2半自动焊焊接质量的探讨'> 提高管状45o固定CO2半自动焊焊接质量的探讨

【摘要】管状45o固定CO2半自动焊反面成形不良，内部易出现气孔、未融合、夹渣等，通过对焊接缺陷产生原因的分析，调整焊接工艺参数和操作方法，提高焊接质量，从而获得良好的焊接接头。

【关键词】管状45o CO2半自动 单面焊双面成形 操作要领 焊接缺陷控制

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0236-01

随着2012年中国船舶工业集团公司第四届职业技能竞赛结果出炉，管状45o固定CO2半自动焊的焊接引起了船舶工业的重视，本文主要结合这次技能竞赛的训练过程，对如何提高管状45o固定CO2半自动焊的焊接质量来进行探讨。

本次竞赛焊接试件要求采用20#无缝钢管，其规格大管径尺寸为Ф114×8×125管材，坡口角度是单侧 ，钝边1.0-1.5mm，装配间隙2.5-3.0mm，采用45o倾斜固定，焊接方法是CO2半自动焊，焊材是Ф1.2 ER50-6实芯焊丝，要求单面焊双面成形，并进行射线探伤检验。

管状45o固定CO2半自动焊属于全位置焊，在全位置焊接过程中，根据空间位置的不同将整个管子分为四个区域，即平焊位置、下坡焊位置、仰焊位置和上坡焊位置。在不同的位置熔池的受力情况也不相同，熔池主要受表面张力、重力和电弧吹力的共同作用（如图一）。当表面张力大于重力时有利于焊接成型；而当表面张力小于重力时不利于成型，尤其在仰焊位置易引起焊缝“内凹”。

图一 全位置焊接各点熔池受力图

在全位置焊接过程中，上坡焊位置是四个区域中最难以焊接的位置，该区域开始于7点钟（如图二）方向。从该点向上，由于受重力的影响，熔池沿着与焊接方向相反的方向流动，在电极下面熔池里将出现一个凹坑，这将导致焊丝不能正常送入到熔池，在焊丝的端部易形成大颗粒的熔滴，打乱了熔池和填充金属的正常过渡，形成未熔合、气孔等缺陷。由于上述不稳定因素的存在，造成在焊接过程中电弧的不稳定，可能导致粘丝迫使焊接过程的中断。通过对这些焊接缺陷产生原因的分析，不断调整焊接参数，改变焊接操作方法及工艺，经过大量的实践和试验，在反面成形的质量、余高及焊波的控制等方面取得了良好的焊接效果。 图二 接头位置

一、反面成形的质量控制

管状焊件焊接过程中，凹陷，咬边及未融合一般出现在仰焊位置焊缝的反面位置，焊瘤则出现在平焊位置焊缝的反面，其产生原因是在焊接打底层焊缝时，为了获得足够的焊缝高度，焊接速度较慢，熔池的温度相对较高，在重力的作用下熔滴下淌；另外，这种缺陷的产生还与焊接电流、电弧电压及焊枪角度有关。

为了减少或防止这些缺陷，通过分析和试验，得出提高焊缝反面成形的质量主要有以下三点：

1.打底层焊接时的焊枪摆动幅度要小，使电弧推力集中在坡口间隙处，让坡口两边融合充分，避免背面焊缝出现未融合。

2.在仰焊位置时，焊枪角度接近垂直，防止焊缝凹陷。

3.焊接至平焊位置时，焊枪角度稍作倾斜，防止反面焊缝下坠形成焊瘤。

二、表面焊缝的余高及高低差的控制

在焊接盖面焊缝时，余高的高度与管状焊件45o倾斜位置、填充层的高度、焊接方法和仰焊位置等因素有关，尤其是45o倾斜固定焊接对余高的影响比较大，所以针对这一特点，采用如下措施减少余高高度和高低差：

1.填充层的高度：上边与坡口边的距离约为0.3-0.5mm，下边与坡口边的距离约为1.0-1.5mm较为合适。

2.在焊接盖面焊缝时，采用“斜月牙形”和“圆圈形”运条法来有效控制表面焊缝的余高。

3.焊接接头在5点钟位置或7点钟位置，其接头效果比较良好，避免在6点钟位置，对仰焊位置的接头进行削斜处理，能有效降低表面焊缝的高低差。

三、焊缝咬边的控制

经过试验分析，影响焊缝咬边的因素有管状焊件的焊接位置，焊件表面的温度、焊接规范、焊枪角度有关，电稳的稳定性等。温度越高越容易产生咬边，所以在采取正确选用焊接规范，控制焊件表面温度的同时，清理干净焊渣（氧化硅），尽量在转变焊枪角度时保持身体平衡，确保电弧的稳定性，防止咬边的产生。

四、焊缝内部质量的控制

经X光拍片分析发现，焊缝内部缺陷通过表现出来的是条状夹渣、未融合及点状气孔等缺陷。管状45o倾斜固定对接焊实质是全位置焊接，为了减少焊接缺陷，主要从以下几方面入手：

1.焊接时必须及时调整焊枪角度，使熔池得到充分熔合和保护，减少未融合和气孔现象的产生。

2.控制焊丝伸出长度，减少电弧电压，保持电弧的稳定性，并熔池得到有效的保护，防止出现气孔。

3.彻底清理每道焊缝的焊渣，防止出现夹渣。

4.焊接填充层时，适当调大焊接电流和电弧电压，电弧在坡口两边稍作停留，使得坡口两边融合良好，防止出现未融合和夹渣。

对于减少焊接缺陷，高焊管状45o固定CO2半自动焊的质量，除了上述四种上防止方法之外，在装配定位焊时还要注意以下操作要领：

1.焊前必须高度重视试板的装配质量，用直磨机和角磨机把管子的坡口面彻底打磨干净（以露出亮白色的金属光泽为宜），目的是清除试件坡口的铁锈、油污及防护漆，以防止出现焊接气孔。

2.试板装配时应将试板固定在特制的夹具上，防止在定位焊时因焊接变形导致试板产生错边和坡口间隙缩小。试件组对时的定位焊均采用与正式焊接相同的焊接方法和焊接材料。

3.管子的两点定位焊位置分别为12点钟及3点钟（或9点钟）位置，定位焊时可在平焊位置点焊，反面成形应良好，余高及焊缝宽度应与正式焊接时的反面焊缝相一致。

4.管子的定位焊缝打磨成中间厚，两端薄的形状，以便在焊接时接头熔合良好。

5.焊接前要及时清理焊枪喷咀的飞溅，以免影响焊接质量。

参考文献：

[1]2012年中国船舶工业集团公司第四届职业技能竞赛技术文件。

[2]技能大赛焊接试件射线底片评分标准。

[3]Φ114×8管状45o固定CO2半自动焊试件外观检查项目及评分。