气电自动立焊工艺要求

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Q/WS
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。
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名称
气电焊用 CO2药芯焊丝
规 格(mm) Φ1.6
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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。
3.2.2 保护气体
保护气体选用纯度99.5%以上,水分含量小于0.05%的CO2气体,其质量应符合GB/T 6052-2011中 Ⅰ类或Ⅱ类一级的要求。
3.2.3 衬垫
衬垫采用型号为 TG12431815(TG-C1.80Z)的陶质衬垫,应符合 CB/T 3715—2013 的要求,并经 船级社认可,也可采用水冷式铜衬垫。
3.3 焊接设备
3.3.1 气电自动立焊设备主要由焊接小车、精密磁性导轨、电气控制箱、摆动机构、焊枪以及水冷铜 滑块等组成,并配以 CO2 焊接电源、送丝机构、冷却水循环装置以及保护气体供气设施等。 3.3.2 焊接设备应完好,仪器仪表应计量合格,并在检定有效期内。
3.4 环境
3.4.1 气电自动立焊应在风速小于 3m/s 的环境下进行。如果在焊接过程中遇到刮风或下雨,应对焊接 作业区域采取有效的防风、防雨措施,否则停止作业。 3.4.2 焊接作业环境温度低于 0℃时,应对焊件进行的预热,具体船体钢焊接的预热范围见表 2。
5.1.5 在焊接坡口反面安装陶质衬垫,陶质衬垫成型槽中心线应与坡口宽度的中心对正,每根陶质衬 垫应至少使用两个斜楔加以固定,使陶质衬垫紧贴于钢板,应防止用力过大导致陶质衬垫破碎,如图 5 所示。各陶质衬垫间连接应紧密无缝隙。
图5 衬垫安装示意图
5.1.6 将导轨安置于接缝一侧,并与接缝保持平行。上下导轨之间连接应无缝隙,并用螺钉拧紧,整 条导轨的顶端应与工件可靠连接固定,以防止导轨意外脱落。导轨安装前必须清除钢板及磁铁表面的灰 尘和脏物。 5.1.7 在焊接坡口正面安放水冷铜滑块,铜滑块的成型槽位置应与坡口正面对正,成型槽宽度必须与 坡口正面宽度相匹配,成型槽宽度见表 4。
本标准由公司标准化委员会提出。 本标准由公司科技部归口。 本标准起草单位:青武公司。 本标准主要起草人:徐雁飞。 本标准联系人:梁春玲。
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气电自动立焊工艺要求
1 范围
本标准规定了气电自动立焊的一般要求、坡口形式及装配、焊接工艺要求、焊缝质量控制及焊接故 障排除等内容。
表2 船体钢焊接的预热范围
项目
标准范围
母材金属需要预热的温度
最小的预热温度
一般强度钢(A、B、D) 高强度钢(AH32、AH36、DH32、DH36)
<-5℃ <0℃
20℃○1
注:○1 应使用此预热温度,除非认可的焊接工艺规定了更高的温度。
4 坡口形式及装配
4.1 坡口形式 气电自动立焊采用单面V形坡口,坡口角度和根部间隙由板厚决定,坡口形式及尺寸见表3。
2
板厚 t mm
9~<12
坡口角度 α (°)
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表3 坡口形式及尺寸
根部间隙 b mm
坡口形式
12~<15
15~<18
18~<23
23~<26
26~<29
29~≤32
4.2 装配
4.2.1 装配时,应在坡口反面的钢板上装焊Π型定位板,板厚为 10mm~16mm,形状尺寸见图 1,定 位板装配间距一般为 350mm,定位板开口中心应与焊缝中心对正。
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附录A (资料性附录)
焊接参数
A.1 直径为 1.6mm的焊丝气电自动立焊参数见表A.1。
本标准适用于一般强度船体结构用钢(A、B和D)和高强度船体结构用钢(AH32、AH36、DH32和DH36), 钢板厚度范围为9mm~32mm的以CO2为保护气体、焊接位置为垂直的单道对接气电自动立焊,也适用于钢 板相对水平面的倾角大于45°位置的焊接。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
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图2 半圆形对接焊缝通焊孔 4.2.4 对接接头装配错边量不应超过 1mm。 4.2.5 两块钢板的厚度超过 3mm 时,应将厚板削斜至与薄板齐平,削斜宽度一般为厚度差的四倍, 即 L=4(t1-t2),见图 3。
图3 接头削斜示意图 5 焊接工艺要求 5.1 焊接准备 5.1.1 钢板坡口面及坡口边缘每侧至少 30mm 范围内,应用砂轮打磨,清除切割残渣、装配马脚、飞溅 物以及横向焊缝余高等妨碍焊接过程正常进行的障碍物。 5.1.2 应清除坡口及两侧 30mm 范围内的水、油、杂质等污物。 5.1.3 当焊缝起始端有阻碍铜滑块降至焊缝底端的构件时,须用手工焊条焊或 CO2 气体保护焊焊接至 少 35mm 长度的填充焊缝,然后开始气电焊接,如图 4 所示。
GB/T 5117 非合金钢及细晶粒钢焊条 GB/T 6052—2011 工业液体二氧化碳 GB 9448 焊接与切割安全 GB/T 10045—2001 碳钢药芯焊丝 CB/T 3715—2013 陶质焊接衬垫 CB/T 3761 船体结构钢焊缝修补技术要求 CB 3785 船舶修造企业高处作业安全规程 CB/T 3802 船体焊接表面质量检验要求 CB/T 4000 中国造船质量标准 AWS A5.26—2009 气电焊用碳素和低合金钢焊丝规范
a) 观察焊丝落点位置和正反面焊缝热量分布情况,若有异常应及时修正焊接规范,并通过机械装 置调整电弧位置;
b) 观察并保持铜滑块成形槽的中心线与焊缝中心线始终对正;保证铜滑块始终紧贴板面,但当板 面变形不平或存在板厚差时,适当调节跟踪杆顶压力度,使铜滑块既贴实焊缝又能顺利滑行;
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Q/WSJ 06.277—2015 c) 控制熔池液面,使其保持离保护气体出气口 5mm~10mm; d) 用绝缘棒随时清除铜滑块保护气体盒里的飞溅物; e) 观察焊接行走机构在轨道连接处的行走情况,如有障碍,及时助推、调整,使齿轮啮合紧密。 5.3.4 焊接停止时,按停止按钮(同时停止摆动),小车行走和送丝即停止,电弧熄灭。待熔池凝固 后,再松开铜滑块。 5.3.5 焊接结束后,先断开焊接小车的控制电源开关和焊接电源开关,再切断水、气、水泵电源等。 5.3.6 一道焊缝应连续焊接完成,如中断后隔日继续施焊,应对原熄弧处、坡口面及坡口边缘每侧至 少 30mm 范围内,打磨除锈。 5.4 焊接参数 气电自动立焊的焊接参数主要有焊接电流、电弧电压、焊丝伸出长度、焊接速度、焊丝角度、焊丝 摆动频率及摆幅等。焊丝伸出长度应控制在 25~35mm 范围内,其它焊接参数则取决于被焊工件的厚 度及焊接位置。焊丝直径为 1.6mm 的焊接参数见附录 A。 6 焊缝质量控制及焊接故障排除 6.1 焊缝表面质量检验按 CB/T 3802 和或 CB/T 4000 规定进行。 6.2 焊缝无损检测数量及验收等级按设计图纸、技术规格书等文件要求进行。 6.3 焊缝修补按 CB/T 3761 规定进行。 6.4 焊接缺陷的常见类型、产生原因及预防措施见附录 B。 6.5 焊接过程中故障的产生原因及排除方法见附录 C。
表4 铜滑块成型槽宽度
单位为毫米
坡口宽度
成型槽宽度
17
20
18~21
24
22~25
28
26~29
32
30
36
5.1.8 铜滑块应保持通气孔清洁、成型槽光滑,且与被焊件顶紧,力度适中,保证滑块贴紧工件滑行。 应避免因滑块顶力过大而增加焊接小车的负荷,导致行走稳定性变差;亦应避免因顶力过小而造成焊缝 余高增大及熔池金属淌挂。 5.1.9 按图 6 所示调整焊枪角度及位置,并注意以下几点:
a) 调整焊枪角度 α,使其在垂直焊接时,与工件表面呈 5°~15°夹角。倾斜立焊时,焊枪角度应 相应增大,一般以焊丝尽可能垂直于熔池液面为宜;
b) 调整焊枪高度,使导电嘴顶端与铜滑块上保护气体输出口下沿的垂直距离 h 控制在 20mm~ 30mm;
c) 调整焊丝落点位置,使焊丝落点从厚板中心部位略向坡口正面偏移,使之处于坡口截面的重心 位置。
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图6 焊枪位置示意图 5.1.10 若厚板焊接需要焊丝摆动时,则需预先设置好摆动机构的摆幅和两端停留时间。通常将摆幅调 整到熔池中心距离衬垫(或铜滑块)6mm~8mm 处停留。停留时间的设定应保证母材得到充分熔化且 不至焊穿或烧损衬垫及铜滑块,亦应避免因铜滑块的冷却作用,而导致溶池快速冷却而造成未焊满。 5.2 焊前检查 5.2.1 须保证距坡口正面在不小于以下尺寸的空间范围内:左侧 400mm、右侧 800mm(即轨道安装 侧)、垂直高度 500mm 及焊缝长度,无影响焊接设备运行及人员操作的障碍存在。 5.2.2 检查电气接线及各按钮的动作是否正常。 5.2.3 检查循环水流、水箱水位是否正常,当环境温度低于 0℃时,应在水箱中加入防冻剂。 5.2.4 检查冷却水循环管路是否通畅,冷却水流量不小于 2L/min。 5.2.5 检查 CO2 气体管路是否通畅,将 CO2 气体流量调至 25 L/min~35L/min。 5.2.6 检查焊丝的储备量,要确保整条焊缝的焊接。焊丝应随用随拆封,防止受潮,不得使用已经受 潮或生锈的焊丝。 5.2.7 陶质衬垫应随用随拆封,防止受潮。对已经受潮的陶质衬垫,应经 200℃~250℃保温 1h 的焙 烘后方可使用。 5.2.8 焊接前应对升降机进行安全运行检查。高处作业要求按 CB 3785 规定进行;焊接施工安全及个 人劳保防护措施按 GB 9448 规定进行。 5.3 焊接操作 5.3.1 接通水、气、电开关,将焊接小车调整到焊缝起始点。 5.3.2 将电弧电压电位器、焊接电流电位器、焊丝伸出长度控制器调至设定位置后,按启动按钮,开 始焊接后及时对电弧电压、焊接电流、焊丝落点等进行修正,待熔池液面升至离保护气体出气口 5mm~ 10mm 时再启动自动行走按钮;若需焊丝摆动,再打开摆动机构开关,使焊丝沿板厚方向往复摆动。 5.3.3 焊接过程中,应注意以下几点:
图4 起始端有底部构件处理示意图 5.1.4 当焊缝终端有顶板时,焊接停止位置通常距离顶板约 350mm,然后选用手工焊条电弧焊或 CO2 气体保护焊完成整条焊缝焊接;当终端无顶板时,应在焊缝终端安装 100×100mm 的熄弧板,熄弧板 厚度、坡口形式与工件焊缝相同,材质与母材相近。
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