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关键工序、特殊过程作业指导书


湖南万征机械科技有限公司

编号:WZ/GYGC-7.1-04 版本/修订:D/O

关键工序、特殊过程通用作业指导书 (熔化极气体保护焊部分)
1 主要内容与适用范围 1.1 焊接工序是产品制造过程中必须严格控制的特殊工序,本规程规定了一般零件的焊接工序 须遵照执行的通用工艺规程。 检验人员应按图纸、工艺和本规程进行工序质量监督

和验收焊接结构件。 图纸、工艺中有与本规范不一样的要求,应按图纸、工艺执行;工艺技术人员根据生产现 场做出具体技术要求的,应临时按工艺技术人员要求执行。 1.2 该规程本部分适用于MAG 焊(CO2、富氩混合气等非惰性气体保护焊)。 1.3 本规程适用于湖南万征机械科技有限公司制作产品焊接工艺要求。 2 材料 2.1 钢材举例 2.1.1 低碳钢 含碳量小于0.25%,其他合金元素的含量也较少的钢有:08、20、Q235、Q255,其焊接性 能良好。 2.1.2 中碳钢 含碳量在0.25%~0.6%之间的碳钢有:35、45,对于板厚小于30mm 的中碳钢其焊接性尚可。 2.1.3 低合金钢 在碳钢的基础上加有少量合金元素(Mn、Mo、Ni、V 等)的钢,有16Mn、45Mn、HARD0X400, 其焊接性较好。 2.1.4 不锈钢 在碳钢基础上加有一定量的合金元素(Cr、Ni、Ti 等)的钢,有0Cr18Ni9,其焊接性较好。 2.2 焊接用焊材 低、中碳钢、低合金钢(如2.1.1、2.1.2、2.1.3 所列)间焊接均用:焊丝ER50-6,φ 1.2; 不锈钢(如2.1.4 所列)间焊接用:焊丝H00Cr21Ni10。 2.3 钢材、焊材必须有产品质量证明书,进厂时按JG/T5112 检验。 3 熔化极气体保护焊工艺规范 焊工在焊接施工前,应熟悉相应的图纸及相关的技术资料、文件,按要求准备好焊接材料、 选好焊接设备、调好焊接工艺参数。 3.1 焊前准备 3.1.1 在组装前,应清除焊件相互接触面及焊缝两边的污物(如:铁锈、油污、氧化皮、油漆 等),并须去除潮湿(可采用火焰烘烤,烘烤过程最高温度不得超过75℃);具体清理范围: 对接焊:接头两边每侧20-30mm;角焊:焊角高+20mm 3.1.2 坡口制备应尽量以机械加工的方法进行。如使用火焰切割坡口,则应将割口表面的氧化 物、熔渣等磨除,并将不平处磨平。其刻痕深度应符合表1 规定。刻痕的累积长度不得超过切 割边长的10%。

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表 1 单位:mm

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3.1.3 焊丝在使用前进行检查,其表面应无锈垢、油污、水分;保护气体应保持干燥。 3.1.4 焊接用电机为直流焊机,采用直流反接的连接方式。 3.2 装配 3.2.1 定位焊前零件应按图纸及工艺要求检验合格。定位焊施焊前应对定位焊缝进行修磨,除 去飞溅,发现有裂纹或不符合要求的定位焊缝应清除重焊(缺陷部分须除尽),并检查确认组 焊件各尺寸在工艺文件允许的范围内。 3.2.2 装焊时应控制装配间隙:对接焊间隙1-3mm;角焊间隙0-4mm。局部间隙过大时,应设 法修整或堆焊到规定尺寸再组装,严禁在间隙内加填塞物。组装后接头需经检验合格,方可施 焊。 3.2.3 组焊时,应避免强力组对,以减少构件的残余应力。临时性工艺支撑在去除时,应砂轮 打磨,以避免坡坏母材。 3.2.4 定位焊时,预热与否应与构件焊接的要求一致,定位焊所用焊材应与产品焊接的填充材 料相一致。 3.2.5 定位焊应有足够的强度,定位焊缝的长度要求见表2;定位焊缝的厚度≤0.5~0.6a(a 为 图纸要求有效焊缝厚度尺寸),且最大不超过6mm。定位焊时不得在焊缝区以外引弧,如图1 所 示,定位焊缝应布置在交叉口 50mm 以外,并避开端、角位置;起弧与收弧处应平滑过渡。

3.2.5 定位焊后应对定位焊缝进行修磨,除去飞溅,发现有裂纹或不符合要求的定位焊缝应清 除重焊(用碳弧气刨等方法将缺陷部分除尽)。 3.3 焊接 3.3.1 基本操作要求 3.3.1.1 引弧 引弧时焊丝伸出保护套长度为5~8mm,超长部分应剪除,焊丝端头出现小球时,必须预 先剪除;不允许在焊接区外的工件表面引弧。 3.3.1.2 焊接
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焊接时采用左焊法(电弧指向待焊金属),焊枪前倾10°~15°,如图2 所示。 3.3.1.3 接头 焊缝交叉处不允许有接头,接头应距交叉口50mm 以上;焊缝之间必须平滑过渡,避免应 力集中。焊缝接头处应先用砂轮机打磨成斜面,然后在斜面前10~20mm 处引弧,引燃电弧后 快速将电弧移至斜面处,待熔化金属填满坡口时立即向前进行正常焊接。 3.3.1.4 填充焊或盖面焊 焊前应先清理打底焊道或坡口表面的飞溅、熔渣等,并用角向砂轮机打磨成形不良的焊缝 (如需磨掉焊道上局部过高部分的焊肉)。 3.3.1.5 收弧 收弧时焊枪停止前进,使用收弧电流填满弧坑。若焊机无收弧控制电路,收弧时应在熔池 未凝固时,反复断弧,引弧几次,直至弧坑填满为止。操作时动作要快,若熔池凝固才引弧,则 可能产生气孔及未熔合等缺陷。收弧时除焊枪停止前进外,不能抬高喷嘴,即使弧坑已经填满, 电弧已经熄灭,也要让焊枪在弧坑停留几秒钟才能移开。让熔池在凝固时得到可靠的保护,以 免产生缺陷。引弧点最好选在离焊缝起点20mm 左右的待焊部位上,电弧引燃后移至焊缝起点 处,再沿焊接方向进行正常焊接。焊接结束时,如果直接拉断电弧,则会形成弧坑。凹陷的弧 坑会减弱焊缝接头强度和产生应力集中而导致弧坑裂纹。避免弧坑的方法是当电弧移至焊缝终 端时,焊丝端部做圆圈运动,直至填满弧坑后再拉断电弧;也可回焊一小段后收弧。如图3 所 示。收弧电流一般为0.6I,按一般焊接规范,收弧电流约100-150A。

3.3.1.6 焊丝干伸长度 在焊接过程中,导电嘴到母材间的距离为焊丝直径的10~15 倍,约10~20mm。 3.3.1.7 气体流量 焊接过程中保护气流量一般为15~20L/min,焊接电流越大,焊接速度越快,以及仰焊时 应采用较大的气流量。 3.3.1.8 焊接时应采用合理的焊接顺序以减少变形,起弧、收弧处焊缝要平滑过渡,弧坑要求 填满,不允许在焊接区外的工件表面引弧。 3.3.1.9 焊接过程中,发现缺陷(如气孔、夹渣等)时,应立即停止施焊。一般情况,焊工须 彻底清除缺陷,继续焊接;若缺陷严重应经检验同意,并须彻底清除缺陷,方可继续焊接。严 禁不经任何处理措施,在缺陷处敷焊。 3.3.2 对接平焊 3.3.2.1 引弧、收弧 重要焊缝焊前必须在焊缝两端点焊好引(收)弧板,引(收)弧面应不高于焊接平面1mm, 引、收弧的位置以距焊缝始未端不少于20mm 为宜,如图4 所示;去除引、熄弧板严禁锤击敲 打卸除,可在接头两端近处采用气割、并用砂轮将边缘磨平。
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3.3.2.2 打底焊 电弧始终在坡口内作小幅度横向摆动,并在坡口两侧稍作停留,使熔孔直径比间隙大0.5~ 1mm,焊接时要仔细观察熔孔,并根据间隙和熔孔直径的变化调整横向摆动幅度和焊接速度, 尽可能维持熔孔直径不变,以保证获得宽窄和高低均匀的反面焊缝。 依靠电弧在坡口两侧的停留时间,保证坡口两侧熔合良好,使打底焊道两侧与坡口结合处 稍下凹,焊道表面保持平整。 打底焊时,要严格控制喷嘴的高度,电弧应在坡口底部2~3mm 处燃烧,保证打底层不超 过4mm。 3.3.2.3 填充、盖面焊 填充焊前,应先清除打底焊道或坡口表面的飞溅,熔渣,并用角向砂轮机打磨掉焊道上局 部过高部分的焊肉。 填充焊时,应注意掌握填充焊道的厚度,保证盖面时前一层的焊缝表面略低于工件表面 1.5~2mm(这样盖面焊缝可以做到趾端平滑,成形美观)填充焊时不得烧熔棱边。 盖面焊时保持喷嘴的高度,特别注意观察熔池边缘,熔池边缘必须超过坡口上表面棱边 0.5~1.5mm,并防止咬边。要求焊角更大时,需要采用三层或三层以上的焊接方法, 3.3.2.4 当板厚较大时,需多层多道焊以控制单道焊缝的热输入,中低强度钢每层不超过6mm。 3.3.2.5 对接焊焊后要求打磨平整,余高0-3mm。 3.3.3 水平角焊 3.3.3.1 水平角缝单道焊 水平角缝单道焊时,最大焊脚高度可达7~8mm。焊脚尺寸与板厚相对应,不同的焊脚高 度时焊枪指向位置也应不同:焊脚小于5mm 时,焊枪指向根部;焊脚大于5mm 时,焊枪指向 距根部 0.5~3mm 处,如图 5 所示。

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3.3.3.2 水平角缝多层焊 焊接第一层时,焊枪与立板夹角20-30°,并指向距根部2~3mm 处。电流稍大,略有小幅 度摆动,获得带有下淌倾向的不等脚长的焊道。然后焊第二层,焊枪指向第一层焊道的凹处, 焊枪与立板夹角45-50°, 根据情况采用直线法或小幅度摆动法。 此时电流稍小, 焊接速度稍快。 例如,第一层焊接电流为225A~250A,则第二层时可为175A~200A。电弧电压由第一层的 22V~25V 降到19V~22V。这样最终可得到表面平滑的等脚长焊缝。 3.3.3.3 当要求焊角更大时,需要采用三层或三层以上的焊接方法,焊角尺寸与层数、道数的 关系见表3。其中第一层可按单道焊要领施焊,得到6mm~7mm 焊脚。第二层,焊枪指向第一层 焊道与底板的焊趾处,可采用直线或小幅度摆动焊接法。要注意水平板一侧达到所要求的焊脚 尺寸,同时保证焊趾整齐美观。如果焊脚要求较小,为8mm~12mm 时,第二层焊两道即可; 如果焊脚尺寸为12mm~14mm,第二层需焊三道。 焊脚尺寸超过14mm 时,应按以上要领进行三层以上的焊接。但应注意:焊接层数越多,热 量累计越多,因而焊道易下淌。所以层数越多时,焊接电流和电弧电压都相应地减小,而焊接 速度却要相应地增加。 表 3 焊角尺寸及层数、道数关系

3.3.3 立焊 3.3.3.1 为了保证焊接质量,汉寿制造部产品所有立焊必须采用向上立焊的方式。对接焊尽量 避免摆动焊或采用小幅度摆动。 3.3.3.2 立焊时焊枪角度应基本上保持与工件垂直,即焊枪倾角应保持在工件表面垂直线上下 约10°的范围内。 3.3.3.3 摆动焊时,要注意摆幅与摆动波纹间距的匹配,并且要注意摆动纹路的取向(如图6 所示)。可根据具体情况采用图中a 或b 的摆动方式。其中a 所示为小摆幅(打底焊时),热 量集中,要注意防止焊道过分凸起。b 所示摆动幅度较大,焊道平滑。 为防止下坠,摆动时中间应稍快;为防止咬边,在两侧趾端要稍作停留。图中c 的摆动方 式不易采用,因为这种向下弯曲的月牙形的摆动方式易造成铁水下流,焊道中心凸起,并易在 两侧产生咬边。

图6 立焊摆动纹路的取向 3.3.4 焊接参数 搅拌站、砂浆机、等的焊接中大部分为普通低碳钢的焊接,但是针对薄板件(δ ≤3mm) 和异种钢(45 钢与普通钢的)的焊接应该严格控制参数,如:预热温度、焊接电流、焊接电压、
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焊接速度等。 3.3.4.1 预热 车间用普通低碳钢(Q235,δ <30mm)的焊接性良好,一般情况下施焊不需要预热,只是 当环境气温低于低于-30 度时应该预热100-150℃。 车间用普通低合金钢(Q345B,δ <16mm)的焊接性较好,一般情况下施焊不需要预热, 当环境气温低于-10℃或湿度高于85%,也应将工件焊缝区加热到50~80℃以后再焊接。 中碳钢(35、45 钢)的焊接性尚可,常温下使用低氢型焊丝焊接前不需要预热。但当室温 低于10℃时,将工件焊缝区加热到150-200℃以后再焊接。 多层焊时应注意层间温度的控制,最高不超过200°,焊前要求预热的焊件,层间温度应不 低于预热温度,若中途因故停止焊接,需重新预热焊接。异种钢板间的焊接按钢板间较低层间 温度执行,但不低于预热温度。 3.3.4.1.1 预热温度测量位置 采用局部预热时,在预热范围内均匀预热,防止局部应力过大;在预热过程中,为避免母 材过热,局部最高温度不得超过350℃。预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3 倍,且不 小于100mm。定位焊和清根时应采用正常焊接时的预热温度,如果采用气焊枪预热,火焰芯应 距工件表面50mm。 3.3.4.2 焊接参数规范 不同的板厚,应采用不同的焊接线能量进行焊接(焊接线能量过大会使焊缝热影响区软化 以及接头冲击韧性降低,线能量过小又易导致产生冷裂纹)。输入线能量计算: Q=0.85×U×I×60/1000V 其中Q=输入线能量(KJ/mm),U=电压(V),I=电流(A)V=焊接速 度(mm/min)。 3.3.4.2.1 对接焊参数 对接焊一般应开坡口,采用φ 1.2mm 焊丝、80%Ar+20%CO2 保护气体焊。不同位置对接焊 的焊接参数如表4、5、6(考虑到电缆电压损失和电流电压表不准的影响,电弧电压可根据焊 缝成形和飞溅情况作微调)。

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3.3.4.2.1 角焊参数 中低强度钢采用φ 1.2mm 焊丝、80%Ar+20%CO2 保护气体焊接。不同焊接位置的焊接参数 见表7、8、9(考虑到电缆电压损失和电流电压表不准的影响,电弧电压可根据焊缝成形和飞 溅情况作微调)。

3.4焊接典型接头焊接 3.4.1 Q235 钢典型接头推荐规范 平对接焊:对接焊坡口如图7 所示,每层不超过4mm,6≤δ ≤8mm 的开单边Y 型坡口,焊
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接参数规范参见表8,δ >8 的尽量按下图开双Y 型或K 型坡口坡口,焊接参数规范参见表10、 表 11。

3.4.2 Q235 与45 钢典型接头推荐规范 平角焊:焊角高为10mm,焊接参数规范参见表12。母材为45 钢与Q235 焊接。注:当 室温低于10℃时焊前应该预热150-200℃,层间温度不低于预热温度。

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4 焊接检验 4.1 焊缝质量要求 4.1.1 焊缝缺陷按GB/T12469 焊接缺陷质量分级,一般焊缝应满足Ⅳ级要求,重要焊缝满足Ⅲ 级要求。 4.1.2 焊缝外观尺寸要求满足JB-T7949-99《钢结构焊缝外型》。 4.1.3 焊缝返修前应将有缺陷的焊缝彻底清除,同一位置焊缝返修一般不超过两次,超过两次 需工艺部门制定返修方案,方可实施。 4.2 检验方法 4.2.1 用通用量具或样板检查焊缝的几何形状与尺寸。 4.2.2 用目测、渗透探伤或磁粉探伤等方法检查焊缝外部缺陷。 4.3 检验规则 4.3.1 焊缝外观质量应逐件检查,一般用目测,必要时采用放大镜检测。 4.3.3 碳素钢应在焊接完成后,工件冷却到环境温度后进行检验,中碳钢焊接完成 48h 后进行 检验。

附加说明:
本规程提出部门:技术部 本规程归口部门:技术部 本规程起草人: 本规程审核人: 本规程批准人:

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