20鋼板焊接工藝設計

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1、蒞蝿羈莈蚄螈肀膁蝕螇節(jié)莆薅螆羂艿蒁螅肄蒅莇螄膇芇蚆螄袆蒃薂袃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄螃袀羃肇蠆衿肅莂薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂羂膈蒅蚈羂芁羋薄羈羀蒄蒀薇肂芇莆薆膅蒂蚄蚆襖芅薀蚅羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇蟻肅膄薃蝕膆莀葿螀裊膃蒞蝿羈莈蚄螈肀膁蝕螇節(jié)莆薅螆羂艿蒁螅肄蒅莇螄膇芇蚆螄袆蒃薂袃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄螃袀羃肇蠆衿肅莂薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂羂膈蒅蚈羂芁羋薄羈羀蒄蒀薇肂芇莆薆膅蒂蚄蚆襖芅薀蚅羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇蟻肅膄薃蝕膆莀葿螀裊膃蒞蝿羈莈蚄螈肀膁蝕螇節(jié)莆薅螆羂艿蒁螅肄蒅莇螄膇芇蚆螄袆蒃薂袃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄螃袀羃肇

2、蠆衿肅莂薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂羂膈蒅蚈羂芁羋薄羈羀蒄蒀薇肂芇莆薆膅蒂蚄蚆襖芅薀蚅羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇蟻肅膄薃蝕膆莀葿螀裊膃蒞蝿羈莈蚄螈肀膁蝕螇節(jié)莆薅螆羂艿蒁螅肄蒅莇螄膇芇蚆螄袆蒃薂袃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄螃袀羃肇蠆衿肅莂薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂羂膈蒅蚈羂芁羋薄羈羀蒄蒀薇肂芇莆薆膅蒂蚄蚆襖芅薀蚅羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇蟻肅膄薃蝕膆莀葿螀裊膃蒞蝿羈莈蚄螈肀膁蝕螇節(jié)莆薅螆羂艿蒁螅肄蒅莇螄膇芇蚆螄袆蒃薂袃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄螃袀羃肇蠆衿肅莂薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂羂膈蒅蚈羂芁羋薄羈羀蒄

3、蒀薇肂芇莆薆膅蒂蚄蚆襖芅薀蚅羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇蟻肅膄薃蝕膆莀葿螀裊膃蒞蝿羈莈蚄螈肀膁蝕螇節(jié)莆薅螆羂艿蒁螅肄蒅莇螄膇芇蚆螄袆蒃薂袃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄螃袀羃肇蠆衿肅莂薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂羂膈蒅蚈羂芁羋薄羈羀蒄蒀薇肂芇莆薆膅蒂蚄蚆襖芅薀蚅羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇蟻肅膄薃蝕膆莀葿螀裊膃蒞蝿羈莈蚄螈肀膁蝕螇節(jié)莆薅螆羂艿蒁螅肄蒅莇螄膇芇蚆螄袆蒃薂袃羈芆蒈袂肁蒁莄袁膃芄螃袀羃肇蠆衿肅莂薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂羂膈蒅蚈羂芁羋薄羈羀蒄蒀薇肂芇莆薆膅蒂蚄蚆襖芅薀蚅羇蒀蒆蚄腿芃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇蟻肅膄薃蝕膆莀葿螀裊膃蒞蝿羈莈

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5、薅袈膇膅蒁袈袇莁莇袇罿膃蚅羆肂荿薁羅膄膂蕆羄襖莇莃羃肆膀螂 20鋼板焊接工藝設計說明書 目錄 摘要1 1 母材的基本數據與焊接性1 1.1 母材的基本數據1 1．1.1 20鋼的介紹1 1.1.3碳鋼的化學成分1 1.1.4 20鋼的化學成分與基本力學性能 2 1.2．20 鋼的焊接性 2 1.2.1 碳當量分析 2 1.2.2 焊接性分析 3 1.2.3焊接時存在的問題3 2 焊接方法的選擇4 3 焊接工藝5 3.1 焊前準備 5 3.1.1 坡口設計 5 3.1.2 坡口加工方法與清理 5 3.1.3 焊件裝配 5 3.

6、1．4焊前預熱、層間溫度以及焊后熱處理 6 3.2 焊接參數的選擇6 3.2.1焊絲直徑的選擇 6 3.2.2焊接電流的選擇 7 3.2.3電弧電壓的選擇 7 3.2.4焊接速度的選擇 8 3.2.5焊絲伸出長度的選擇 8 3.2.6電流極性的選擇 8 3.2.7焊接回路電感值的選擇 8 3.2.8氣體流量的選擇 9 4.焊接設備9 5.焊接材料 10 5.1 氣體10 5.2 焊絲 11 5.2.1焊絲的選擇11 5.2.2焊絲的質量11 6 焊接實施方法及步驟 11 6.1引弧11 6.2焊接 12 6.3收弧 1

7、2 7 施焊時注意事項 12 8.焊常見缺陷、產生原因及特征與預防措施 12 9焊后檢測 14 10結語14 11 參考文獻15 20鋼板焊接工藝設計說明書 學生：若憶江南 指導教師：燕子 （CMME.CTGU） 摘要：分析普通低碳鋼的焊接性，以常見的低碳鋼板(20鋼，2－8100300)的焊接為例，研究了焊接方法的確定，焊接參數、焊接材料、焊接設備的合理選擇；指出了焊接施焊方法、步驟以及注意事項；討論了焊接缺陷及其預防措施以及焊后檢驗。 關鍵詞：低碳鋼；薄板；氣體保護焊；焊接工藝

8、 1 母材基本數據與焊接性 1.1 母材的基本數據 1．1.1 20鋼的介紹 碳鋼是鐵和碳的合金，碳鋼中除了以碳作為合金元素外，還有少量的Mn和Si有益元素，還有S、P等雜質。優(yōu)質碳素鋼的牌號用兩位數表示，20鋼是優(yōu)質碳素鋼，其w(C)=0.2%。碳鋼是鋼材中產量最多，應用最廣的材料，被用來制造大部分焊接結構。 1.1.2 碳鋼按含碳量的分類，如表1。 表1 碳鋼按含碳量的分類 1.1.3 碳鋼的化學成分，如表2所示。 表2 碳素結構鋼的化學成分表 1.1.4 20鋼的化學成分與基本力學性能 牌號 化學成分 20鋼 C Si Mn P S Ni Cr

9、 Cu 不大于 0.17~ 0．24 0.17~ 0.37 0.35~ 0.65 0.035 0.035 0.25 0.25 0.25 其化學成分和基本力學性能分別如表3、表4。 表3 20鋼的化學成分表 表4 20鋼的基本力學性能 牌號 力學性能 σb/Mpa σs/Mpa δ Ψ HBS（熱軋鋼） % 不小于 不大于 20 245 410 25 55 156 強度比15號鋼稍高，很少淬火，無回火脆性。冷變形塑性高、一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，氣焊時厚度小，外形要求嚴格或形狀復雜的制件上易發(fā)

10、生裂紋。切削加工性冷拔或正火狀態(tài)較退火狀態(tài)好、一般用于制造受力不大而韌性要求高的。 1.2．20 鋼的焊接性 1.2.1 碳當量分析 由前述20鋼的化學成分表計算其碳當量： 根據一般生產經驗，碳當量<0.40時，淬硬性較小，焊接性良好，焊接時一般不需要預熱、控制層間溫度或后熱（板厚太大時預熱）；=0.40-0.60時，淬硬傾向較大，焊性較差，一般需要預熱（如鋼號：30、35、45等）；>0.6時，淬硬傾向更嚴重，焊接性很差，焊前必須采用較高的預熱溫度，控制層間溫度和后熱，并采用低氫焊接工藝（如碳素鋼鑄件、碳素工具鋼）。 1.2.2焊接性分析 這里討論的－8100

11、300規(guī)格20鋼板，由于含碳量低,錳、硅含量也少,所以,通常情況下不會因焊接而產生嚴重硬化組織或淬火組織。其焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好,無回火脆性，但淬硬性淬透性較差。焊接時,一般不需要預熱、控制層間溫度和后熱,焊后也不必采用熱處理改善組織,整個焊接過程不必采取特殊的工藝措施,但如果結構件的剛度增大，則焊縫裂紋傾向也增大，焊接剛度大的構件時宜選用低氫焊接工藝，焊前預熱，焊后消除應力熱處理。 常用低碳鋼焊前預熱及焊后回火溫度見表5。 表5 常用低碳鋼焊前預熱及焊后回火溫度 鋼號 材料厚度∕mm 預熱溫度∕℃ 熱處理溫度／℃ Q235、10、15、20 ~50 — — ＞5

12、0~100 ＞100 600~650 25、20g、20r ~25 ＞50 600~650 ＞25 ＞100 600~650 這里討論的－8100300規(guī)格20鋼板，由于含碳量低,錳、硅含量也少,所以,通常情況下不會因焊接熱周期的快速冷卻而產生嚴重硬化組織或淬火組織。其焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好,無回火脆性，但淬硬性淬透性較差。因此,在焊接板厚小于70mm的焊件時，焊前不需預熱，不必嚴格保持層間溫度除了鍋爐壓力容器等重要的焊接結構外，一般不需要預熱、控制層間溫度和后熱,焊后也不必采用熱處理改善組織,整個焊接過程不必采取特殊的工藝措施,焊接性能優(yōu)良。 1.2.3焊接時存在

13、的問題 盡管如此，低碳鋼當采用高熱輸入焊接法焊接，或結構件的剛度增大使焊縫裂紋傾向也增大時，以及在其他一些情況下，也會出現各種問題，如： 1) 焊縫金屬的熱裂紋問題。在直邊對接接頭的單面或雙面埋弧焊中，當母材的w(C)超過0.20，w（S）大于0.03，且板厚大于16mm時，往往會在焊縫的中心線形成熱裂紋。 2) 液化裂紋問題。若鋼材冶煉質量低劣，存在明顯的偏析帶，使硫磷等有害雜質含量局部偏高；當以高熱輸入焊接時，焊縫熔合區(qū)在高溫停留的時間較長，如焊接應變速率高于晶體變形能力的增長速度，就會產生液化裂紋。 3) 層狀撕裂問題在焊接厚度大于60mm的碳鋼厚板接頭時，如鋼材的冶煉質量較差，

14、存在較多的非金屬夾雜物，則在焊接應力較高的接頭中，在焊接熱影響區(qū)或靠近熱影響區(qū)部位，有時會形成層狀撕裂。 此外，某些焊接方法會減低低碳鋼焊接接頭的質量。如電渣焊，由于線能量大，回事焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)的晶粒長得十分粗大，引起沖擊韌度的嚴重下降，焊后必須經行細化晶粒的火處理，以提高沖擊韌度。 總之，低碳鋼是屬于焊接性最好、最容易焊接的鋼種，所有焊接方法都能適用于低碳鋼的焊接。 2 焊接方法的選擇 焊接方法必須根據被焊材料的焊接性、接頭形式、焊接厚度、焊縫空間位置、焊接結構特點及工作等多方面因素考慮后予以選擇確定。焊接方法的選擇原則是在保證產品質量條件下，優(yōu)先選擇常用的焊接方法。 20鋼

15、是焊接性良好的鋼種，所以各種方法都能應用，如手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊、電渣焊、氣焊、電阻焊、氬弧焊、釬焊等。其中常用的是手工電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氬弧焊、埋弧焊等。氣體保護焊具有焊接生產率高、成本低、變形量小、質量高等優(yōu)點，適用范圍廣等特點，初不適于焊接焊接容易氧化的有色金屬及其合金外，可以焊接碳鋼和合金結構鋼構件，甚至用于焊接不銹鋼也去的了較好的效果，在許多金屬結構的生產中已經逐漸取代了焊條電弧焊和埋弧焊，在汽車制造、機車和車輛制造、化工機械、礦山機械部門得到廣泛的應用。這里優(yōu)先選用常規(guī)的實心焊絲半自動氣體保護焊。 氣體密度較大，隔離空氣、保護焊接區(qū)的效果十分良好，氣體保護焊的

16、工藝特點： 1）電弧穿透能力強，焊絲熔化率高，生產率可比手工焊高1-3倍； 2）氣體保護焊的成本只有埋弧焊和手工電弧焊的40%-50%； 3）抗銹蝕能力較強，焊縫含氫量低。 4）合金元素燒損嚴重； 5）金屬飛濺增加； 6）引起CO氣孔。 解決上述問題的途徑是用含有Si、Mn、Al等脫氧元素的焊絲。 3 焊接工藝 3.1 焊前準備 焊前準備包括坡口設計、坡口加工、清理焊件、裝配等。 3.1.1坡口設計 焊采用細滴過渡時，電弧穿透力較大，熔深較大，容易燒穿焊件，所以坡口開得要小些，鈍邊適當大些，對接間隙不能超過2mm.如果用直徑1.6mm的焊絲，鈍邊可留4~6mm，坡口角度

17、可減小到45左右。板厚小于12mm的板材開I形坡口。 圖1 坡口形式 圖2 接頭形式 3.1.2 破口加工方法與清理 破口加工的方法主要有機械加工、氣割和碳弧氣刨等。焊時對坡口精度的要求比焊條電弧焊高。 焊定位焊縫之前應將坡口周圍10~20mm范圍內的油污、鐵銹、氧化皮及其他贓物去除，否則影響焊件質量。6mm一下板上的氧化膜對質量幾乎無影響；焊厚板時，氧化皮能影響電弧穩(wěn)定性，惡化焊縫成形及生成氣孔。為了去除氧化皮中的水分和油類，焊前最好用氣體火焰烤一下，但要充分加熱，否則，在焊件冷卻時會生成水珠。它進入坡口間隙反而會造成相反效果。 為了防銹，許多鋼板表面都涂有油漆，

18、焊接時不一定都要除去，要看對焊縫有無影響，有影響的涂料一定要出去，沒有影響的（如底料）可以不除去。 3.1.3焊件裝配 主要有定位焊和使用夾具兩種方法。定位焊縫是為了裝配和固定焊件上的接縫位置而進行的焊接。定位焊縫本身易產生氣孔和夾渣，也是導致隨后焊接時產生氣孔和夾渣的主要原因，所以必須認真的進行定位焊縫的焊接。定位焊縫盡可能使焊縫分布在焊縫的背面，當背面難以施焊時，可以在正面焊一條短焊縫，再焊時該處就不必再焊接。 裝配是為了防止焊接變形和維持預定的坡口，裝配質量對焊接質量有很大的影響，，一般小尺寸的規(guī)則零件采用夾具裝配。使用夾具定位時，應考慮磁偏吹的問題。 根據采用的坡口形式與接頭

19、形式，對－8100300的裝配，采取簡單的方法，直接在焊接平臺上裝配好后用重塊壓住即可，焊完一側之后徹底清根，再翻身焊接另一側。 圖3 焊件裝配示意圖（擱置于焊接平臺上） 3.1．4 焊前預熱、層間溫度以及焊后熱處理 由對焊接性的分析及表5可知，不需要焊前預熱、焊后熱處理，由于采用I形坡口雙面焊，不需要控制層間溫度。 3.2 焊接參數的選擇 焊的焊接參數較多，主要包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、焊絲伸出長度、電流極性、焊接回路電感值和氣體流量等。由于碳鋼和低合金鋼的二氧化碳保護焊接在實際工程中的應用較多，已有比較成熟的焊接參數經驗組合，現截取文

20、獻中推薦的焊接參數如表6： 表6 水平對接半自動焊接參數（片段） 焊件厚度∕mm 焊絲直徑∕mm 接頭形式 裝配間隙／mm 焊接參數 備注 焊接電流∕A 電弧電壓／∕V 電感∕mH 焊接速度／mh-1 焊絲伸出長度／mm 氣體流量／Lmin-1 雙面焊（兩面參數不同） 9 1.6 I形雙面焊 0~ 1.5 340 33.5 0.4~0.8 27 15~ 27 20 360 34 下面將依據此表并具體結合本文討論的規(guī)格鋼板選取焊接工藝參數。 3.2.1焊絲直徑的選擇 厚度為1－4mm時，應采用直徑0.5—1.2mm的焊絲。厚度大

21、于4mm時，應采用直徑大于或等于1.6mm的焊絲。直徑為1.6mm和2.0mm的焊絲可用于短路過渡和細顆粒過渡焊接，而直徑大于2.0mm的焊絲只能用于細滴過渡焊接，焊絲直徑的選擇見表7。 表7 焊絲直徑的選擇 焊絲直徑∕mm 熔滴過渡形式 板厚∕mm 焊接位置 0.8 短路 1.5~2.3 全位置 細滴 2.5~4 水平 1.0~1.2 短路 2~8 全位置 細滴 2~12 水平 1.6 短路 3~12 立、仰、橫 ≥1.6 細滴 ＞6 水平 這里，板厚為8mm,則應選直徑大于或等于1.6mm的焊絲，又因為焊絲直徑的為1.6mm時，短路

22、過渡不適用于平焊，故，根據表7的最后一行，應采用直徑1.6mm焊絲，細滴過度。 3.2.2焊接電流的選擇 焊接電流的作用是熔化焊絲和工件，同時也是決定熔深的最主要因素。焊接電流的使用范圍隨焊絲直徑和熔滴過渡形式的不同而不同。焊絲直徑為1.6mm且短路過渡時，應選用焊接電流小于200A，能得到飛濺小成形美觀的焊道。細顆粒過渡的焊接電流選用在350A以上，能得到熔深較大的焊道，常用于厚板焊接。焊接電流的選擇可參照表8。 表8 焊接電流的選擇 焊絲直徑∕mm 焊接電流∕A 細滴過渡(電弧電壓30~50V） 短路過渡（電弧電壓16~22V） 0.8 150~250 60~160

23、 1.2 200~300 100~175 1.6 350~500 120~180 2.4 600~750 150~200 可見，按表8選取焊接電流并參照表6，討論的鋼板厚度不大，為防止燒透，將表6中的電流值在保證熔滴過渡形式的條件下適當減小選取焊接電流依次為340A和350A。 3.2.3電弧電壓的選擇 電弧電壓是焊接參數中很重要的一個參數。電弧電壓的大小決定了電弧的長短和熔滴的過渡形式，它對焊縫成形、飛濺、焊接缺陷以及焊縫的力學性能有很大的影響、電弧電壓對焊接過程和對金屬與氣體間的冶金反應的影響均比焊接電流大，且隨著焊絲直徑的減小，這種影響程度增大。 實現短路過渡的

24、條件之一是保持較短的電弧長度，即低電壓。但電弧電壓過低，電弧引燃困難，焊絲會插入熔池，使得電弧不能穩(wěn)定燃燒；若過高，則短路過渡轉變?yōu)榇值蔚拈L弧過渡，焊接過程不穩(wěn)定。 為獲得良好的工藝性能，應選擇最佳的電弧電壓值，該值是一個很窄的區(qū)間，一般只有1－2V的范圍。其選擇見表9。 表9常用焊接電流及電弧電壓的適用范圍 焊絲直徑∕mm 短路過渡 滴狀過渡 焊接電流∕A 電弧電壓∕V 焊接電流∕A 電弧電壓∕V 0.6 40~70 17~19 0.8 60~100 18~19 1.0 80~120 18~21 1.2 100~150 19~

25、23 160~400 25~35 1.6 140~200 20~24 200~500 26~40 2.0 200~600 27~40 2.5 300~700 28~42 3.0 500~800 32~44 按表選取焊接電弧電壓，由于其對熔深的影響較小，可按照表6選取，即分別為33.5V和34V。 3.2.4焊接速度的選擇 主要依據生產效率和焊接質量來選擇。速度過快，保護效果差，同時使冷卻速度加快，使焊縫塑性降低，且不利于焊縫成形，易咬邊；速度過慢，熔敷金屬在電弧下堆積，電弧熱和電弧力受阻，焊道不均勻，焊縫組織粗大。實際生產中，焊

26、速不超過0.5m/min，即30m/h,再考慮到鋼板較薄，不易選擇過大的焊速，取27m/h。 另外，根據接頭和坡口尺寸、焊接速度、焊絲直徑、及焊接層數，可以在此估計送絲速度——認為裝配前坡口的體積約等于焊接熔敷金屬即焊絲的體積，則可得所需焊絲的長度約等于 焊接所需時間 因此，焊機的送絲速度約為 3.2.5焊絲伸出長度的選擇 由于短路過渡時采用細絲，因而在在焊絲伸出長度上產生的電阻熱很大，成為焊接參數中不可忽視的因素。在其他焊接參數一定的情況下，焊絲伸出長度增大，焊接電流下降，熔深也減小；焊絲上的電阻熱也增大，有利于熔化焊絲，從提高生產效率來看是有

27、利的。但過大，焊絲容易發(fā)生過熱而成段熔斷，飛濺嚴重，影響焊接質量。另外氣體保護效果也變差。過小，會妨礙觀察電弧，影響焊工操作。且易使飛濺堵塞噴嘴，還會使導電嘴過熱而夾住焊絲，甚至燒毀導電嘴。根據生產經驗，焊絲伸出長度應為焊絲直徑的10—12倍。這里選取16mm。 3.2.6電流極性的選擇 焊主要采用直流反接法。 表10 極性的應用范圍及特點 電流極性 應用范圍 特點 直流反接 短路過渡及滴狀過渡的普通焊接，一般材料的焊接 飛濺小，電弧穩(wěn)定，焊縫成形好，熔深大，焊縫金屬含氫量低 直流正接 高速焊接，堆焊，鑄鐵補焊 焊絲熔化速率高，熔深淺，熔寬及余高較大 選用直流

28、反接。 3.2.7焊接回路電感值的選擇 焊接回路電感主要用于調節(jié)電源的動特性，來獲得合適的短路電流增長速度di/dt，從而減小飛濺，并調節(jié)短路頻率和燃燒時間，以控制電弧熱量和熔透深度。焊接回路的電感值應根據焊絲直徑和焊接位置來選擇。在短路過渡中，熔滴過度周期短，需要較大的di/dt，應選擇較小的電感值；粗焊絲焊時熔化慢，熔滴過渡周期長，則需要較小的di/dt，需要較大的電感值。另外，在平焊位置焊接時要求短路電流增長速度di/dt比立焊和仰焊時低些。焊接回路的電感值的選擇見表11。 表11 焊接回路電感值的選擇 焊絲直徑∕mm 焊接電流∕A 電流電壓∕V 電感∕mH 短路電流

29、增長速度∕kAs-1 0.8 100 18 0.01~0.08 50~150 1.2 130 19 0.02~0.50 40~130 1.6 160 20 0.30~0.7 20~75 1.6 500 40 0.4~0.8 因此這里選擇細滴過渡的第四行，0.4~0.8mH。 3.2.8氣體流量的選擇 氣體流量的大小主要是根據對焊接區(qū)域的保護效果來決定。在焊接電流較大、焊接速度較快、焊絲伸出長度較長以及在室外作業(yè)等情況下，氣體流量要適當加大，以使氣體有足夠的挺度，提高其看干擾能力。保護氣流量越大。焊接速度，焊絲干伸長越大，保護氣流量越大。內角焊

30、比外角焊保護效果好，保護氣流量應取下限。氣體流量過大或者過小，都將影響保護效果，容易造成焊接缺陷。氣體流量的選擇見表12。 表12 氣體流量選擇 焊接方法 細絲焊 粗絲焊 粗絲大電流焊 流量／Lmin-1 5~15 15~25 35~50 選用粗絲焊的流量，取20 Lmin-1 。 至此，焊接參數已全部選畢，整理于后頁表14。 4.焊接設備 半自動焊設備由以下幾部分組成：焊接電源、控制系統(tǒng)、送絲系統(tǒng)、焊槍和氣路系統(tǒng)等。半自動焊機的主要特點是自動送進焊絲，而焊槍的移動則是靠手工操作。在實際生產中，焊設備以半自動焊為主。查有關資料可知，NBC—400A半自動焊機用

31、來焊接厚度2mm以上的低碳鋼、低合金鋼。其基本參數如下表13。 表13 NBC—400A型半自動焊機基本技術數據 電源電壓∕V 額定容量∕kVA 工作電壓／V 電流范圍／A 送絲速度／mh-1 焊絲直徑／mm 送絲速度m/h 保護氣流量／Lmin 焊接速度／mh-1 焊絲盤容量／kg 380 32 19~45 100~ 500 80~ 1200 0.8~ 2.0 80~ 1200 15~25 10~180 12 表14 焊接參數 焊件厚度∕mm 焊絲直徑∕mm 接頭形式 裝配間隙／mm 焊接參數 備注 焊接電流∕A 電

32、弧電壓／∕V 電感∕mH 焊接速度／mh-1 焊絲伸出長度／mm 送絲速度m/h 氣體流量／Lmin-1 雙面焊（兩面參數不同） 9 1.6 I形雙面焊 0~ 1.5 340 33.5 0.4~0.8 27 16 80 20 350 34 5.焊接材料 焊用的焊接材料主要指氣體、焊絲。 5.1 氣體 純氣體是無色，略帶有酸味的氣體。密度為1.97kg/m，比空氣重。在常溫下把氣體加壓至5~7Mpa時變?yōu)橐后w。常溫下液態(tài)比較輕。在0℃，0.1Mpa時，1kg的液態(tài)可產生509L的氣體。焊接用 氣體應該有較高純度，一般技術標準規(guī)定（體積分數）

33、是：O2＜0.1％，H2O＜(1―2)g／m3, ＞99.5％。焊接時焊接前應放出一部分氣體，檢查其是否潮濕。瓶裝氣體，采用40L標準鋼瓶，可灌入25kg液態(tài)的，約占鋼瓶的80%，基余20%的空間充滿了氣體。在0℃時保飽各氣壓為3.63Mpa；20℃時保飽各氣壓為5.72Mpa；30℃時保飽各氣壓為7.48 Mpa，因此，氣瓶要防止烈日暴曬或靠近熱源，以免發(fā)生爆炸。氣瓶中的壓力降到1Mpa時，應停止用氣。 氣體純度對焊縫金屬的致密性和塑性有很大影響。氣體中的主要雜質是和，其中的危害較大，易產生H氣孔，甚至產生冷裂縫。 5.2 焊絲 5.2.1焊絲的選擇 氣保護焊必須含有足夠含量的

34、Mn、Si等脫氧元素，以減少焊縫金屬中的含氧量 和防止產生氣孔。而且焊絲的含碳量要低，通常要求w(C)<0.11%，這樣可以減少氣孔和飛濺，而且焊絲應保證焊縫金屬有滿意的力學性能和抗裂性能，此外，當要求焊縫金屬具有更高的抗氣孔能力時，則希望焊絲中還含有固氮元素。 常用焊絲的牌號、化學成分及用途見[1]表8-6.其中H08Mn2SiA焊絲在焊中應用最廣。它有較好的工藝性、能力學性能及抗熱裂紋性能，適于焊接低碳鋼、屈服點σs ＜500MPa的低合金鋼。這里選用此焊絲。 表2 焊絲牌號H08Mn2SiA的化學成分及用途 合金元素（質量分數：％） 用途 C Si Mn Cr Mo

35、 Ti Al Ni V S P ≦0.11 0.65-0.95 1.80-2.10 ≦0.20 ― ― ― ≤0.30 ― ≦0.30 ≦0.30 焊接低碳鋼和低合金鋼 5.2.2焊絲的質量 焊絲表面必須光滑平整，不應有毛刺、劃痕、銹蝕和氧化皮等，也不應有對焊接性能或焊接設備操作性能具有不良影響的雜質。焊接合金鋼和大厚度低合金鋼時，應采用機械、化學或加熱辦法除掉焊絲上的水分和污染物。焊絲的鍍銅層要均勻牢固，用纏繞法檢查鍍銅層的結合力時，應不出現鱗與剝落現象。焊絲的挺度應使焊絲均勻連續(xù)送進。 6 焊接實施方法及步驟 按照焊接工藝進行焊前準備，檢查全部連

36、接是否正確，水、電、氣連接完畢合上電源，調整焊接規(guī)范參數。 6.1引弧 CO2氣體保護焊采用碰撞引弧，引弧時不必抬起焊槍，只要保證焊槍與工作距離。 1) 引弧前先按遙控盒上的點動開關或焊槍上的控制開關將焊絲送出槍嘴，保持伸出長度10 ～15 mm。 2) 將焊槍按要求放在引弧處，此時焊絲端部與工件未接觸，槍嘴高度由焊接電流決定。 3) 按下焊槍上控制開關，焊機自動提前送氣，延時接通電源，保持高電壓、慢送絲，當焊絲碰撞工件短路后自然引燃電弧。短路時，焊槍有自動頂起的傾向，故引弧時要稍用力下壓焊槍，防止因焊槍抬起太高，電弧太長而熄滅。 6.2焊接 引燃電弧后，通常采

37、用左焊法，焊接過程中要保持焊槍適當的傾斜和槍嘴高度，使焊接盡可能地勻速移動。當坡口較寬時為保證二側熔合好，焊槍作橫向擺動。焊接時，必須根據焊接實際效果判斷焊接工藝參數是否合適。看清熔池情況、電弧穩(wěn)定性、飛濺大小及焊縫成形的好壞來修正焊接工藝參數，直至滿意為止。 6.3收弧 焊接結束前必須收弧。若收弧不當容易產生弧坑并出現裂紋、氣孔等缺陷。焊接結束前必須采取措施。 焊機有收弧坑控制電路。焊槍在收弧處停止前進，同時接通此電路，焊接電流電弧電壓自動減小，待熔池填滿。若焊機沒有弧坑控制電路或因電流小沒有使用弧坑控制電路。在收弧處焊槍停止前進，并在熔池未凝固時反復斷弧、引弧幾次，直至填滿

38、弧坑為止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，則可能產生未熔合和氣孔等缺陷。 7 施焊時注意事項 電源、氣瓶、送絲機、焊槍等連接方式參閱書。 選擇正確的持槍姿勢： 1）身體與焊槍處于自然狀態(tài)，手腕能靈活帶動焊槍平移或轉動。 2）焊接過程中軟管電纜最小曲率半徑應大于300m/m焊接時可任意拖動焊槍。 3）焊接過程中能維持焊槍傾角不變還能清楚方便觀察熔池。 3）保持焊槍勻速向前移動，可根據電流大小、熔池的形狀、工件熔化情況調整焊槍前移速度，力爭勻速前進。必要時可以根據實際情況調整運條方式，不采用直線運條方式而進行小幅的橫向被動以免燒透焊件。 8. 焊常見缺陷、產生原因及特

39、征與預防措施 氣孔 ：1焊接時候卷入空氣；2.預熱器不起作用；3.焊接區(qū)域風大，氣體保護不好； 4.噴嘴被飛濺物堵塞，不通暢，噴嘴與工件距離過大；5.焊件表面油污、銹蝕處理不徹底；6.電弧過長，電弧電壓過高；7.焊絲中Si-Mn含量不足。 咬邊 ：1.電弧過長，電弧電壓過高；2.焊接速度過快、焊接電流過大；3.焊工擺動不當。 焊縫成型不良:1.工藝參數不合適;2.焊絲矯正機構調節(jié)不當;3.送絲輪中心偏移;4.導電嘴松動。 電弧不穩(wěn)：1.外界網絡電壓影響;2.焊接參數調節(jié)不當；3.導電嘴松動；4.送絲機構、導電嘴堵塞等。 飛濺：1..焊接電參數調節(jié)不匹配；2.

40、氣流量過大3.工件表面過于粗糙4.焊絲伸出長度過長。 未焊透：1.焊接電流太小，送絲不當；2.焊接速度過快或過慢；3.坡口角度太小，間隙過??；4.焊絲位置不當，對中性差；5.焊工技能水平。 8焊接缺陷及預防 缺陷種類 特征 預防措施 咬邊 在焊縫區(qū)形成凹陷的溝槽 矯正操作姿勢,選用合理的規(guī)范,采用良好的運條方式都會有利于消除咬邊 弧坑 焊縫末端收弧處熔池未填滿形成的凹坑 選用有電流衰減系統(tǒng)的焊機,盡量選用平焊位置,選用合適的焊接規(guī)范,收弧時讓焊條在熔池內短時間停留或環(huán)形擺動,填滿弧坑。 氣孔 存在于金屬內部或表面的空穴 1）清除焊絲,工作坡口及其附近表面的油

41、污、鐵銹、水分和雜物；2）采用堿性焊條、焊劑,并徹底烘干；3）采用直流反接并用短電弧施焊；4）焊前預熱,減緩冷卻速度；5）用偏強的規(guī)范施焊。 夾渣 焊后溶渣殘存在焊縫中 坡口尺寸合理;清理坡口污物;多層焊時,層間徹底清渣;提高焊接線能量;減小焊縫散熱和液態(tài)金屬凝固時間 未焊透 母材金屬未熔化,焊縫金屬沒有進人,接頭根部 使用較大電流 未熔合 焊縫金屬與母材金屬,或焊縫金屬之間未熔化結合在一起 采用較大的焊接電流,正確地進行施焊操作,注意坡口部位的清潔 裂紋 宏觀裂紋、微觀裂紋、超顯微裂紋 加快焊接速度或將直邊對接改成 V形坡口對接等 9焊后檢測 （1）焊縫外

42、觀檢查。焊縫進行外觀檢驗前，應將妨礙檢驗的渣皮、飛濺等清理干凈。外觀檢驗可用目測、5～10倍的放大鏡及專用檢具（如焊口檢測器）進行檢查。 （2）焊后無損探傷檢驗。可采用滲透探傷等方法對焊縫外表面缺陷進行檢查。可采用射線探傷、超聲探傷和磁粉探傷等無損傷方法對焊縫內部缺陷進行檢驗。射線探傷的方法應符合相應國家標準GB 3323。 （3）金相實驗。 10 結語 通過對課題任務中的2－8100300的20鋼板氣體保護焊焊接工藝的制定，了解了氣體保護焊的基本焊接工藝的設計方法。氣體保護焊以具備產率高、焊接成本低、焊接變形量小、焊接質量高等優(yōu)點而在生產中廣泛使用。使用中應根據母材要求不同，合理選

43、擇焊接設備、焊接材料及焊接參數，并在生產中采取適當的措施預防焊接缺陷的產生，從而很好地控制焊接質量。 參考文獻 [1] 王宗杰.熔焊方法及設備[M].北京機械工業(yè)出版社，2006.12.P198~P230. [2] 俞尚知.焊接工藝人員手冊[M].上?？茖W技術出版社，1991,2.P203. [3] 李亞江，劉強，王娟.焊接質量控制與檢驗（第二版）[M].化學工業(yè)出版社，2010,1 [4] 劉會杰.焊接冶金學與焊接性[M].機械工業(yè)出版社，2008,3 [5] 孟慶森，王文先，吳志生.金屬材料焊接基礎[M].化學工業(yè)出版社，2006,3 [6] 尹士科.焊接材料

44、手冊—國內產品及中外標準卷[M].中國標準出版社，2060,6 [7] 李亞江，王娟.焊接原理及應用[M].化學工業(yè)出版社.2009,1 [8] 王宗杰.工程材料焊接技術問答[M].機械工業(yè)出版社，2002. 螄羀膇蒀螄肅肀莆螃螂芆節(jié)荿裊聿膈莈羇芄蒆莈蚆肇莂蕆蝿節(jié)羋蒆袁肅膄蒅肅袈薃蒄螃膃葿蒃裊羆蒞蒂羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀蒆薀袂羃莂蕿羄膈羋薈蚄羈芄薇袆芇腿薆罿聿蒈薆蚈芅莄薅螁肈芀薄袃芃膆蚃羅肆蒅螞蚅衿莁蟻螇肄莇蝕罿袇芃蝕蠆膃腿蠆螁羅蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿螆蚆腿膅螅螈羂蒄螄羀膇蒀螄肅肀莆螃螂芆節(jié)荿裊聿膈莈羇芄蒆莈蚆肇莂蕆蝿節(jié)羋蒆袁肅膄蒅肅袈薃蒄螃膃葿蒃裊羆蒞蒂羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀蒆薀袂羃

45、莂蕿羄膈羋薈蚄羈芄薇袆芇腿薆罿聿蒈薆蚈芅莄薅螁肈芀薄袃芃膆蚃羅肆蒅螞蚅衿莁蟻螇肄莇蝕罿袇芃蝕蠆膃腿蠆螁羅蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿螆蚆腿膅螅螈羂蒄螄羀膇蒀螄肅肀莆螃螂芆節(jié)荿裊聿膈莈羇芄蒆莈蚆肇莂蕆蝿節(jié)羋蒆袁肅膄蒅肅袈薃蒄螃膃葿蒃裊羆蒞蒂羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀蒆薀袂羃莂蕿羄膈羋薈蚄羈芄薇袆芇腿薆罿聿蒈薆蚈芅莄薅螁肈芀薄袃芃膆蚃羅肆蒅螞蚅衿莁蟻螇肄莇蝕罿袇芃蝕蠆膃腿蠆螁羅蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿螆蚆腿膅螅螈羂蒄螄羀膇蒀螄肅肀莆螃螂芆節(jié)荿裊聿膈莈羇芄蒆莈蚆肇莂蕆蝿節(jié)羋蒆袁肅膄蒅肅袈薃蒄螃膃葿蒃裊羆蒞蒂羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀蒆薀袂羃莂蕿羄膈羋薈蚄羈芄薇袆芇腿薆罿聿蒈薆蚈芅莄薅螁肈芀薄袃芃膆蚃羅肆蒅螞蚅衿莁蟻螇肄莇蝕罿袇

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