气电立焊
船舶气电立焊工艺与参数控制
船舶气电立焊工艺与参数控制
船舶气电立焊工艺是指在较大的水平空间内，采用电流及空气压力来控制焊接过程，以实现船舶用钢板之间的焊接。
1、焊接参数控制：
(1)焊接电流：焊接时要求使用适当的焊接电流，一般为200~400A，根据焊接材料的厚度确定，太低或太高都会影响焊接质量。
(2)空气压力：空气压力也是焊接过程中必须控制的参数，一般需要调节0.3Mpa～0.8Mpa之间的空气压力，不能太高，否则会影响焊接质量。
(3)焊接点间距：焊接点间距也是控制焊接质量的关键因素，如果太近，就容易引起焊接热影响区，影响焊接质量；而如果太远，就会导致焊接断裂。
2、焊接工艺控制：(1)焊接方向：在焊接船舶的时候，要求将焊接方向统一，以保证焊接的质
量。
(2)焊缝尺寸：焊缝的尺寸是控制焊接质量的关键因素，如果尺寸太大，就会有气孔的产生；如果尺寸太小，就会引起焊接渣的产生，都会影响焊接质
量。
(3)焊接技术：在焊接船舶时，要求使用合理的焊接技术，比如采用同步焊接、回扫焊接等，以保证焊接质量。
罐壁纵缝焊接中气电立焊的应用内容介绍
罐壁纵缝焊接中气电立焊的应用内容介绍
气电立焊是近年来发展起来的一种高效率、高质量的焊接方法，气电立焊是CO2气体保护电弧焊的一种特殊形式，一般采用药芯焊丝外加CO2气体保护，强制成形，来实现立焊位置的焊接。
近年来，随着油罐的大型化发展，焊接技术也随着飞速发展，气电立焊技术的应用也越来越广泛，其施工技术也逐步得到完善。
我公司在营口港仙人岛建造的四台50000 m3及六台100000 m3外浮顶油罐壁板立缝焊接就采用了气电立焊技术，取得了良好的社会效益和济济效益。
气电立焊操作机根据工作环境不同配备不同类型的操作车，…………
储罐立缝焊接时，一般采用两台自动立焊机对称分布（分布图见混凝土3—1）、同向施焊，焊接时先焊外侧，焊接完毕进行清根、打磨、磁粉探伤，检查合格后再焊内侧。
立缝焊接前在壁板上端加熄弧板（如混凝土3—2），立焊起弧处加引弧板。
…………
气电立焊所焊焊缝位置垂直或接近于垂直方向，电弧轴线方向和焊缝熔深方向成直角，其焊接特点与平焊不一样，焊接工艺参数和焊接坡口与手弧焊差别也很大。
…………
焊接小车调整机构参数
摆动器参数与调节范围
自动焊操作机吊装图
气电立焊焊接过程。
船舶气电立焊工艺与参数控制
第 ｌ期
雹焊梭
Ｅｌｃｒｃ Ｗ ｅｄ ｎ ｃ ｉ ｅ ｅ ｔｉ ｌｉ ｇ Ｍａ ｈ ｎ
Ｖｏ ． Ｎｏ １ １４ ０ ．
２ １ ０ ０年 １月
Ｊ ｎ２ １ ａ ．０ ０
船 舶 气 电立焊 工 艺与参 数 控 制
许 小 平
（ 汉 船 舶 职 业技 术 学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ５ ） 武 湖 ３００
（） 电 焊原 理 。 １ 气 气 电立 焊 机是 通 过 焊 接 电弧 电压 信 号反 馈 调 节焊 接 电流 ， 焊接 电流信 号反 馈来 控制 焊 丝干 伸 长
和 焊 接 小 车 自动 提 升 的一 种 专 用 焊 接 设 备 。 利 用 它
ｑｕ ｌｔ ｂｕ ａｓ ｒ ｉｅ ｄ ｚ ｎ ｔ ｓ ｆ ｃｅ ｃｅ ． ｅ ａ ｒ ｉ ｒｄｕ ｅ ｏ ｒ ｔ ｐ ｉ ｃ ｐｅ，ｑｕｐ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｆ ＥＧＷ ｉ ｉ ｕ ｔ ｔｄ ａｉｙ， ｔ ｌｏ ａｓ ｄ ｏ ｅ ｓ ｉ ｅｆ ｉｎ ｉｓＴ ｐ ｐｅ ｎｔｏ ｃ ｓ ｐｅ ａｉ ｍｅ ｉ ｈ ｏｎ ｒｎ ｉ ｌ ｅ ｉｍ ｎｔ ｔｕ ｔｒ ｏ ｎ ｌ ｓｒ ｅ ｌ ａ ｄ ａ ｒ ｍ ． ｅ ｐａ ｅ ｘ ｏ ｄ ｌ ｕ ｉｙｈ ｗ ｎ ｕｅ ｃ ｄ ｂ ｈ ａ ｋｎ ｔａ ｏ ｍｓ，ｅ ｈｎ ｌｇ ａ ａ ｅｅｓ， ｌ ｒ ｓａ ｏ ｔ ｏｎｒ １ ｉ ｇ ａ Ｔｈ ｐ ｒｅ ｐ ｕｎ ｓｗｅｄ ｑ ａ ｔ ｏ ｉｆ ｎ ｅ ｙ ｔｅ ｂ ｃ ｉｇ ｓｒ ｐ ｆｒ ｌ ｌ ｔｃ ｏｏ ｐ ｒｍ ｔｒ ｗｅｄ ｗｉ ｎｄ ｈ ｗ ｏ ｃ ｔｏ ． ｙ ｅ
（ ｈ ｎＩｓ ｔ ｅｏ ｈｐ ｕｌｉｇＴ ｃ ｎｌｇ ， ｈ ｎ４ ０ ５ ， ｈｎ ） Ｗｕ ａ ｔｕ ｆ ｉｂ ｉ ｎ ｅｈ ｏ ｙ Ｗｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ｎ ｉｔ Ｓ ｄ ｏ
气保焊立焊手法与技巧
气保焊立焊手法与技巧气体保护焊接是一种常用的金属材料焊接方法，广泛应用于航空、航天、汽车、轨道交通等领域。
气保焊分为立式气保焊和平面气保焊两种，本文将主要介绍气保焊立焊的手法和技巧。
一、气保焊立焊的原理与特点气保焊立焊是利用惰性气体（如氩气、氦气等）对焊接区域进行保护，防止氧化和污染，从而达到高质量的焊接效果。
气保焊立焊的特点如下：1. 焊接速度快，效率高。
2. 焊接质量高，焊缝美观，焊接强度高。
3. 适用于焊接各种金属材料，如钢、铝、铜、镁等。
4. 可以在各种位置进行焊接，如平焊、立焊、仰焊、悬焊等。
5. 气体保护可以有效地防止氧化和污染，保证焊缝质量。
二、气保焊立焊的手法和技巧1. 准备工作在进行气保焊立焊之前，需要进行一些准备工作，包括清理焊接表面、调整焊接设备、准备焊接材料等。
清理焊接表面是非常重要的一步，因为焊接表面的污染和氧化会对焊缝质量产生很大的影响。
焊接设备的调整也非常重要，需要根据焊接材料的种类和厚度进行调整，以达到最佳的焊接效果。
2. 焊接位置的选择气保焊立焊可以在各种位置进行焊接，但不同的位置需要采用不同的手法。
在进行立焊时，需要选择一个适合的位置，以便焊工可以方便地进行操作。
通常情况下，焊接位置应该是稳定的，以便焊工可以保持焊接枪的稳定性。
3. 焊接枪的握持方式握持焊接枪的方式对焊接效果有很大的影响。
通常情况下，焊接枪应该被握持在垂直的位置，以便焊工可以更好地控制焊接的方向和速度。
焊接枪应该被握持在中部，以便焊工可以更好地控制焊接的平衡和稳定性。
同时，焊接枪的握持力度也非常重要，过紧或过松都会影响焊接效果。
4. 焊接速度和焊接角度焊接速度和焊接角度是影响焊接效果的两个重要因素。
焊接速度过快会导致焊接质量下降，焊接速度过慢会导致焊接表面出现凸起和凹陷。
焊接角度也非常重要，应该根据焊接材料的种类和厚度进行选择。
通常情况下，焊接角度应该保持在30度到45度之间。
5. 焊接过程中的注意事项在进行气保焊立焊过程中，需要注意一些细节问题，以保证焊接质量。
焊接自动化课程设计--船体厚板高效气电立焊
焊接自动化课程设计--船体厚板高效气电立焊焊接自动化说明书《船体厚板高效气电立焊》学院材料科学与工程专业材料成型及控制工程年级 2010姓名邬栋权庞杰王飞翔滕金虎尹金鸽张中奇2013 年6 月28 日目录一．设计背景 (3)二．自动化系统综述 (3)三．研究思路及分工…………………………………………………………..3-4 四．机械设计和图形绘制…………………………………………………….4-5五．电机选择及参数设定…………………………………………………….6-7六．传感器选择与应用……………………………………………………….8-10七．PLC程序控制 (10)-14八．焊接工艺，参数 (1)5-19九．焊机选择………………………………………………………………………………………………..19-20参考文献 (20)一．设计背景随着我国船舶制造领域步伐的加快，大型分段焊接合拢工程也随之增加，厚板垂直焊缝采用EGW（气电焊）技术代替传统的人工焊接，在质量提高的同时，生产效率提高了十几倍。
在一般条件下，气电立焊单面焊厚度一般在25mm 以下，带摆动时可焊接到 35mm左右，厚板立缝一次成形是焊接技术的难题。
双面焊可焊接厚板55mm 以下，但是焊接效率降低。
针对NV D36型50mm以上船板焊接的自动化，我们小组设计了高效气电立焊设备，采用CO2气保护药芯焊丝电弧焊，，以实现NV D36级 50mm厚板立缝的多层多道焊接成形技术，并提出了相关厚板的焊接工艺试验参数。
二．自动化系统综述三．研究思路及分工根据我们的立题和实际情况，我们把具体工作分为一下几方面展开：1.设备整体构造分析，机械结构设计:比如，自由度，关节数，各部位之间的协调，可行性稳定性。
绘制三维图。
（邬栋权）2.电机选择及参数设定。
（庞杰）3.传感器选择与应用。
（滕金虎）4. PLC程序控制流程图设计，梯形图（尹金鸽）5.焊接工艺，参数（要有分析和具体参数）：焊接方法，过渡形式，坡口选择，焊接电源，电流电压，送丝速度，送气流量，焊丝选择，焊接速度。
气电自动立焊工艺要求
武昌船舶重工集团有限公司企业标准
Q/WSJ 06.277—2015
气电自动立焊工艺要求
2015 - 11 - 30 发布
2015 - 12 -
Q/WSJ 06.277—2015
前言
本标准根据公司下达的武船技[2015]59号文《关于印发<2015年企业标准化工作计划>的通知》而制 定。
3 一般要求
3.1 焊工 焊工应经过专门培训，并经考试合格认可后才能从事气电自动立焊的焊接。
3.2 焊接材料及辅助材料 3.2.1 焊丝、焊条 3.2.1.1 选用的焊丝、焊条须经船级社认可，焊丝表面应无油污、铁锈、水分等杂质，并有规则地缠 绕在焊丝盘上。 3.2.1.2 气电自动立焊用焊丝应符合 AWS A5.26—2009 的要求，具体牌号见表 1。
1
名称
气电焊用 CO2药芯焊丝
规 格（mm） Φ1.6
Q/WSJ 06.277—2015
表1 气电自动立焊用焊丝
型号 AWS A5.26 EG70T-2
牌号 CHT70G（大西洋） YCJEG50（铁锚） DW-S43G（神钢）
3.2.1.3 定位板装焊、起始端或终端焊接、修补所选用的 CO2 焊丝直径为 Φ1.2mm、型号为 E501T-1， 应符合 GB/T 10045—2001 要求；选用的手工焊焊条应与焊接的钢板强度、韧性相匹配，应符合 GB/T 5117 要求。
图1 Π型板尺寸 4.2.2 与坡口呈“十”或“丁”字交叉的横向焊缝处：
a) 交叉处坡口两侧的横向焊缝应焊接完成； b) 钢板正、反面坡口边缘每侧至少 30mm 的交叉横向焊缝余高应修平至钢板表面； c) 应尽量避免在交叉的横向焊缝上装焊定位板。 4.2.3 与坡口反面相连接的构件处，如纵骨、平台等，须在反面结构件上开设半径不小于 30mm 的通 焊孔，如图 2 所示。待焊接完成后，应依据设计要求对通焊孔以保留或封堵处理。
气电立焊细化晶粒的方法
气电立焊细化晶粒的方法
气电立焊细化晶粒的方法有以下几种：
1. 利用高电流密度焊接：通过增加焊接电流密度，使焊接区域的温度升高，从而促使晶粒细化。
2. 利用高频脉冲焊接：该方法通过高频脉冲电流的作用，使焊接区域的温度迅速升高和降低，产生较高的焊接速度，从而细化晶粒。
3. 利用超声波辅助焊接：超声波振动的作用下，焊接区域的金属液体能够迅速形成分散的液滴，使晶粒尺寸得到细化。
4. 利用热机械处理：该方法通过对焊接区域施加预应力和/或热应力，通过晶界迁移和细化结晶，以实现晶粒细化的效果。
需要注意的是，气电立焊细化晶粒的方法需要根据具体材料和工艺来选择合适的方法，并在实际操作中综合考虑焊接条件、设备和材料等因素，以实现最佳的焊接效果。
气电立焊焊接方法学习要点总结
气电立焊焊缝中的气孔通常在焊缝边缘 附近起源, 顺着焊缝金属凝固路径朝着中心 线扩展。 不能用肉眼检查方法发现气电立 焊焊缝中的气孔, 除非在割掉起焊板和引出 板时露出焊缝内部才能发现。
（3）裂纹 在正常焊接条件下焊缝中不会出现裂纹。焊缝
金属的加热和冷却比较慢，大大地减小了在寒风中 产生冷裂纹的危险。热影响区也具有高的抗冷裂纹 的性能。
电弧的热量熔化了坡口表面并同时送给焊丝。 熔化的母材不断地汇流到电弧下面的熔池中，并凝 固成焊缝金属。在厚壁焊件中为均匀地分布热量和 熔敷焊缝金属，焊丝可沿接头整个厚度方向作横向 摆动。随着焊接空间的逐渐填充，一块或两块随焊 接机头向上移动。虽然焊缝的轴线和行走方向是垂 直的，但实际上仍是平焊位置。
（2）气孔 药芯焊丝的药芯中含有脱氧剂和脱氮组分。药
芯中兼有造气和造渣组分, 通常能形成致密的无气 孔组分。但对正常的保护气体覆盖层稍有干扰便可 能产生气孔。
气电立焊焊缝中产生气孔的其他原因, 可能有 抽风过大、 冷却滑块漏水、 药芯焊丝中的药粉不 足、 焊丝或保护气体污染以及在焊接开始时有空气 侵入等 。
三、工艺特点和应用范围
1.气电立焊的特点：
工艺过程稳定、操作简便、焊缝质量优良（图3）、 生产效率比手工电弧焊高10倍以上,因此这种方法在船 体焊接应用中不断发展,现在已具备单丝、双丝（图4） 两种送丝方式。采用单丝还是双丝主要根据所焊船体 的板厚来确定，图5则给出了如何根据板厚范围来确定 送丝数。
（3）冷却速度控制 当焊接规范和坡口参数确定后， 焊丝和母材吸热可以认为是不变的，而强制成形的铜 滑块吸热，则随冷却介质水变化较大。水的温度、水 的流量对吸热影响很大，低的水温和大的流速水带走 的热量，远大于高水温低流速的情况，所以在焊接厚 板时应减少水流量；焊接薄板时可增加水的流量；通 过调节水流量来调节熔池的冷却速度可有效的控制熔 深的大小；
大型储油罐纵缝气电立焊焊接工艺
本 公 司 ２ ｏ 年 施 工 的 １ 万 ｍ 储 油 罐 为 单 浮 盘 外 浮 顶 的结 ０３ Ｏ
调质钢Ｓ Ｖ ９ Ｑ。其组织状态 为调 质回火索 氏体 ，不仅强度高 Ｐ ４０
向较 小 。
１２ 焊 丝 ．
接 ，焊 接熔 敷 金 属量 小 ，热 影 响 区 较 窄 。
２１ 组 对 要 求 ．． ２
焊 丝采 用 与母 材 相 匹 配 的 日本 新 日铁 公 司生 产 的气 电立 焊
焊丝 ，牌 号 为Ｅ 一 ０ Ｇ ６ ，规 格 为 ４１ ｍ。其 熔 敷 金 属 化 学 成 分 ，． ｍ ６
抗拉强度ｏ Ｚ ａ － Ｐ ｄ
６９ ８
屈服强度
５９ ３
Ｐ ａ
ｌ
Ｉ
伸长率６％） （
２ ７
（ ）从 底 部 起 顺 序 将 铜 垫 板 固 定 到 焊缝 上 ，注 意 使 铜 垫 板 １ 上 的 进 出水 口朝 向分 水 管 ；铜 垫 板 之 间 的 连 接 处 要 紧 密 结 合 ，
随 着 我 国石 化 行 业 的 不 断 发 展 以及 国 家 储 备 油 库 的 建 设 ， 我 国原 油 储 罐 正 向 大 型 化 、 群 罐 化 发 展 ， 目前 国 内 １ ｍ， Ｏ万 石 油 储 罐 的 建 造技 术 也 随 之 提 高 。 由于 自动 焊 的 生 产 效 率高 ，焊
大 型 储 油 罐 纵 缝 气 电 立 焊 焊 接 工 艺
李 雪梅
（ 中石化第四建设公 司，天津 ３０ ７ ） ０ ２ ０
气电立焊细化晶粒的方法
气电立焊细化晶粒的方法气电立焊（GMAW）是一种常用的金属焊接方法，它采用电弧加热和熔化金属，通过保护气体的喷射来防止氧化。
气电立焊具有高效、高质量的特点，广泛应用于工业生产中。
然而，在某些情况下，焊接接头的晶粒度过大，会对焊接质量产生影响。
因此，如何细化焊接接头的晶粒成为了一个重要的研究课题。
细化晶粒的方法有很多种，其中一种常用的方法是通过控制焊接过程中的热输入来实现。
热输入是指焊接过程中传递给工件的热量，它由焊接电流、焊接电压和焊接速度等参数决定。
研究表明，适当降低热输入可以有效地细化晶粒。
在气电立焊中，焊接电流是一个重要的参数。
电流的大小直接影响到焊接过程中的热输入量。
一般来说，较小的电流可以减少热输入，从而有利于细化晶粒。
但是，电流过小也可能导致焊缝不完全熔透，影响焊接质量。
因此，在选择电流时需要综合考虑细化晶粒和焊接质量之间的平衡。
除了电流，焊接电压也是一个关键的参数。
电压的大小决定了电弧的稳定性和熔化金属的速度。
较低的电压可以减少热输入，有利于细化晶粒。
然而，电压过低也会导致电弧不稳定，影响焊接质量。
因此，在选择电压时需要找到一个合适的范围，既能细化晶粒又能保证焊接质量。
焊接速度也是影响热输入的重要因素。
焊接速度越快，热输入越小，晶粒越容易细化。
但是，焊接速度过快可能导致焊缝不完全熔透，影响焊接质量。
因此，在选择焊接速度时需要综合考虑细化晶粒和焊接质量之间的平衡。
除了控制焊接过程中的热输入，还可以通过添加细化剂来细化晶粒。
细化剂通常是一种能够在焊接过程中与金属反应生成化合物的物质。
这些化合物可以促进晶粒细化，提高焊接接头的强度和韧性。
常用的细化剂有钛、锆等元素。
添加细化剂可以在一定程度上实现晶粒的细化，但过量添加会导致晶粒过细，影响焊接质量。
通过控制焊接过程中的热输入和添加适量的细化剂可以有效地细化气电立焊接头的晶粒。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的焊接参数和细化剂，以实现晶粒的细化和焊接质量的提高。
不同衬垫下双丝气电立焊的微观组织与性能分析
材料与工艺 广东造船2023年第4期（总第191期）作者简介：陈 华（1984-），男，高级工程师。
主要从事船舶焊接工艺技术研究工作。
温 涛（1977-），男，高级工程师。
主要从事船舶建造工艺及焊接工艺研究工作。
收稿日期：2023-04-17不同衬垫下双丝气电立焊的微观组织与性能分析陈 华，温 涛，江泽新，王 浩，陈庆城（广船国际有限公司， 广州 511462）摘 要：通过采用60mm 厚的大线能量钢板E40-W600进行双丝气电立焊试验，焊接过程采用陶瓷衬垫和水冷铜衬垫两种衬垫方式，分析两者在焊接接头、力学性能及微观组织之间的区别。
结果表明：采用水冷铜衬垫进行双丝气电立焊，其焊接接头背面成型的宽度和余高比陶瓷衬垫的偏小；通过对两种衬垫下焊接接头根部微观组织的分析，水冷铜衬垫下的焊接接头FL+2mm 处为相互交织的针状铁素体和少量铁素体束间碳化物、块状铁素体组成，针状铁素体的面积达到90%，块状铁素体的尺寸为20-40μm；陶瓷衬垫下的焊接接头根部FL+2mm 处，由粗大的铁素体和少量细小珠光体组成，晶粒尺寸30μm 以上的面积超过40%；两种衬垫下抗拉强度和弯曲性能相近，但根部的冲击性能水冷铜衬垫的焊接接头明显优于陶瓷衬垫的焊接接头。
通过以上试验及分析，丰富了双丝气电立焊的焊接工艺，为双丝气电立焊工艺及配套钢板、焊材的研究及在后续船舶、钢结构的推广应用，提供了数据参考。
关键词：大线能量；双丝气电立焊；水冷铜衬垫；大厚板中图分类号：U671.8 文献标识码：AMicrostructures and Performance Analysis of Tandem Gas Metal ArcWelding and Weld Joints at Different BackingsCHEN Hua, WEN Tao, Jiang Zexin, WANG Hao, CHEN Qingcheng( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd., Guangzhou 511462 )Abstract: In this article, tandem gas metal arc welding experiments were conducted by using 60mm thick high-energy steel plate E40-W600. Two different methods of using ceramic backing and water-cooled copper backing were employed during the welding process. The objective was to analyze the differences in weld joints, mechanical properties, and microstructure between the two backing methods. The results indicated that the width and reinforcement of the back of the welded joint formed by using double wire gas electric vertical welding at water-cooled copper backing are smaller than those under the ceramic backing. Microstructural analysis of the root weld joint revealed that under the water-cooled copper backing, the weld joint at FL+2mm exhibited intertwined acicular ferrite, a small amount of ferrite interbeam carbides, and blocky ferrite. The percentage of acicular ferrite area reached 90%, and the size of blocky ferrite ranged from 20~40μm. On the other hand, under the ceramic backing, the weld joint root at FL+2mm consisted of coarse ferrite and a small amount of fine pearlite, with over 40% of the area having grain sizes exceeding 30μm. The two backing methods showed similar tensile strength and bending properties, but the impact toughness of the weld joint with water-cooled copper backing was significantly superior to that of the weld joint with ceramic backing. Through these experiments and analysis, the welding process of tandem gas metal arc welding has been enriched, providing valuable data for further research and application of the process, as well as the promotion of suitable steel plates and welding materials in shipbuilding and steel structures in the future.Key words: high wire energy; tandem gas metal arc welding; water-cooled copper backing; thick plate1 前言在集装箱船的设计及建造过程中，抗扭箱分段存在厚板的焊接，其中在外板舷顶列板和内壳顶板采用了60 mm 厚EH40的高强度钢结构，且抗扭箱在总组及搭载过程中均采用了正组方式，因此存在大量的60 mm 厚板立对接焊缝，焊接工作量较大。
气电立焊介绍
AWS
(A5.26)
EG80T-G
力学 性能 例值 例值
屈服强度 （MPa） 520
抗拉强度 （MPa） 650
延伸率 （%） 26
冲击 J/℃ 65/-20
GFR-802
EG80T-G
533
662
22.5
106/-20
3、GFR-802焊道外观
正面成型
反面成型
八、GFL-702销售业绩
行业 客户 大连中远船务工程有限公司 烟台莱佛士船业有限公司 品名
图5
气电立焊设备构成图
下图（图6）为一台国产垂直气电立焊的外部结构。
垂直气电立焊机 型号：SEG-1 输入电压：AC 380±10％V 行走速度：0-530 mm/min 驱动方式：齿轮/齿条 重量：22 kg 最大负载：50kg 焊接位置：立焊 外型尺寸： 360x665x365mm 适合板厚：9-32mm 单面V型坡口 19-80mm双面X型坡口
GFL-702在船体大合拢焊接中的应用（图9）
总段大合拢缝
总段大合拢缝
图9
油轮船侧分段的大合拢缝
六、50公斤级气电立焊焊丝对比
1、DW-S43G和GFL-702化学成分对比
品名
DW-43G GFL-702 AWS A5.26 EG70T-2 EG70T-2
化学 成分 例值 例值
C
0.054 0.054
动立焊工艺大都在露天或高空场合施工,在有大风的情况下,自保护焊可以不
因风的影响而停止施工。另外,目前自保护立焊设备的价格也要比气保护立 焊设备的价格低的多；
国外在开发气电立焊时，都是将焊接设备与焊接材料一并配套考虑，
这是出于保护产品的专利权和商业利益；但从另一角度看，增加了我们自 身技术开发困难，因此，要加强焊接技术研制和焊接工艺实验的工作，使 国产焊接材料能在气电立焊应用中，占一席之地。 昆山京群焊材科技有限公司长期致力于研发气电立焊焊丝。现已经开发 出50公斤级气电立焊焊丝GFL-702和55公斤级气电立焊焊丝GFR-802。焊 丝具有良好的焊接性和优良的力学性能，在船体、贮罐、球罐、桥梁的箱 式梁复板等立焊位置的焊接中得到越来越广泛的应用。
横焊、平焊、立焊、仰焊的定义
横焊定义：在待焊表面处于近似垂直，焊缝轴线基本水平的位置进行的焊接横焊是焊接垂直或倾斜平面上水平方向的焊缝。
应采用短弧焊接，并选用较小直径焊接电流，以及适当的运条方法。
不开坡口的对接横焊，当板厚为3-5毫米时应采用双面焊。
正面焊时焊条直径为3.2-4毫米,焊条与下板成75-80度.当焊件较薄时,用直线往返形运条法,使熔池金属有机会冷却,不至于使熔池温度过高,可以防止烧穿.焊件较厚时,可采用短弧直线形或小斜圆圈形运条法焊接,便可得到合适的熔深,运条速度应稍快些,旦要均匀,避免焊条熔化金属过多地聚集在某一点上形成焊瘤和焊缝上部咬边等缺陷。
开坡口的对接横焊,第一道焊缝选用细焊条,当间隙大时宜采用直线往复形运条法.第二道焊缝采用斜圆圈运条法.在施焊过程中,为防止焊缝表面咬边和下面产生熔化金属下淌现象,每个斜圆圈形与焊颖中心线的斜度不得大于45度.当焊条末端运到斜圆上面时,电弧应更短,并稍停片刻,然后缓慢将电弧引到焊缝的下边,即原先电弧停留的旁边,这样做能有效地避免各种缺陷,使焊缝成形良好。
气电立焊气电立焊是由普通熔化极气体保护焊和电渣焊发展而形成的一种熔化极气体保护电弧焊方法。
其优点是：生产率高，成本低。
与窄间隙焊的主要区别在于焊缝一次成形，而不是多道多层焊。
气电立焊的能量密度比电渣焊高且更加集中，焊接技术却基本相同。
它利用类似于电渣焊所采用的水冷滑块挡住熔融的金属，使之强迫成形，以实现立向位置的焊接。
通常采用外加单一气体（如CO 2 ）或混合气体（如Ar+O 2 ）作保护气体。
在焊接电弧和熔滴过渡方面，气电立焊类似于普通熔化极气体保护焊（如CO 2 焊，MAG 焊），而在焊缝成形和机械系统方面又类似于电渣焊。
气电立焊与电渣焊的主要区别在于熔化金属的热量是电弧热而不是熔渣的电阻热。
气电立焊通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。
板材厚度在12~80mm 最适宜。
气电立焊操作说明20090507
B． 根据国家电气规定，地方法规和厂家建议 安装设备。
C． 根 据 国 家 电 气 规 定 和 厂 家 建 议 将 设 备 接 地。
A． 在排除故障和维修前，应关闭发动机，除 非维修工作需要它运转。
B． 在开放，通风良好忍气吞声地方操作发动 机，或者将废气排到室外。
A. 焊接产生的废气等不利于身体健康。应避 免吸入这些废气。当焊接时，头部不要面 对这些废气。使用足够的通风设备以使气 远离呼吸区。在使用焊条焊接不锈钢或覆 哽层（参照有关容器或 MSDS 的条款） 或含铅或镀镉钢或其它能够产生有毒烟 雾的涂层等需要特殊通风设备材料时，尽 是减少暴露并且低于最低限值（TLV）时 使用局部排气或机械通风设备。在限定区 域或户外，需要防护面罩。焊接镀锌钢时 也需注意。
操作手册
YS-EGW 气电立焊机
购买日期： 产品序列号： 型号：
兆锋机电设备（上海）有限公司
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兆锋机兆锋机电设备（上海）有限公司 ALL-TIMMALL-TIME MECHANICAL&ELECTRICAL EQUIPMENT CO., LTD
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适用坡口
产品简介
参数
380V/3PH/50HZ（国内） 温度：-30°~ + 50° 相对湿度：90%以上 防尘、防水等级：按 IP23 级要求设计 绝缘等级：F 级 ≥4.5m 10~40mm（单面坡口） 40~90mm（双面坡口） 对接立焊焊缝
φ1.6~2.0mm（气电立焊） φ1.6~3.0mm（自保护焊） 碳钢，低合金钢，刚强钢
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船舶气电立焊工艺与参数控制武汉船舶职业技术学院周飞霓
（1）气电立焊原理简述：气电立焊(英文简称EGW)技术是一种配备专用的药芯焊丝，以CO2气体保护进行立向上对接焊的自动化焊接工艺，用于焊接垂直或接近垂直位置的焊接接头；
焊接时，电弧轴线方向与焊缝熔深方向垂直。
在焊缝的正面采用水冷铜滑块、焊缝的背面采用水冷档排(或衬垫)（图1、图2）使用药芯焊丝送入焊件和档块形成的凹槽中，熔池四面受到约束，实现单面焊双面一次成形的一种高效焊接技术；
（2）气电立焊的特点：工艺过程稳定、操作简便、焊缝质量优良（图3）、生产效率比手工电弧焊高10倍以上,因此这种方法在船体焊接应用中不断发展,现在已具备单丝、双丝（图4）两种送丝方式。
采用单丝还是双丝主要根据所焊船体的板厚来确定，图5则给出了如何根据板厚范围来确定送丝数；
冷却水
水冷铜滑块
熔池
焊缝保护气
水冷铜滑块
固定的焊剂垫
或水冷铜挡排
保护气
水冷铜滑块
熔池
焊缝
图1 单丝气电立焊原理图一图2 单丝气电立焊原理图二
板厚：35mm 焊根：8mm 板厚：80mm
焊根：8mm
板厚：80mm
焊根：10mm
双丝焊时，第一根焊丝需要沿焊缝的熔深方向进行摆动；
（3）气电立焊工艺要点：
1）焊缝背面垫板（相对焊机操作台）形式
可有三种垫板形式:
① 背面用陶瓷衬垫,正面用水冷铜滑块强制成形的方法； ② 焊缝双面均采用水冷铜滑块强制成形的方法；
③ 不用外加气体、采用自保护药芯焊丝单面水冷铜滑块强制成形法；
注意，三种方法的焊接材料都有所区别；
2）气电立焊关键参数的控制
气电立焊的焊接位置垂直或接近于垂直方向，电弧轴线方向与母材熔深方向成直角，熔化的焊丝金属堆积迭加，熔池不断水平上移形成焊缝，其熔深产生所需热量的传递方式与其它电弧焊有所不同。
气电立焊焊接电弧产生的热量主要流向三个方向：熔化焊丝、熔化母材、滑块吸收；
① 母材坡口截面积控制 是影响熔深的主要参数之一：熔深反映了坡口两侧母材的熔化量，直接决定了焊接质量。
增加坡口截面积就增加了焊接线能量，导致熔深增加。
熔深的大小由熔池过热金属的过热度即温度梯度决定；影响熔池熔融金属的过热度的因素也就是影响熔深的大小的因素；
② 线能量控制 对于一般电弧焊焊接线能量为E =IU /Vw ； 对于气电立焊，焊接时采用等速送丝、大电流密度、较高的电弧电压，其送丝速度等于熔化速度熔化速度正比于向坡口填充金属的速度，经推导可得焊接线能量为E=ki.U.S 式中ki 为焊丝熔化系数、S 为坡口截面积。
增加电弧电压可增加焊接线能量；
第二根丝
第一根丝
固定 垫板 熔池 焊缝
保护气
水冷铜滑块
图4 双丝气电立焊原理图
板厚（mm ） 图5焊丝数的选择
单丝EGW
双丝EGW
③冷却速度控制当焊接规范和坡口参数确定后，焊丝和母材吸热可以认为是不变的，而强制成形的铜滑块吸热，则随冷却介质水变化较大。
水的温度、水的流量对吸热影响很大，低的水温和大的流速水带走的热量，远大于高水温低流速的情况，所以在焊接厚板时应减少水流量；焊接薄板时可增加水的流量；通过调节水流量来调节熔池的冷却速度可有效的控制熔深的大小；
由于气电立焊熔池与普通未受约束的焊接熔池状态不同熔深的形成方式以及影响熔深的因素也就不同；
表1给出了两种厚板EGW焊接工艺参数，供参考。
表1 典型EGW焊接工艺参数
板厚焊根隙焊丝数丝速电流电压焊速线能量
3）几种实用焊接材料
①目前国内用量较大的是神户制钢公司生产的DWS—43G和DWS—60G型药芯焊丝,这两种焊丝经使用证明焊接时电弧稳定,飞溅很小,气渣保护良好,焊缝质量均匀稳定,是质量优良的药芯焊丝。
使用该焊丝，同时焊缝背面要配用KL—4GT型陶瓷衬垫,在衬垫表面覆盖一层玻璃布,可使衬垫与钢材紧密相贴,防止跑渣。
在衬垫的背面还有一块钢板,便于在装配衬垫时用钢楔子将衬垫与钢板压紧,避免陶瓷衬垫破碎；
②自保护自动立焊焊丝一般采用林肯（Lincoln）公司NR431药芯焊丝。
自动立焊工艺大都在露天或高空场合施工,在有大风的情况下,自保护焊可以不因风的影响而停止施工。
另外,目前自保护立焊设备的价格也要比气保护立焊设备的价格低的多；
国外在开发气电立焊时，都是将焊接设备与焊接材料一并配套考虑，这是出于保护产品的专利权和商业利益；但从另一角度看，增加了我们自身技术开发困难，因此，要加强焊接技术研制和焊接工艺实验的工作，使国产焊接材料能在气电立焊应用中，占一席之地；
(4)气电立焊设备
（1） 气电立焊设备主要组成
气电立焊设备主要组成部分包括（图6、图7）：
① 携焊机头升降的机械系统；② 快速送丝系统；③ 水冷强迫成型系统；④ 焊接电源及供（保护）气系统；⑤ 焊枪及焊枪摆动控制系统；⑥ 焊接过程自动控制系统；
（2） 对船体气电自动立焊机的要求
气电自动焊最适用于船体总段大合拢缝（图8）的焊接，多个永磁体吸盘将
铝合金齿条轨道固定在船体钢板上，其轨道可以接长数十米；焊机的整体机架内具有自动提升机构和自动锁定装置，便于船体立缝焊接时的高空作业，使操作安全可靠，使焊接熔池始终处于最佳观察状态；
另外，送丝系统控制箱、焊接电源、循环冷却器等都装在焊机整体机架内，与被
送丝轮
焊丝
摆动
出水
进水
焊嘴保护气入口
熔池保护气
移动水冷壁
焊丝
出水
进水
焊枪
导丝管
移动水冷壁 焊嘴保护气出口
熔池保护气入口
图6气电立焊设备构成图
垂直气电立焊机 型号：SEG-1
输入电压：AC 380±10％V 行走速度：0-530 mm/min 驱动方式：齿轮/齿条 重量：22 kg 最大负载：50kg 焊接位置：立焊 外型尺寸：360x665x365mm 适合板厚：9-32mm 单面V 型坡口
19-80mm 双面X 型坡口
图7 一种实际气电立焊设备
总段大合拢缝总段大合拢缝
图8 油轮船侧分段的大合拢缝
焊物体较近故各配套线管大为缩短，有利于焊前准备和设备操作，也便于安装运输；
焊接控制系统中设置了电压电流传感器，能自适应焊接坡口变化；
设置供气控制传感器和循环冷却水压指示调节器保证焊接质量控制；
瑞典ESAB公司，采用悬挂在焊缝顶部的牵引电机的动链条牵引机头上升的方案，这样既节省了磁力轨道及其装卸工时费用,又减轻了工人的劳动强度；。