CN105562896A - 一种气体保护焊向下立角焊的焊接工艺 - Google Patents

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杨伟锋
王孟果
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Abstract

本发明公开了一种气体保护焊向下立角焊的焊接工艺，向下立角焊焊接过程中采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的焊接方法，采用直流反接法连接工件和焊枪，并调节焊接电流在260～280A，调节焊接电弧电压在31～32V，自上而下采用多道焊的方式进行焊接，焊接速度为60～100厘米/分，单道焊缝厚度控制在2mm。此气体保护焊向下立角焊的焊接工艺通过上述参数的控制，在焊接完成后无需通过打磨清理焊渣，即可得到更为完美的焊缝结构，且不因焊接位置存在正常干膜厚度的车间底漆而影响焊缝质量，同时，减少了焊后焊缝矫正工序，有利于减少环境污染并能有效节约资源，此发明用于焊接工艺领域。

Description

一种气体保护焊向下立角焊的焊接工艺
技术领域
本发明涉及焊接工艺领域，特别是涉及一种气体保护焊向下立角焊的焊接工艺。
背景技术
药芯焊丝半自动二氧化碳气保焊向下立角焊焊接工艺具有焊接变形小、焊缝成形美观的特点，特别适合船体结构8mm以下薄板的焊接。但由于向下立焊工艺焊接熔深相对较浅，加之焊接速度快，焊工手工操作焊枪不稳等原因，角接缝在焊接时很容易出现根部未焊透、气孔、夹渣缺陷，另船体构件的车间底漆会加剧上述缺陷的产生。这些缺陷问题一直制约着船厂向船级社申请进行焊接工艺认证，由于工艺不能通过船级社的焊接工艺认证，向下立角焊工艺当然也不能用于船体产品结构的焊接施工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能更好的改善焊接质量且焊接过程允许车间底漆存在的气体保护焊向下立角焊的焊接工艺。
本发明所采取的技术方案是：
一种气体保护焊向下立角焊的焊接工艺，向下立角焊焊接过程中采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的焊接方法，采用直流反接法连接工件和焊枪，并调节焊接电流在260～280A，调节焊接电弧电压在31～32V，自上而下采用多道焊的方式进行焊接，焊接速度为60～100厘米/分，单道焊缝厚度控制在2mm。
进一步作为本发明技术方案的改进，焊接过程中，位于根部焊道的焊接速度为93厘米/分，位于余下焊道的焊接速度为73厘米/分。
进一步作为本发明技术方案的改进，焊接电流为273A。
进一步作为本发明技术方案的改进，焊接过程中采用的焊丝符合GB/T10045E501T-1标准，焊丝的直径为1.2mm。
本发明的有益效果是：此气体保护焊向下立角焊的焊接工艺通过上述参数的控制，在焊接完成后无需通过打磨清理焊渣，即可得到更为完美的焊缝结构，且不因焊接位置存在正常干膜厚度的车间底漆而影响焊缝质量，同时，减少了焊后焊缝矫正工序，有利于减少环境污染并能有效节约资源。
具体实施方式
本发明为一种气体保护焊向下立角焊的焊接工艺，向下立角焊焊接过程中采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的焊接方法，采用直流反接法连接工件和焊枪，并调节焊接电流在260～280A，调节焊接电弧电压在31～32V，自上而下采用多道焊的方式进行焊接，焊接速度为60～100厘米/分，单道焊缝厚度控制在2mm。
此气体保护焊向下立角焊的焊接工艺通过上述参数的控制，在焊接完成后无需通过打磨清理焊渣，即可得到更为完美的焊缝结构，且不因焊接位置存在正常干膜厚度的车间底漆而影响焊缝质量，同时，减少了焊后焊缝矫正工序，有利于减少环境污染并能有效节约资源。
作为本发明优选的实施方式，焊接过程中，位于根部焊道的焊接速度为93厘米/分，位于余下焊道的焊接速度为73厘米/分。
作为本发明优选的实施方式，焊接电流为273A。
作为本发明优选的实施方式，焊接过程中采用的焊丝符合GB/T10045E501T-1标准，焊丝的直径为1.2mm。
焊接过程中，采用直流反接法，即焊枪侧接正极，焊接工件接负极，保证工艺对焊丝的适应性。
半自动立向下角焊的理想焊接电流经过多次试验以及理论和实践结合的推断，确定在260～280安培，并最终选定为273安培，比普通立角接缝的立向上焊大80～100A，目的是在规定的焊接速度下获得更大的焊接熔深及焊接熔敷效率，保证角焊缝的根部焊透及更高的焊接效率。立向下焊宜采用高速焊接，如果过小的焊接电流会使得焊接熔池熔深不够，焊缝根部容易出现未焊透缺陷。而太大的焊接电流会加速焊丝的熔敷，要求焊工运枪速度加快，增加焊工的施焊难度，焊接质量难于保证。
焊接电弧电压设定为31伏特，比普通立角接缝的立向上焊的焊接电弧电压大4～6V，比机器人自动立向下焊大2～3V。一方面原因是使焊接电压与焊接电流相匹配，维持焊接电弧稳定，保证焊缝成型质量；另一方面通过增大焊接电压来加宽焊接电弧焊接宽度，以弥补由于焊工手持焊枪操作不稳而造成的电弧位置偏差，避免角接缝根部因人工操作的误差而导致出现未焊透缺陷。
焊接过程中，焊道根部的焊接速度为93厘米/分钟，剩余焊道为73厘米/分钟，是普通角接焊的立向上焊焊接速度的3～4倍。
采用高速度焊接，原因一方面是可提高焊接效率，第二方面原因是通过高速度焊接，降低单位长度内焊缝的焊接热输入量，从而减小焊接变形，第三方面原因是电弧熔化焊丝及母材后，熔化的钢水受重力影响会向下流淌，为避免钢水流淌造成焊缝外观成形变差，需通过加快焊接速度来加快焊接熔池的冷却，保证钢水在向下流淌之前能迅速凝固成焊缝，避免焊缝下坠影响焊缝外观成形质量。
在通常状态下，控制钢水凝固速度的途径是控制焊接速度。但过高的焊速会使焊缝短时间内温差变化大使得焊缝冷却收缩应力过大，导致焊缝出现裂纹缺陷，需经过反复进行焊接试验找到平衡点的焊速。实验证明，该工艺中理想的立向下焊速度是60～100厘米/分钟，而根部焊道采用93厘米/分钟较高焊速，原因是根部2mm厚度的焊缝横截面比后续焊道的横截面小，需适当增大焊速，使得焊缝约为2mm的厚度，而后续需分道焊接的焊道与第二道保持一致厚度。
通过此工艺焊出来的焊道厚度能使得焊接熔池的焊渣及H气孔及时排出，一方面药芯焊丝内焊接冶金用的药粉在焊接过程中经电弧高温分解再经过复杂的冶金化学反应变成焊渣，同时，车间底漆焊接后也会增加焊渣的产生量，焊丝及其药粉上含有的吸附水、结晶水、化合水或熔解氢等在高温分解成H元素形成H气孔。经焊接试验证明，单道焊缝厚度控制在2mm可以有效的排焊渣和气孔。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种气体保护焊向下立角焊的焊接工艺，其特征在于：向下立角焊焊接过程中采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的焊接方法，采用直流反接法连接工件和焊枪，并调节焊接电流在260～280A，调节焊接电弧电压在31～32V，自上而下采用多道焊的方式进行焊接，焊接速度为60～100厘米/分，单道焊缝厚度控制在2mm。
2.根据权利要求1所述的气体保护焊向下立角焊的焊接工艺，其特征在于：焊接过程中，位于根部焊道的焊接速度为93厘米/分，位于余下焊道的焊接速度为73厘米/分。
3.根据权利要求2所述的气体保护焊向下立角焊的焊接工艺，其特征在于：所述焊接电流为273A。
4.根据权利要求1～3中任意一条所述的气体保护焊向下立角焊的焊接工艺，其特征在于：焊接过程中采用的焊丝符合GB/T10045E501T-1标准，焊丝的直径为1.2mm。
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