A、500A。
焊机电流调整范围，应选择在焊机额定焊接电流内调整。
3.4 焊接工艺
3.4.1焊前准备
3.4.1.1焊缝坡口基础形式和尺寸，可按JGJ81选择。全焊透时，坡口尺寸见表2；部分焊透时，坡口尺寸见表3。假如工程另有加工说明，坡口应按加工说明加工。
表2
板厚(mm)
接头形式(焊接符号)
坡口形状示意图
坡口尺寸
t＜6
对接(BF)

b=0～3
角接(TF)

6≤t＜16
对接(BF)

b=0～3
p=0～3
a1=60°
角接(TF)

b=0～3
p=0～3
a1=45°
t≥16
对接(BF)

b=0～3
H1=0～3
P=0～3
H2=1/3(t-p)
a1=60°
a2=60°
角接(TF)

b=0～3
H1=0～3
P=0～3
H2=1/3(t-p)
a1=45°
a2=45°

表3
板厚(mm)
接头形式(焊接符号)
坡口形状示意图
坡口尺寸
t＜6
对接(BF)

b=0
角接(TF)

6≤t＜25
对接(BF)

b=0
H1≥
p=t- H1
a1=60°
角接(TF)

b=0
H1≥
p=t- H1
a1=45°
t≥25
对接(BF)

b=0
H1≥
P=t- H1- H2
H2≥
a1=60°
a2=60°
角接(TF)

b=0
H1≥
P=t- H1- H2
H2≥
a1=45°
a2=45°
3.4.1.2全焊透时坡口及坡口周围15～20mm范围内必需保持清洁，不得有影响焊接质量铁锈、油污、水和涂料等异物。
3.4.1.3焊接区域风速应限制在1米/秒以下，不然应采取挡风装置。
3.4.2焊接参数
3.4.2.1焊丝直径
焊丝直径选择，关键是以焊件厚度、焊接位置和生产率要求为依据。
本企业焊接件多为中厚板焊接件，选择焊丝直径1.2mm。
3.4.2.2焊件极性
本企业采取直流反接：即焊件接电源负极，焊丝接电源正极。
3.4.2.3焊丝伸出长度
d)焊丝直径1.2mm时，焊丝伸出长度为8～15mm。
3.4.2.4焊接电流
a)在确保母材焊透又不致烧穿标准下，应依据母材厚度，接头形式焊接位置及焊丝直径正确选择焊接电流。
b)焊接电流是确定熔深关键原因。伴随电流增加，熔深和熔敷速度全部要增加，熔宽也略有增加。
c)焊接电流越大，送丝速度越快，基础上是正比关系。
d)焊接电流过大时，会造成熔池过大，焊缝成形恶化。
e)焊接件厚度越大熔深越大，焊接电流也越大，焊接件板厚相同时焊接电流还和焊接时层道相关，具体焊接电流选择见：表4角接焊不一样板厚电流选择、表4对接焊时不一样板厚电流选择。
表4 角接焊不一样板厚电流选择
焊接件板厚t(mm)
t＜6
6≤t＜16
t≥16
焊接电流A
全焊透
打底焊
110～150
120～165
120～165
填充焊
-
195～295
190～310
盖面焊
180～245
230～295
190～300
部分焊透
打底焊
110～150
115～165
115～165
填充焊
-
185～305
185～320
盖面焊
175～250
220～300
200～300
表5 对接焊不一样板厚电流选择
焊接件板厚t(mm)
t＜6
6≤t＜16
t≥16
焊接电流A
全焊透
打底焊
125～155
120～150
120～160
填充焊
-
225～290
220～310
盖面焊
185～235
205～290
200～310
部分焊透
打底焊
120～165
120～165
120～165
填充焊
-
215～295
210～320
盖面焊
180～245
200～295
200～300
3.4.2.5电弧电压
a)为取得良好工艺性能，应选择最好电弧电压，该值是一个很窄电压区间，最好电弧电压和电流大小，焊接位置、电缆长度、设备等原因相关。电压选择可参见表5角接焊电流和电压匹配、表6对接焊电流和电压匹配。实际情况应以焊接工艺评定来确定。
表5 角接焊电流和电压匹配
焊接电流（安）
电弧电压（伏）
120～150
17～21
150～180
20～22
180～210
22～23
210～260
23～28
260～320
28～33

表6 对接焊电流和电压匹配
焊接电流（安）
电弧电压（伏）
120～150
17～20
150～180
20～22
180～210
21～23
210～260
23～27
260～320
27～32
b)随电弧电压增加，熔宽显著增加，而余高和熔深略有降低，焊缝机械性能有所降低。
c)电弧电压过高，会产生焊缝气孔和增加飞溅，且轻易产生飞溅。
电弧电压过低，焊丝将插入熔池，电弧不稳，影响焊缝熔合程度。
3.4.2.6焊接速度
a)焊接速度过高，会破坏气体保护效果，焊缝成形不良，焊缝冷却过快，造成降低焊缝塑性，韧性。焊接速度过低易使焊缝烧穿，形成粗大焊缝组织。
b)半自动焊接时，焊接速度通常不超出300mm/min。
3.4.2.7气体流量
a)气体流量直接影响气体保护效果。气体流量过小时，焊缝易产生气孔等缺点。气体流量过大时，不仅浪费气体，而且焊缝因为氧化性增强而形成氧化皮，降低焊缝质量。
b)气体流量应依据焊接电流，焊接速度，焊丝伸出长度，喷嘴直径，焊接位置等原因考虑。当焊接电流越大，焊接速度越快，焊丝伸出长度较长，喷嘴直径增大，室外焊接及仰焊位置时，应采取较大气体流量。
c)焊丝直径为1.2mm时，气体流量通常为10～15 L/min。
3.5操作技术
二氧化碳气体保护焊操作技术和手工电弧焊相同，且比手工电弧焊轻易掌握。
3.5.1平焊
按焊枪运动方向分右焊法和左焊法二种。右焊法时熔池保护良好，热量利用充足，焊缝外形较饱满；但右焊法时不易观察焊接方向，易偏焊。
左焊法时，电弧对母材有预热作用，熔宽增加，焊缝形成较平，改善焊缝形成，且能看清焊接方向，不易焊偏。所以，通常常见左焊法焊接。水平对接焊时，焊枪倾角约为10°～ 15°。厚板焊接时，为确保熔宽，可将焊丝作合适横向摆动。

水平角焊缝焊接时，焊枪和垂直板间夹角为45°。焊脚在5毫米以下时，可按图中A方法，将焊丝指向尖角处；若焊脚在5毫米以上时，可按图中B方法，将焊丝水平移开尖角处1～2毫米，这么能取得等焊脚焊缝，且不易形成咬边（垂直板）和焊瘤（水平板）。

3.5.2水平旋转管焊接
关键是焊枪位置直接影响焊缝成形。
在焊厚壁管时，焊枪应在管子上部，并和管子旋转方向相反位移一段距离L。L大小对焊缝成形有显著影响。
焊接薄壁管时，焊枪应放在时钟9点位置。

3.5.3引弧
通常全部采取直接短路引弧。
假如焊丝和焊件接触太紧或接触不良全部会引发焊丝成段爆炸。所以，通常在引弧前焊丝端头和焊件保持2～3毫米距离，并要注意剪掉丝端头球状焊丝。
3.5.4收弧
收弧时须填满弧坑，焊枪在收弧处稍停片刻，继续送气保护；不应立即抬起焊枪，不然轻易产生弧坑和形成气孔。
3.6混合气体影响
3.6.1对飞溅影响
CO2+Ar混合气体中，伴随Ar气体百分比增加，飞溅率降低。
3.6.2对焊缝成形影响
CO2+Ar混合气体中，伴随CO2含量增加，熔深也对应增加。50%Ar+50%CO2混合气体能够得到较大溶深和较小飞溅，常见于短途经渡焊接。
80%Ar+20%CO2混合比时，含有最宽焊接规范和最好焊缝成形。
3.6.3对焊缝机械性能影响
CO2+Ar混合气体中，伴随CO2气体含量增加，其氧化性能增强，使焊缝强度和冲击韧性全部降低。
3.7焊接检验
3.7.1焊后须对焊缝进行焊接质量检验。
A） 焊接人员在完成焊接过程后应该根据产品技术要求进行自检
B）质检人员进行专检；
C）对不合格产品应进行补焊处理。
3.7.2焊缝质量检验项目，检验要求及合格等级，由产品技术要求确定。
3.7.3对不合格焊接接头，许可返修。在返修焊前须将焊接缺点根本清除。为确保产品质量，应按产品质量要求，限制返修次数，通常不超出2次。
3.7.4常见焊接缺点产生原因
3.7.4.1气孔
A）工件有油，锈及水分。
B）气体保护不良：气体流量低，喷咀堵塞，较大风，阀门冻结等。
C）气体纯度不够，或含水量过多。
3.7.4.2裂纹
A）电流和电压配合不妥，溶深过大。
B）母材含碳量过高。
C）多层焊第一道焊缝过小。
D）焊接次序不妥，工件内应力较大。
E）工件有油，锈，水分。
F）气体含水量过多。
3.7.4.3夹渣
A）小电流，低焊速。
B）多层焊时前道焊缝熔渣去除不净。
C）坡口内左焊法时熔渣向前流。
D）焊枪摆动不合适。
3.7.4.4飞溅
A）电流和电压配合不妥。
B）工件清理不良。
C）短途经渡时电感过大或过小。
D）气体含水量过多。
E）送丝不均匀。
F）导电咀磨损。
G）电流极性不对。
H）焊丝伸出长度太长。
3.7.4.5咬边
A）焊枪位置不适宜，运条不妥。
B）电流过大，弧长太长，焊速过快。
3.7.4.6焊缝成形欠佳
A）电流和电压配合不妥。
B）导电嘴磨损严重，引发电弧摆动。
C）焊丝校直欠佳。
D）焊丝伸出长度过长。
E）送丝不均匀。
3.8焊接安全
3.8.1电焊机必需装有独立专用电源开关，其容量应符合要求。严禁多台焊机共用一个电源开关。
3.8.2工作完成或临时离开工作场地时，必需立即切断焊机电源。
3.8.3气瓶应坚立固定，预防倾倒，预防气瓶直接收热，气瓶不应靠近热源且要预防猛烈震动。
3.8.4工作结束时应立即切断气体加热器电源，采取必需防地线方法，必需把地线接零，并常常进行检验和维修，有良好防护隔离装置和自动断电装置，常常检验焊枪绝缘性。
3.8.5操作结束时，严禁立即用手触摸焊枪喷咀或导电咀，以防烫伤。
3.8.6带好防护面罩及防护眼镜，预防弧光辐射。
3.8.7在狭窄、局部空间内焊接时，应采取局部通风换气。应预防焊接空间积聚有害气体，必需时应有专员负责监护工作。
3.8.8在要求禁火区内，不准焊接。
3.8.9焊接作业可燃、易燃物料，和焊接作业点火源距离不应小于10米。
3.8.10焊接工作地点有以下情况时，严禁焊接：
A）堆存大量易燃物料，而又不可能采取防护方法时；
B）7.2可能形成易燃易爆蒸气或积聚爆炸性粉尘时。
3.8.11焊接车间或工作地域应配有足够灭火器材。存放灭火器材应经检验合格、有效。
3.8.12焊接工作完成应立即清理现场，根本消除火种，经检验确定完全清除危险后，方可离开现场。