单面焊双面焊成型焊接工艺

单面焊双面焊成型焊接工艺

MAG/CO2半自动气体保护焊

单面焊双面焊成型焊接工艺

本工艺适用于重要压力管道焊接和重要结构板对接焊接重点底层根部焊缝焊透技术，并进行多层焊接，使全厚板焊透，可进行X光和超声波检验焊缝均达到合格技术要求。

一、MAG / CO2焊接特点

MAG/CO2焊接是高效焊接方法之一，MAG/CO2气体保护电弧焊，是熔化极气体保护焊的一种采用氧化性混合气体或CO2做保护，焊接时用MAG/CO2气体把电弧中金属熔滴及熔池与空气机械地隔离开来，从而避免了有害气体侵入而获得良好的焊接质量。

1．由于MAG/CO2气体价格较低廉使用焊接成本低于其他多种焊接方法，综合费用比较约相当于埋孤焊和手工焊40%左右。

2．生效率高

①因MAG/CO2焊电弧热量集中，电弧穿透能力强所以熔深大熔敷效率高。从而减少了焊接层数。

②角焊缝焊接尺寸可比手工焊相应减少15%系数，

③相同的焊丝直经MAG/CO2焊较埋弧焊可采用高得多的电流密度，（通常75安/毫米以上，有时高达100-125安/毫米）

④焊丝熔化率高，无焊渣，省去清渣的时间，省去更换焊条时间

⑤进行连续自动行走和自动送丝焊接，易于实现MAG/CO2自动化焊接。

3．抗锈能力强，焊缝含氢量低。

4．使用HO8Mn2 SIA优质焊丝，可焊接低碳钢，又可焊接高强度低合金钢，可省去焊条烘干及低氢焊条的高要求的操作技术。

二．MAG/CO2单面焊双面成型原理：

MAG / CO2焊接单面焊双面成型有加垫强制背面成型和不加任何衬垫背面自由成型二种，加衬垫的有紫铜衬垫和陶瓷垫块，此方法成本高，且需增加一定的辅助设施，而且必须焊缝间隙加大，增加施焊工作量和材料消耗，成本增大。

本工艺在现有设备手段情况下，不增加任何设备和设施，实现在单面焊接全厚度根部焊透成型，重点是第一层焊接（底层焊接）焊接时击穿根部，焊接前方处形成小孔，使之焊透成型，然后进行各层焊接，也可以底层双面成型后，用埋弧自动焊盖面焊接，其焊缝达到与母材等强度、等塑性，确保焊接质量要求。1．单面焊背面自由成型原理

工件开切坡口，两工件之间留有一定的间隙，采用小电流低电压在坡口上两边均匀横向摆动，此时由于焊缝的张力大于焊缝的重力，即可双面成型

2．各种因素影响背面自由成型的变化关系：

①装配间隙大小，是决定焊接自由成型的主要因素之一，如根部间隙过小成型焊缝无法突出，而至根部产生未焊透现象，根部间隙过大，增加了焊缝的张力，甚至无法成型产生严重焊瘤或焊穿，根部间隙为3～4mm。

②由于成型焊缝是靠根于熔化后同时成型，如钝边过大，使无法击穿根部小孔即不能产生成型焊缝。所以考虑坡口不留钝边，坡口按角度直接割斜，便于击穿根部形成小孔焊接。如图一

三，焊接工艺

1.装配要求

①对接型式接头分别开切30°坡口

②工件装配间隙3-4mm

③采用圆钢粒放置在坡口上点固焊(如图二)

根据工件不同板厚使用不同的圆钢粒要求(如表一)

工件厚度(mm)圆钢尺寸(mm)

6 6 ×10

88 × 10

1010× 10

1210 × 10

圆钢粒是作为临时过渡性点固焊,当焊对圆钢粒位置时,即铲去圆钢粒,继续焊接.

④采用圆钢粒作为临时点圆固焊,可使焊接坡口根于保持完整性不损坏坡口根部,此为半软刚性扣束法固定装配法,可保证间隙对一致性,可克服底层纵向焊接时横向收缩,其圆钢粒把坡口的横向收缩起顶故控制作用。

⑤在工件两端分别装上引,灭弧板,与工件相同板厚规格为100×100mm。

⑥T接型式角焊缝全厚度焊透在立板焊接边缘开切45°角单边坡口，装配间隙为3-4mm装配点固焊方法与对接型式相同，此种方法的点固焊可克服直接在坡口上点固焊焊接底层时会产生在点焊处各种缺陷（详见管—法兰全焊透焊接工艺）

2．焊接规范

焊接底层双面成型规范，可适用于开切单边坡口的各种板厚焊接及各种不同管子直径的重要结构焊接，压力管道焊接重点也是底层根部焊透，焊机选用NBK—350，焊丝选用HO8mm2 SiA

φ1.2mm。

①底层焊接规范

焊接电流100～120A

电弧电压20～22V

气体流量度14～16升/分

不同板厚焊接速度有所不同平均为200～400mm/分，规范调试应在工艺板焊接确认准确后才焊接，并需进行专项培训后方可焊接确保焊接质量稳定。

②平焊位置各层焊接

焊接电流180～200A

电弧电流24～26V

气体流量14～16升/分

焊速和焊接层数视实际工件厚度而定，如板的立焊、横焊及管子全位置焊接、可按底层焊接规范进行。

③可采用MAG / CO2+埋弧焊焊接

底层MAG / CO2焊接后，可使用埋弧自动各层及盖面焊接，焊接规范见埋弧焊焊接工艺

3．单面焊双面成型底层焊接操作要点：

①焊接燃弧点位置如果燃弧位置过小时，背面成型焊缝有呈漏出现象不是熔合焊缝且成型焊缝两交界有明显的凹痕界线未有过渡熔合。当间隙过大时，即产生焊瘤，甚至焊穿无法正常成型，所以燃弧点位置掌握非常关健的操作技术，燃弧点每次焊接都要在距底部1～2mm处进行连续燃弧焊接。（如图三）

②用月牙形横向摆动手法，在两边坡口处稍作停留运条焊接，当装配间隙大于4mm时，可采用月牙形增大往后回复弧度摆动手法，使背面焊缝能正常成型，可视对背部面焊缝的技术要求而定（如图四）

③根部击穿小孔在0.5～1mm范围内（如图五）击穿小孔是确保背面焊透成型的重要方法，其根部击穿小孔，即可控制背面成型焊缝高度尺寸（如图六）

③层焊缝接头方法，应在弧坑前2～3mm处引弧后焊至弧坑前方边界时即把焊枪向下压1～2mm使焊缝增加重力，背面焊缝接头处重新熔出接上，不会产生内凹或脱节现象，也可在弧坑上进斜削打磨，减薄弧坑也可接上。

④当管道焊接环形形密封接头时，应先在已焊弧坑处用砂轮打磨一个斜度，当焊接此斜度时焊枪向下压1～2mm即可接上背面成型焊缝无内凹和脱节现象。

⑤为使焊接小规范稳定，焊机选用NBK—350焊机和使用较轻巧的焊枪，操作灵活。

⑥由于在坡口内焊接根部时，焊丝伸出长度会增加，此时焊枪导电与喷嘴内缩为0.5～1mm以便使焊接过程稳定。

⑦使用混合气体，Ar+Co2混合比80%∶20%焊接可使焊接电弧更稳定和飞溅明显减少，且颗粒细小。

⑧由于采用短路过渡小电流低电压，规范焊接其焊机的外部接线必须牢固可靠尤其接工件回路线。

⑨采用反极性接法即“一”接工件“+”接焊枪否则极点压力增大产生严重飞溅

⑩不能吹风焊接，如自然穿堂风较大时，应加活动防风挡板，否则，焊缝产生气孔。

⑪合理选用焊丝直径当板厚≤6mm时，应使用焊丝直径1mm，当板厚＞6mm时，应使用焊丝直径1.2mm，根据不同空间位置焊接，调节最佳规范焊接。

四．焊接质量

①此工艺可确保底层焊接及各层焊接后达到全工件厚度焊透，其余各层焊接均按常规的焊接工艺，焊后整个外表焊缝，和内部焊缝均可保证焊接质量，焊缝与母材达到等强度、等塑性的技术要求，内部超探达到纵缝和环缝I级技术准标要求。

②板厚3mm及3mm以下可不开坡口焊接，直接拼装装配间隙0～0.5mm单面焊双面焊成型如表二

板厚（mm）焊丝直径（mm）装配间隙（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）气体流量（升/分）焊接速度（米/时）

10.80～0.535～4018～1912～1425

1.5 1.00～0.560～8020～2114～1630

2 1.00～0.585～9521～2214～1630

3 1.00～0.595～10021～2214～1630

常见缺陷及防止：

1．气孔，均为N2气孔密集型，产生主要原因：

①气体流量小，②气体钝度不够③穿堂风过大

④气管漏气

2．根部未焊透有局部或连续出现

①坡口根部间隙过小，②不用圆钢粒点焊，③操作要点未掌握

④焊接规范不正确，

3．飞溅过多，飞溅颗粒大而且多

①焊接电流与电弧电压来相匹配规范调节不正确

②焊机板性接法不对，③电弧电压过高

④焊丝伸出长度过长⑤操作不熟练