半自动CO2气体保护立焊在船体建造中的应用.doc

半自动CO2气体保护立焊在船体建造中的应用(2009年第4期 总第112期） 摘要 半自动CO2气体保护焊是广泛使用于船舶建造的结构及板材接缝的焊接中，本文结合工作接触到的半自动CO2气体保护立焊在船台合拢大接缝焊接中使用对其原理、特点、质量控制要点、缺陷预防对策进行归纳总结，进而使我们对半自动CO2气体保护焊有系统的认识。 关键词 船舶 气体保护立焊 应用 1原理和特点 二氧化碳气体保护电弧焊简称为CO2气保焊俗称CO2焊，属于熔化极气体保护焊。它利用CO2气体保护电弧，使电弧与空气隔离，电弧在焊丝和工件之间“燃烧”，焊丝自动送进，熔化了的焊丝和母材形成焊缝。分为半自动焊和自动焊两类，是目前应用最广泛的电弧焊接方法，主要有以下优点： （1）焊接成本低。焊接成本低 CO2气体是化工厂的副产品，来源广，价格低，其综合成本约为电弧焊的40％至50％。 （2）焊接生产率高。由于焊丝自动送进，焊接时焊接电流密度比电弧焊高的多，因此熔深比手弧焊高2.2-3.8倍，同时具有焊丝熔化快，清理熔渣容易等特点，效率可比手弧焊提高2-4倍。（3）应用范围广。可以焊接薄板、厚板以及全位置的焊接等。（4）抗锈能力强。CO2焊对焊件上的铁锈、油污及水分等，不像其他焊接方法那样敏感，具有较好的抗锈能力。 （5）相比较焊条电弧焊，CO2气体保护焊在焊缝的焊后检查中缺陷的检出率明显较低，因而具有明显的时间效益和经济效益。但是半自动CO2气体保护焊也有一些缺点： （1）飞溅大，不论采用什么措施，也只能使CO2焊接飞溅减小到一定程度，但仍比焊条电弧焊、氩弧焊大得多； （2）施工环境要求较高，在室外作业时，必须设挡风装置才能施焊；（3）焊接设备比较复杂，电弧的光辐射较强。 2半自动CO2气体保护立焊的应用现状 CO2气体保护半自动焊是一种高效率、低成本的焊接方法，目前已广泛应用于我国船舶制造行业，正在逐步替代焊条电弧焊，CO2气体保护焊也常用于较厚的低碳钢和中碳钢等材料的焊接，也可用于奥氏体不锈钢和其它金属合金的焊接。尤其对板材厚度为12－80mm的最适宜。 目前，半自动CO2气体保护立焊广泛应用于各造船企业船舶建造中的结构角焊缝与板材的对接焊接中，尤其是船台大合拢焊接的焊接中，因为其出色的焊接性能而被各大船厂采用，其焊接形式多为单面焊双面成型。 3操作要领 （1）室外作业在风速大于1m/s时，应采用防风措施。 （2）必须根据被焊工件结构，选择合理的焊接顺序。 （3）对接两端应设置尺寸合适的引弧和熄弧板。 （4）应经常清理软管内的污物及喷咀的飞溅。 （5）使用的电流不要过大，略低于角焊电流； （6）电流不能太大，一般控制在160A至180A为宜； （7）焊接方法，采取之字型焊接方法。如果是多层焊接，第一遍电流要小一些，以后的焊接要清理干净焊渣等杂物，减少夹渣或焊不透现象。 （8）摆动要到位，要均匀的摆动，不然焊缝就不是特别好看，很可能咬边或者有很大的焊瘤； （9）焊接时，焊缝处于垂直位置，电弧在焊丝和接头底部的起弧板之间引燃，焊丝和母材金属在电弧热的作用下不断熔化形成熔池，焊丝可垂直于接头的轴线作横向摆动，以使电弧热和熔敷金属分布均匀。 （6）对窄而深的坡口，焊丝送不到位的情况，可以考虑将焊接喷嘴加工成扁状或椭圆形，具体看现场而定。 4焊接质量控制要点 （1） 焊前准备和焊接操作 焊前应确保进行定位焊及焊接人员系经焊工考试合格并取得相应船检机构签发的相应资格证书。为保证焊缝的成形和美观，板边差应控制在2mm以内，坡口两侧15mm范围内高出钢板表面的横向焊缝须铲平，焊接区域的铁锈、氧化皮及其它污物应清除干净，以免影响焊接质量。涂有预处理漆的船用钢板、型钢和成型件，如果是对接立焊在进行切割或在焊前应先除去该预处理漆，对角接立焊一般可以不去除预处理漆，但如果接工艺认可试验中的角焊缝立焊是在去除预处理漆的情况下完成的，那么在焊前必须去除该预处理漆。衬垫应对中并贴紧钢板。为控制钢板在大线能量焊接状态下的焊接变形及装配间隙的收缩，装配马应保证一定的高度和宽度，装配马间距应在300-400mm范围内。 （2）坡口角度和间隙 　　 半自动CO2气体保护立焊热影响区冲击韧性与母材的材料特性和焊接线能量有关，为保证焊接质量，必须严格控制焊接线能量。立焊缝由于其树枝状结晶在宏观试件断面上接近平行，焊缝的冲击韧性较低，所以在相关的规范中要求都较低，如对半自动CO2焊的焊接冲击韧性值一般要求≥47J，但对立焊只要求≥34J。间隙或坡口过大，一般情况下均会造成焊缝填充量的增多，焊接速度减慢，线能量增大，从而影响接头冲击韧性。在实践中我们采取的措施有:1 焊道的厚度按照5mm来控制，例20mm厚度板焊4道完成，单道的厚度不超过7mm，焊道厚度超过7