CO2氣體保護(hù)焊陶瓷襯墊單面焊雙面成型的技術(shù)探討

摘要：近年來，隨著大型船舶建造和大型鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝的焊接的需要，CO2氣體保護(hù)焊陶瓷襯墊單面焊雙面成型工藝在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。在實(shí)際造船和鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，存在大量開坡口板與板的對(duì)接焊以及開坡口的管板全熔透角焊縫，傳統(tǒng)的做法是打底焊，填充焊，蓋面焊，然后背面碳弧氣刨清根，并采用角向磨光機(jī)打磨光亮，去除飛濺、毛刺等雜質(zhì)后，再進(jìn)行背面焊接。采用CO2氣體保護(hù)焊陶瓷襯墊單面焊雙面成型，可以一次成形，省去了碳弧氣刨的環(huán)節(jié)、打磨的工作，特別是一些背面沒辦法焊接的地方，生產(chǎn)效率大大提高，在工程實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。

Abstract： In recent years， with the construction of large ships and large steel structure on-site installation of welding needs， CO2 gas shielded welding ceramic liner single-sided welding double-sided forming process has been widely used in production. In actual shipbuilding and steel structure production， there are a lot of open groove plate and plate butt welding and open groove tube plate full penetration fillet weld， it may be traditional for the backing welding， filling welding， cosmetic welding， and then on the back of the carbon arc air gouging root， and uses the angle grinder grinding light， after the removal of impurities such as splash， burr， then take welding on the back. The use of CO2 gas shielded welding ceramic liner single-sided welding double-sided forming， can be formed at a time， save the carbon arc air planning， polishing work， special is some back can not be welded， the production efficiency is greatly improved， in engineering practice has been widely used.

關(guān)鍵詞：CO2氣體保護(hù)焊;陶瓷襯墊;單面焊雙面成型

Key words： CO2 gas welding;ceramic liner;single-sided welding double-sided forming

0? 引言

CO2氣體保護(hù)焊（簡(jiǎn)稱CO2焊）是一種高效的焊接方法，在大型船舶分段建造上得到了廣泛的應(yīng)用。提高了整個(gè)造船焊接的生產(chǎn)率和降低了勞動(dòng)生產(chǎn)成本。CO2氣保護(hù)焊的勞動(dòng)生產(chǎn)率比手工電弧焊高，尤其是大厚板焊時(shí)幾乎是手工電弧焊的3倍以上。但是對(duì)于平角焊縫，CO2焊與鐵粉焊條手工焊效率幾乎相同，有時(shí)候陶瓷襯墊CO2焊單面焊比雙面手工電弧焊效率高不了多少，因此有人認(rèn)為CO2焊只有在特定的條件下才有明顯效果。而在某些場(chǎng)合下高的效率被它較大的勞動(dòng)強(qiáng)度所抵消。其實(shí)不然，人們忽視了一個(gè)十分重要的問題，即焊接變形。在任何情況下，采用CO2焊，整個(gè)結(jié)構(gòu)的變形量是最小的。而手工電弧焊，不僅局部變形大（如焊縫角變形）而且整個(gè)結(jié)構(gòu)變形量也大，甚至結(jié)構(gòu)走樣，需投入大量的火工進(jìn)行矯正，這在施工現(xiàn)場(chǎng)是經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象。

1? CO2氣體保護(hù)焊的特性

任何一種焊接方法，由于其工藝特點(diǎn)，焊縫的成型也各具一格，如埋弧自動(dòng)焊的焊縫是美觀的，如果要求手工焊的焊縫也須如此，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。

實(shí)芯焊絲的CO2焊由于焊絲熔化速度快，母材接受的電弧熱量比較小，所以焊縫凸出，形狀見圖1，增強(qiáng)量“e”相對(duì)大些。

此外，實(shí)芯CO2焊弱點(diǎn)是“怕風(fēng)”。CO2氣體純度不高（含水量超標(biāo)），或供氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，焊縫中就可能有氣孔產(chǎn)生。在一般結(jié)構(gòu)上有若干氣孔問題不大，若氣孔在水密部位上，密性試驗(yàn)時(shí)就會(huì)“原形畢露”給“捉漏”增添了不少麻煩，所以曾有“水密”部位CO2焊不能用的規(guī)定。

在實(shí)芯焊絲幾乎被藥性焊絲所代替的今日，藥芯焊絲CO2焊由于氣、渣混合保護(hù)的良好的效果，一般情況下，不存在成型和氣孔問題，船體結(jié)構(gòu)上，水密部位的焊接工作量還是大量的。

2? 陶瓷襯墊的介紹

陶瓷襯墊是CO2氣體保護(hù)焊中確保雙面成型的關(guān)鍵材料。襯墊在保護(hù)和使用前都保證干燥，否則影響焊接質(zhì)量，最好在60度的干燥房?jī)?nèi)保管，使用時(shí)應(yīng)隨取隨用。特別是在潮濕季節(jié)，室外露天隔夜襯墊作報(bào)廢處理。襯墊在貼敷時(shí)，要保證襯墊與板材的緊密度，不允許焊縫區(qū)域存有油污和水漬。為此，在貼敷襯墊時(shí)，接頭兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)，應(yīng)進(jìn)行清理和干燥處理，更不要有焊瘤、碼腳等凸突部分，否則，應(yīng)磨平后方能貼敷襯墊。一般襯墊中間都會(huì)有一條紅色的對(duì)準(zhǔn)線（不包括圓柱那種），貼的時(shí)候?qū)?yīng)板縫中間。還有一點(diǎn)很正要，貼襯墊的時(shí)候一定要把鐵板表面的灰塵清理干凈，要不會(huì)貼不緊，焊接的時(shí)候容易脫落。陶瓷襯墊的結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。陶瓷襯墊的單段圖片和整條圖片分別如圖3、圖4所示。

3? 陶瓷襯墊CO2單面焊的坡口型式

陶瓷襯墊應(yīng)用在CO2單面焊，對(duì)保證焊接質(zhì)量，改善焊工的勞動(dòng)條件（尤其狹小艙室），減輕焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度起到了很好的作用。但在應(yīng)用中如果忽視了坡口加工要求，就有可能導(dǎo)致焊縫反面成型不良，因此要應(yīng)用單面焊的拼縫，必須用自動(dòng)切割機(jī)來開坡口;其次切割時(shí)，關(guān)鍵是確保坡口間隙，因?yàn)榉疵娉尚偷膬?yōu)劣起碼一半取決于間隙的大小。理想的間隙是6mm左右，至于坡口角度，由于所處的位置不同，要求也不一樣，平對(duì)接坡口（見圖5），開的是對(duì)稱V型不留根坡口，坡口角度在±5°內(nèi)變化，對(duì)反面成型幾乎無(wú)多大影響。

橫對(duì)接坡口情況則不同了， 雖然開的也是不留根V型坡口，但是坡口上下兩部分的角度卻不相同（見圖6）。當(dāng)橫向拼縫的下端與水平線的夾角超過15°時(shí)，下端面就不開坡口（見圖7），只有這樣，才能避免因下端面坡口過大而可能造成熔池金屬向下流淌，操作困難的狀況，也可克服反面焊縫增強(qiáng)畸型現(xiàn)象。

4? 陶瓷襯墊CO2單面焊的操作要領(lǐng)

由于陶瓷襯墊是非金屬處坡口中心位置，坡口本身又有間隙，如果按習(xí)慣方法，直接在坡口中央引弧，顯然是錯(cuò)誤的，極有可能損壞襯墊，而且不易引弧，正確的做法是在坡口斜邊上引弧（見圖8），電弧穩(wěn)定后焊絲移至坡口底部，待熔池在襯墊上形成后，焊絲沿坡口的兩邊緣作來回?cái)[動(dòng)，擺動(dòng)的頻率與幅度，焊工可根據(jù)坡口的情況（主要是間隙大小）自行調(diào)整。

坡口上面按裝有定位“馬板”時(shí)，焊絲移動(dòng)到“馬板”處須熄弧，如果直接在坡口中央熄弧容易產(chǎn)生弧坑裂縫（俗稱龜裂），因此熄弧前應(yīng)將電弧往回移至已焊好的焊道上（往回移的長(zhǎng)度約15mm以上）再熄弧，弧坑裂縫即可避免。重新引弧時(shí)如不將弧坑附近的熔渣去除，而直接在連接處引弧，反面焊縫就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脫節(jié)缺陷，所以重新引弧前，弧坑附近熔渣一定要認(rèn)真去除。引弧地點(diǎn)應(yīng)離開連接處一段距離，引弧后再移至熄弧處，那么連接處的脫節(jié)缺陷即可克服。

單面焊的“正面焊縫”與“反面焊縫”的看法：不管采用何種形式的單面焊，一般均開不留根的V型坡口，反面的同隙總是小于正面的坡口寬度，焊后正面焊縫寬度肯定大于反面焊縫寬度。從性能來看（機(jī)械性能）這兩部分并無(wú)明顯的差異，但是人們有一種著法，總要求焊縫的正面處于結(jié)構(gòu)的外表面，反面處于內(nèi)部。

在實(shí)際施工中，情況有時(shí)正好相反（如胎架上制造的旁板相鄰板間的拼縫）就通不過了，因此不得不將分段翻來覆去滿足這個(gè)要求，這就極大地限制了單面焊的應(yīng)用范圍。

5? 結(jié)束語(yǔ)

CO2氣體保護(hù)焊陶瓷襯墊單面焊雙面成型，既可以保證背面焊縫的成型的質(zhì)量，同時(shí)減少碳弧氣刨的環(huán)節(jié)，改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，陶瓷襯墊的供應(yīng)商可提供不同大小，不同形狀的陶瓷襯墊，供大家選用。同時(shí)，CO2氣體保護(hù)焊陶瓷襯墊單面焊雙面成型焊接外形美觀，機(jī)械性能滿足規(guī)范的要求，在船舶行業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：沈根平（1973-），焊接和管理雙學(xué)士，焊接高級(jí)技師， 高級(jí)講師，主要從事焊接理論與實(shí)習(xí)一體化教學(xué)、焊接質(zhì)量控制的研究。