CO2陶质衬垫单面焊双面成型焊接工艺规范[1].docx

CO2陶质衬垫单面焊双面成型焊接工艺规范
1 范围
本标准规定了CO2陶质衬垫单面焊双面成型焊接的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本标准适用于CO2陶质衬垫单面焊双面成型焊接。可用于焊接（8～50）mm厚度的船用A、B、D级钢及AH32、AH36、DH32、DH36和EH32、EH36高强度钢的平、立、横位置对接接头和部分角接接头焊缝。
2 规范性引用文件
GB/T3715-1995 陶质焊接衬垫
GB6052-85 工业液化二氧化碳
CB/T3802-1997 船体焊缝表面质量检验要求
Q/SWS42-010-2003 焊缝返修通用工艺规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。
3.1 CO2陶质衬垫单面焊
是借助于陶质衬垫衬在接缝背面，利用衬垫的耐高温性作背面焊缝成型的依托，实现单面焊双面成型的一种焊接工艺。其焊接原理见图1。

图1 焊接原理示意图
4 焊接前准备
4.1 焊丝
CO2陶质衬垫单面焊焊接所选用的焊丝必须得到船级社认可，拆包后的焊丝应表面无油污、锈、水份等杂质。
4.2 CO2气体
CO2气体质量应符合GB6052-85《工业液化二氧化碳》规定的Ⅰ类和Ⅱ类一级标准。
4.3 衬垫
CO2陶质衬垫单面焊焊接所选用的衬垫必须符合CB/T 3715-95《陶质焊接衬垫》，并得到船级社的认可。
4.4 CO2陶质衬垫单面焊与埋弧自动焊方法混合使用时的焊接材料，见表1。
表1 与埋弧自动焊方法使用的材料
钢种
焊接材料
牌号
级别
一般强度钢
焊丝
H08A
2Y
焊剂
SH431
高强度钢
焊丝
US-43
3Y
焊剂
PFH-55
焊丝
H10Mn2G/H10Mn2
焊剂
SH331/H101

4.5 焊接设备
4.5.1 本规范所使用的焊机为CO2气体保护焊用焊机，并应严格进行定期检测维修，确保使用中焊机各种操作性能良好。
4.5.2 焊接所使用的保护气体流量计应严格按规定定期计量，以确保使用过程中流量计的准确性和稳定性。
4.6 坡口型式
4.6.1 平、立位置的对接接缝坡口型式，见图2。

图2 平、立位置对接接缝坡口型式

4.6.2 横位置的对接拼缝坡口型式，见图3。

图3 横位置对接拼缝坡口型式

4.6.3 角接全熔透焊缝坡口型式，见图4

图4 角接全熔透焊缝坡口型式

4.6.4 当板厚差δ1－δ2≥3 mm时，对厚板需进行削斜，削斜长度 L = 4 （δ1－δ2），其坡口型式见图5。

图5 板厚差≥3mm时的对接接缝坡口形式

4.7 焊前清理
4.7.1 焊前，焊工必须对焊接坡口及坡口两侧各宽20mm范围内，清除氧化物、水份、油污等。
4.7.2 当焊缝清理后未能及时焊接并因气候或其它原因影响而积水，受潮、生锈时，在焊接前应重新清理。
4.8 安全卫生
4.8.1 焊接操作者必须使用面罩、安全帽、皮手套等遮光保护用具，防止灼伤和烫伤。
4.8.2 工作中，应注意周围环境是否有易燃易爆物品，以防止飞溅引起的火灾事故。
4.8.3 狭小舱室或密闭舱室应采取必要的通风排气措施。
4.8.4 焊接结束后，焊工需做到工完、料尽、场地清。
5 人员
5.1 凡是参与该工艺焊接的焊工必须持有船级社颁发的操作考试合格证方能上岗，并只能从事与其考试相应等级范围内的焊缝焊接。
5.2 焊工上岗前，必须带好一切必备工具，如锤子、钢丝刷、钢丝钳等。
5.3 焊工操作前，必须检查使用的焊机、气管、气体流量计是否完好，待确定无误后方能开始焊接。
5.4 每天焊接结束后，焊工需将剩余的焊接材料送回材料间保管。
6 工艺要求
6.1 引熄弧板、定位马的安装
6.1.1 引熄弧板的尺寸为（150×100）mm，安装方式见图6。

图6 引熄弧板的尺寸及安装方式

6.1.2 引熄弧板选用的厚度必须符合表3要求
表3 引熄弧板选用的厚度
拼板板厚（mm）
14≤t
≤16
16＜t
≤18
18＜t
≤20
20＜t
≤22
22＜t
≤24
24＜t
≤26
26＜t
≤28
28＜t
≤30
引熄弧板（mm）
16
18
20
22
24
26
28
30

6.1.3 引熄弧板的安装，必须保证引熄弧板与拼板的背面齐平。
6.1.4 引熄弧板安装后，需在引熄弧板上沿焊缝方向，采用碳弧气刨进行坡口的开启，引弧端，坡口长度≥30mm，熄弧端，坡口长度≥50mm。坡口深度略高于拼板焊缝2mm左右，并与拼板焊缝连续过渡。
6.1.5 定位马的规格见图7。

图7 定位马的规格
6.1.6 定位马需安装在粘贴衬垫的一面，定位马的间隔为(250～300)mm，当衬垫与衬垫连接时，为使衬垫与钢板粘合紧密，必要时，可在该连接处增加定位马。
6.2 衬垫的安装
6.2.1 衬垫的安装必须与钢板粘合紧密，衬垫与衬垫衔接处应相互推紧无间隙。
6.2.2 衬垫安装后，在定位马处用木楔敲紧，以防止衬垫在焊接中受热而松动。
6.3 焊接规范
不同的板厚、坡口间隙，由于其焊道数不同，则焊接参数的选择也略有不同，下列各表推荐的参数仅为经验数值。
6.3.1 CO2陶质衬垫单面焊平对接焊接参数见表4
表4 单面焊平对接焊接参数
图 示
焊丝直径（mm）
焊道
焊接电流（A）
电弧电压（V）

药芯焊丝
φ1.4
1
200~220
24~26
2
240~260
26~28
3~
280~300
28~30

6.3.2 CO2陶质衬垫单面焊立对接焊接参数见表5
表5 单面焊立对接焊接参数
图 示
焊丝直径（mm）
焊道
焊接电流（A）
电弧电压（V）

药芯焊丝
φ1.4
1
160~180
22~24
2~6
180~200
24~26
7~
180~210
25~27

6.3.3 CO2陶质衬垫单面横对接焊焊接参数见表6
表6 单面横对接焊焊接参数
图 示
焊丝直径（mm）
焊道
焊接电流（A）
电弧电压（V）

药芯焊丝
φ1.4
1
200~220
25~27
2~3
220~240
26~28
4~9
240~260
28~30
10~
220~240
26~28

6.3.4 CO2半自动焊与埋弧自动混合焊焊接参数见表7
表7 CO2半自动焊与埋弧自动混合焊焊接参数
图 示
焊接方法
焊道
焊接电流（A）
电弧电压（V）

CO2半自动焊
1
180~200
24~26
2~3
220~240
28~30
埋弧自动焊
4~
750~800
32~35

6.4 室外焊接时，当风速超过2m/sec，焊接中必须采取相应的挡风措施，下雨时不得焊接。
7 工艺过程
7.1 CO2半自动单面焊打底层焊接时，焊接电流按焊接参数严格控制，以防止产生裂纹。
7.2 打底层焊接中，坡口两根趾应完全熔透，对于坡口间隙较大时，可进行适当的手势摆动，两根趾处略作停顿，以确保焊缝背面成型良好。
7.3 在打底层焊接中，由于各种原因需作停顿时，重新引弧应采用热接法接头，即前一次熄弧后，待熔池尚未冷却，随即引弧开始正常焊接。如熔池已完全冷却，需重新引弧前，必须用碳刨或砂轮对弧坑进行修整，使弧坑形成圆滑过渡状，然后再引弧进行正常焊接。
7.4 焊接过程中，任何一层或一道的焊接必须从引弧板的坡口起点焊接，焊缝的终点收弧需焊至熄弧板的坡口终止。
7.5 拼缝坡口已安装好衬垫后，应立即开始焊接并连续一次完成，第二层的焊接随即也应马上进行以防止打底层的焊缝难以承受焊接应力而形成裂缝。
7.6 当焊接位置倾斜时，必须采用上坡焊。
8 检验
8.1 背面焊缝
焊接结束后，焊工需去除焊缝背面衬垫，并检查背面焊缝是否符合要求，修补标准见表9。
表9 修补标准
缺陷种类
修补标准
修补要领
焊缝不成型
不成型部分修补
碳刨清根，然后用手工焊或CO2半自动焊修补
焊缝成型不良
1、余高＜1mm需修补；
2、余高＞5mm需修补；
1、余高过低，用手工焊或CO2半自动焊加焊，并用砂轮修磨光顺；
2、余高过高，可用碳刨或砂轮修磨。
焊瘤
咬边
焊瘤除去
咬边深度＞0.5mm需修补
选用碳刨或砂轮修磨；
咬边部分选用手工焊或CO2半自动焊修补，并用砂轮修磨光顺
缩孔
修补
选用碳刨去除，然后用手工焊或CO2半自动焊修补
裂纹
除去
裂纹部分选用碳刨去除，然后用手工焊或CO2半自动焊修补

8.2 正面焊缝
8.2.1 正面焊缝外观检查按CB/T3802-1997《船体焊缝表面质量检验要求》执行。
8.2.2 正面焊缝的修补按Q/SWS42-010-2003《焊缝返修通用工艺规范》要求进行。