焊接方法与设备课程设计

12mm厚板Q345(16Mn)CO2焊对接向上立焊焊接工艺

一母材技术状

Q345是低合金钢（C<0.2%)，旧称16Mn。12mm厚板。Q代表屈服，后面的345指这种材质的屈服值，345MPa，并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器、焊接材料等。??

二焊接材料选择及技术状况

（1）焊接材料：定位焊和正式焊均采用CO2气体保护焊方法施焊。

（2）焊丝：选用H08Mn2SiA型焊丝，直径为?1.2mm使用前应对其表面进行清理。 （3）气体：采用CO2气体，要求CO2气体的纯度不得低于99.5%，使用前应进行提纯处理。

三焊前准备

（1)焊接设备：NBC-400半自动焊机，焊接电源极性为直流反接。 （2焊接参数：见下表1。

（3破口形状：16Mn两试板材料，规格为300mm3200mm312mm坡口角度为30°±1° (4)破口加工方法及清理：清理坡口及坡口两侧各20mm范围内的油污﹑铁锈﹑水分及其它 污染物，用角磨机打磨出金属光泽并清除毛刺。

（5）焊件装备技术要求：a装备平整;b单面焊双面成型；c预留反变形。 （6）焊接位置：立焊。 （7）接头形式：v形对接接头。

四焊接工艺参数的确定

板对接立焊参数见表1。

表1 板对接立焊参数 焊道层次 运丝方法 焊接电流∕A 打底焊 填充焊 盖面焊 锯齿形 月牙形 月牙形 90-11- 130-150 130-150 电弧电压∕V 18-20 20-22 20-22 焊丝伸出长度 15-20 气体流量∕L2min 12-15 焊丝直径mm 1.2 向上立焊 焊接方式 五操作要点 采用向上立焊方式进行三层三道焊，焊枪角度如图3所示。焊前先检查焊件装配间隙及反变形是否合适，把焊件重直固定好，间隙小的一端放在下面。

1、打底焊：按表1所示调节好打底焊的焊接参数后，在焊件下端定位焊上引弧，使电弧作锯齿形横向摆动当电弧超过定位焊缝并形成熔孔时转入正常焊接。施焊时向上连弧法焊接。先在试板的始焊处起弧，焊丝在坡口两边之间作轻微的横向运动，焊丝与试板下部夹角为 80°，当焊到点固焊端头，边沿破口熔化的铁水与焊丝熔滴在一起。听到“噗噗”声，形成第一个熔池这时熔池上方形成深入每侧坡口钝边1-2mm的熔孔，应稍加快焊速，焊丝立即作小月牙形摆动向上焊接。

2、填充焊：调节好填冲焊焊接参数后自上而下焊接填充焊缝注意焊前先清除打底焊道和坡口表面的飞溅及熔渣，并用角磨机将局部凸起的焊道磨平。

3、盖面焊：盖面焊的焊接与试板下部夹角为75°左右为宜，焊丝采用锯齿形运动为好。焊接速度均匀，熔池铁水应始终保持清晰明亮。同时焊丝摆动应压过坡口边缘2mm处并稍作停顿，以免咬边保证焊缝表面成形平直美观。

CO2立焊操作要领是“一看，二听，三准”。 “看”就像要注意观察熔池的状态和熔孔的大小。施焊过程中，熔池呈扇形其形状大小应 保持一致。“听”就是注意听电弧击穿试板时发出的“噗噗”声，有这种声音表明试板背面焊缝穿透熔合良好。“准”就是将熔孔端点位置控制准确，焊丝中心要对准熔池前端与母材交界处，使每个新熔池压住前一个 熔池，搭接1∕2左右防止焊丝从间隙中穿出，使焊接不能正常进行，造成焊穿影响背面成形。

熄弧的方法是先在熔池上方做一个熔孔，然后将电弧拉至任何一侧熄弧，接头的方法与手工电弧焊相似，在弧坑下方10mm处破口内引弧，焊丝运动到弧坑根部时焊丝摆动放慢听到“噗噗”声后停顿随后立即恢复正常焊接。

六注意事项

（1）清理填充焊焊道及坡口上的飞溅、焊渣、打磨掉焊道上局部凸高部分的焊肉。 （2）摆动幅度较填充焊时稍大。

（3）焊到顶端收弧，待电弧熄灭熔池凝固后才能移开焊枪，以免局部产生气孔。 （4）一定要防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅大、焊缝形状不规则、电弧不稳。

七焊后热处理及消除应力

焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。消除残余应力的最通用的方法是高温回火，即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间，利用材料在高温下屈服极限的降低，使内应力高的地方产生塑性流动，弹性变形逐渐减少，塑性变形逐渐增加而使应力降低。

八焊接质量检测

焊件检验前要将焊件表面的焊渣飞溅物清理干净，焊缝不允许修磨和补焊，应保持原始状态。

1外观检查：焊缝正背面不得有气孔夹渣、焊瘤、未熔合缺陷，未焊透长度不超过0.2L（L为焊缝总长）且深度≦1.5mm。半自动焊的板对接焊缝外形尺寸要求见表3

表2 焊接外形尺寸要求 焊缝 比坡口每侧增宽 正面 背面 0.5-1.5 － ≦1.5 － 0-3 ≦2 ≦1.5 － ≦3° 宽度差 余高 余高差 直线度 变形角度 2无损探伤：执行GB∕T 3323《钢熔化对接接头照相和质量分级》标准，Ⅱ级以上为合格。

图1 板材规格

图2 立焊时的熔孔与熔池

图3 平板对接立焊焊枪角度

九参考资料

【1】范绍林主编?焊工操作技巧集锦【M】? 北京：化学工业出版社2007 【2】雷世明主编?焊接方法与设备【M】? 北京：机械工业出版社2008 【3】许志安主编?焊接实训【M】? 北京机：械工业出版社2008