管對接45°固定半自動CO2氣體保護焊

林雪紛

【摘 要】通過對20#無縫鋼管φ133mm×10mm對接45°固定半自動CO2氣體保護焊焊接工藝和焊接操作方法的闡述，說明了如何進行半自動CO2氣體保護焊焊工技能培訓鑒定指導。

【關鍵詞】半自動CO2氣體保護焊；焊接工藝；焊接操作方法

0 前言

CO2氣體保護焊是一種高效節(jié)能的焊接方法，所以在發(fā)達國家比較普及，約占所有焊接方法的60%～70%。十幾年來半自動CO2氣體保護焊在我國的工程機械、石油化工、建筑工業(yè)、電力設備及壓力容器壓力管道制造安裝行業(yè)逐漸大量推廣使用。如汽車制造車身焊接；建筑工業(yè)中的鋼屋架焊接以及橋梁制造鋼構焊接等等，均采用半自動CO2氣體保護焊。近幾年由于各項工程都需要焊接技術，焊工非常緊缺，因此外界企業(yè)不斷地輸送員工來我院進行CO2氣體保護焊培訓鑒定指導。為了提高焊工培訓鑒定質量，必須查找有關資料認真研究和分析，經過多次模擬焊接，編制出一套比較完善的半自動CO2氣體保護焊技能培訓指導教案，針對他們在焊接操作中存在的一些問題，采取一定的解決方案。

1 CO2氣體保護焊特點

CO2氣體保護焊是利用從噴嘴中噴出的CO2氣體隔絕空氣，保護熔池的一種先進的熔焊方法。它具有生產效率高，對油銹不敏感，焊接變形小，冷裂傾向小，操作簡單，成本較低，采用明弧焊，熱量集中等優(yōu)點。但與其它焊接方法對比，它具有飛濺大，弧光強，抗風力弱，操作時不夠靈活等缺點。為了確保焊縫成形好，半自動CO2氣體保護焊一般都采用直流反接和短路過渡形式焊接。

2 焊接工藝

2.1 焊接方法

采用半自動CO2氣體保護焊，管對接，45°固定焊，立向上焊接，材質為20#無縫鋼管，管試件規(guī)格為φ133mm×10mm。

2.2 焊接設備選擇

CO2氣體保護焊設備選用北京時代NB-350/A160-350電焊機。因為該焊機的焊接電源為平特性，短路電流大，容易引弧，不易粘絲，不易燒壞焊絲嘴，焊接工藝參數(shù)比較穩(wěn)定。

2.3 坡口形式選擇

由于管試件壁厚較大采用多層焊。為保證根部焊透，坡口形式采用V型坡口。因為CO2氣體保護焊使用的電流密度大，熔深較深，所以在坡口角度較小，鈍邊較大的情況下也能焊透。一般可以采用比手工電弧焊略小的坡口角度，以減少填充材料，提高焊接效率。

2.4 焊前準備及清理

1）將試件φ133mm×10mm采用機械方法加工坡口。并將坡口上、下兩側20mm內的水、油污、鐵銹等清理干凈。

2）檢查電、氣路是否暢通，送絲機構是否正常，噴嘴、導電嘴是否堵塞。

2.5 焊接工藝參數(shù)的選擇

合理選擇焊接工藝參數(shù)是保證焊縫質量，提高焊接效率的重要條件。

3 半自動CO2氣體保護焊操作中常見焊接缺陷產生的原因

3.1 氣孔

產生氣孔主要原因有CO2氣體純度較低；氣路有泄漏或沒有保護氣；施焊的周圍風較大，保護不良；氣體流量不合適；噴嘴被飛濺堵塞；焊槍傾角太大，容易吸入空氣；伸出長度太長或噴嘴位置太高；彈簧軟管內孔堵塞等。

3.2 未焊透

產生未焊透原因有坡口加工或裝配不當，即坡口太小、鈍邊太大，間隙太小，錯邊量太大等；接頭不好，未修磨或引弧不當；焊接工藝參數(shù)不合適；電弧位置不對，未對準坡口中心或偏向坡口的一側等。

3.3 未熔合

產生未熔合原因有打底焊道凸起太高，影響下一道焊接；焊接電流太小，焊槍角度不正確；焊絲橫向擺動到坡口邊緣時，未作必要的停留等。

4 焊接操作方法

因為管對接45°固定焊在空間位置上介于垂直固定和水平固定之間，是屬于操作技術難度較大的一種焊接位置。所以焊工在施焊中需結合二者之焊接操作特點。并注意以下幾點：選擇正確的持槍姿勢；保持焊槍與工件合適的相對位置；保持焊槍勻速向前移動；保持擺幅一致的橫向擺動。

4.1 裝配和定位焊

裝配定位焊，定位焊縫是正式焊縫的一部分，必須按工藝要求焊接定位焊縫。錯邊量應控制在≤1mm范圍內，定位焊長度控制在10mm左右。為了保證焊透接頭過渡良好，定位焊縫的兩端應打磨成斜坡形。如果發(fā)現(xiàn)定位焊縫上有缺陷，應打磨從新焊接定位焊縫。

4.2 打底焊

4.2.1 引弧

引弧應在管子6點鐘10mm處，采用碰撞引弧，焊槍不必抬起，防止焊槍抬起太高，電弧太長而熄滅。采用連續(xù)送絲法焊接，焊槍應與管兩側分別成90°，與焊接方向夾角為70°～80°。

4.2.2 前半圈的焊接

引弧后，焊槍暫停在引弧處不動，當坡口一側形成熔池后，再將焊槍迅速移到坡口的另一側，形成一個完整的背面成形。然后焊絲作小幅度鋸齒形擺動，形成熔孔后轉入正常焊接。焊接時坡口根部兩邊緣應稍作停頓，使熔敷金屬與母材充分熔合，并控制好熔孔直徑。在仰焊部位焊接較難掌握，會出現(xiàn)頂絲現(xiàn)象，因此焊接時手要穩(wěn)動作準確，熔孔大小控制適當。焊接立焊位置時，采用鋸齒形擺動，熔孔比仰焊時稍小些。焊接平焊位置時，為防止背面成形過高，應采用月牙形擺動，熔孔比立焊時稍小。

4.2.3 收弧

前半圈的收弧點應過管子12點鐘10mm處。電弧在坡口邊緣上收弧，防止產生裂紋、縮孔等。

4.2.4 后半圈的焊接

在焊接后半圈時，為保證焊縫接頭質量，應將前半圈的起弧處和收弧處進行打磨成斜坡形。在斜坡后5～10mm處引弧，電弧向熔池前端移動，將電弧熱量集中到坡口間隙處形成熔孔后正常焊接。操作方法與前半圈相同。

4.2.5 檢查

焊完打底層，應認真檢查焊縫有無裂紋、氣孔、未焊透等缺陷，如有應將其磨掉從新再焊。

4.3 填充焊

1）焊前先清理打底焊道表面及坡口兩側的熔渣和飛濺，清除噴嘴和導電嘴上的飛濺，控制層間溫度。

2）送絲方法和焊槍角度與打底焊基本相同。

3）由于45°位置比較特殊，因此在焊接填充層時采用斜圓圈形運條。下坡口在前、上坡口在后，兩側稍作停留，中間運絲速度稍快。熔敷金屬表面要低于母材表面1～1.5mm，同時要注意坡口邊不要被電弧擦傷避免影響蓋面層的焊接。

4）收弧和接頭方法與打底焊基本相同，接頭位置與打底層應錯開。

4.4 蓋面焊

施焊前先把填充層表面的熔渣和飛濺清理干凈，控制層間溫度。其操作方法與填充層基本相同，但電弧在坡口邊應稍作停留，以保證熔池與坡口邊更好地熔合避免產生咬邊?？p表面成形美觀整齊，余高以0.5～1.5mm為宜。

5 焊后檢驗

按照《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》進行焊后一系列的檢驗。

1）焊后焊縫外觀檢查，無氣孔、裂紋、未熔合、未焊透、焊瘤等缺陷。焊縫外形尺寸均符合《考規(guī)》要求。

2）外觀檢查合格后，按JB4730《壓力容器無損檢測》進行射線探傷，焊縫質量等級Ⅱ級為合格。

3）根據GB/T232《金屬材料彎曲試驗方法》的規(guī)定進行彎曲試驗。

6 結論

我院近兩年來，采用以上CO2氣體保護焊的焊接工藝和焊接操作方法對焊工進行技能培訓指導，按《鍋爐壓力容器壓力管道焊工培訓和管理規(guī)則》進行考核，合格率達90%以上。實踐證明在培訓過程中只要我們對學員能夠認真負責、耐心指導并結合技能培訓教案，學員便能較快地掌握半自動CO2氣體保護焊的焊接技術，并能熟練地運用到工程施工當中。

【參考文獻】

[1]焊工取證上崗培訓教材[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2008，1.

[2]職業(yè)技能鑒定教材：焊工[M].中國勞動社會保障出版社，2014，3.

[3]鍋爐壓力容器壓力管道焊工考式與管理規(guī)則[S].國家質量監(jiān)督檢驗疫總局頒發(fā).

[責任編輯：田吉捷]