12mm板厚Q235A手工电弧焊SMAW立焊焊接工艺设计.doc

12mm板厚Q235A手工电弧焊立焊焊接工艺设计 一、板对接立焊连弧焊法的基本特点 板对接立焊单面焊双面成形时，液态熔池和熔滴受重力影响极易下坠，操作不当时易产生金属下淌和焊瘤等缺陷。同时，由于碱性熔渣的熔点低，流动性强，极易脱离熔池，使熔池的保护效果变差，产生气孔等缺陷。立焊时焊条的角度一般与试件下端夹角小于90度，因此使电弧的保护效果相对减弱，如操作不当，就会产生气孔。 但立焊时的熔孔效果较好，焊接过程中可通过观察熔孔尺寸掌握背面焊缝成形情况，只要焊条角度、运条方法控制得当，就可以获得理想的背面焊缝成形。 二、板对接立焊操作工艺 1．焊前准备 （1）试件的加工 采用板厚为12mm的Q235（16Mn）或16MnR低合金钢板，试件加工尺寸如图1所示，试件加工尺寸为300mm×100mm×12mm，加工坡口时，不留钝边。 图1 试件加工尺寸示意图 a)试件尺寸 b)试件坡口尺寸 （2）试件的清理 试件组对前将坡口周围正反两面20mm范围内的铁锈、油污等清理干净，使之呈现金属光泽。试件如有变形时，要进行修复。 （3）焊接电源和焊接材料的选择 焊接电源可采用ZX5-250型整流弧焊机或ZX7-400型逆变焊机，直流反极性接线方法。选用焊条型号为E5015。焊前焊条需经350-400℃烘干，保温2h，焊条 （4）试件的组对与定位焊 为防止试件错边和方便对接，试件可以从反侧进行定位焊，定位焊缝在试件两端头，定位焊缝长度为10-15mm，为消除因焊缝收缩作用的影响，使后焊焊缝间隙变窄，终焊端预留间隙应大于始焊端0.5- 试件组对尺寸见表1。试件组对形式如图2所示。 表1 试件组对尺寸 坡口角度 组队间隙/mm 钝边/mm 反变形角度 错变量/mm 始焊端 终焊端 60o±1o 3 4 0 3o-3.5o ≤0.5 图2 试件组对形式示意图 a)预留间隙示意图 b)反变形角度示意图 （5）焊缝参数的选择 板对接立焊各项参数见表2 表2 板对接立焊焊接参数的选择 焊接层次 焊接直径/mm 焊接电流/A 焊接速度/(cm/min) 层间温度/℃ 1 3.2 80-90 7-8 ― 2 3.2 100-110 10-12 60-100 3 3.2 105-115 9-11 60-100 4 3.2 105-115 8-10 60-100 2.焊接 将组对好的试件垂直固定在焊接工位架上，间隙较小的一端为下部，间隙较大的一端为上部，采用由下向上立焊，连弧焊法施焊。 （1）引弧 在定位焊缝的下端部划擦引弧，电弧引燃后，不要急于向上行走焊接，要在始焊端平稳焊接，形成熔合良好的熔池后，再向上横向缓缓摆动，这样当焊接电弧运至坡口根部间隙时，该处就会得到很好的预热效果，从而有利于击穿焊缝，形成背面熔池。焊条运行到坡口根部时，将焊条向上适当倾斜，并向背部压下，听到击穿声后，开始沿根部向两端做横向锯齿形摆动，此时焊条角度要恢复到原来状态。 （2）打底焊 立焊运条方法为月牙形或锯齿形运条。电弧长度应小于焊条直径长度，运条过程中焊条与焊件之间的夹角如图3所示。焊接过程中，焊条摆动要在坡口中间时稍快，在坡口两端时稍加停顿，以防焊后产生中间凸起、两侧凹陷的现象。焊条摆动要尽量贴向坡口根部，使熔池前方保持有清晰可见的熔孔，熔孔尺寸以深入钝边每侧1-1.5mm为宜。随着焊接过程的进行，焊接温度升高，熔孔尺寸会逐渐增大，此时要适当减小焊条与焊件下端的夹角，使熔池在焊缝正面的尺寸大些，背面尺寸小些，并加快焊条摆动速度，使焊缝中心受热时间更短。如在焊接过程中，发现焊件收缩过大，间隙尺寸减小过多，应增加焊缝中间停留时间 图3 焊条与焊件的夹角 a)焊条与焊件下端夹角 b)焊条与焊件左右两侧夹角 收弧 停弧前可使熔孔适当扩大，然后向坡口内侧下端回焊10-15mm停弧，以减缓熔池冷却速度 接头 接头方法分热接法和冷接法 热接法是当熔池尚处在红热状态时，在熔池上方10-15mm坡口一侧划擦引弧，电弧引燃后，焊条端部拉至熔池下部时要迅速压低电弧以防空气进入，产生气孔。接头处焊条倾斜角要增大到90度左右。向上运条至熔孔根部时，要向背侧压弧，听到击穿声后，稍作停顿，使背面焊缝接头饱满，然后焊条做横向摆动，恢 当接头处熔池温度下降较多时，也可采用冷接法。采用冷接法时，先用角向磨光机将接头处清理干净，并修成斜坡状，然后再引弧焊接。接头方法和热接法相同。只是接头前要对熔池充分预热。 通过对以上焊接过程的分析可以得出板对接立焊单面焊双面成形的机理和操作要点。 其形成机理是：利用立焊时良好的熔孔效应，控制好焊条角度、运条方法即可获得良好的背面焊缝成形。 其操作要点是：焊接时，焊条端部要紧贴坡口根部，在熔池上方保持一个清晰可见的熔孔，通过熔孔，使液态金属2/3在焊缝正面，