CO2气体保护焊单面焊双面成形毕业设计.doc

学院毕 业 设 计co2气体保护焊单面焊双面成形 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日目录第一部分、工艺简介2一、二氧化碳焊气体保护焊的特点2 二、对二氧化碳焊气体保护焊焊接参数的要求6 三、操作技巧8第二部分、船体用b级钢试验和技术数据 11一、b级钢的制造工艺与过程11 二、厚度公差 11 三、试样 12 四、外观检查和无损检测 13 五、缺陷的修整 13 六、标志与证书 14第三部分、制定工艺 17一、板板平对接半自动二氧化碳气体保护焊的特点 15 二、焊接操作工艺 16 三、试件焊后检测方法及合格标准 19 四、焊接工艺评定报告表 21第四部分、钢质船体结构的对焊接工艺试验项目 25第五部分、认可焊接工艺的适用范围 28设计总结 30致谢31参考文献 32二氧化碳气体保护焊单面焊双面成形毕业设计第一部分 工艺简介一、二氧化碳气体保护焊的特点二氧化碳气体保护焊是用二氧化碳作为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种气体保护焊方法。二氧化碳气体保护焊的焊接过程如图1-1所示。图1-1 二氧化碳气体保护焊的焊接过程示意图1-焊丝盘 2-送丝轮 3-送丝机 4-喷嘴 5-导电嘴 6-焊丝 7-保护气体 8-焊缝 9-熔池 10-焊件1、二氧化碳气体保护焊具有如下优点（1）采用明弧焊接 明弧焊接熔池可见度好，便于观察，操作方便。 （2）适用范围广 焊丝直径小，可使用小焊接参数焊接，即可全位置焊接，也可以单面焊双面成形。（3）焊后变形小 由于电弧热量集中，熔池体积小，热影响区窄，焊缝塑性好，焊件焊后变形小。（4）焊接成本低 二氧化碳气体来源广、价格低，而且消耗的焊接电能少，所以成本低。（5）生产效率高 二氧化碳气体保护焊的焊接电流密度大，使熔深增大，减少了焊接层数。因其焊后没有焊渣，多层焊时可不必中间清渣。单面焊双面成形可以窄间隙连续焊接，因此提高了焊接生产率。（6）抗锈能力强 二氧化碳气体保护焊对铁锈的敏感性不大，因此焊缝中不易产生气孔。而且焊缝含氢量低，抗裂性能好。2、二氧化碳气体保护焊存在的问题 二氧化碳气体保护焊虽有很多优点，但也存在一些缺点，如使用大电流焊接时，焊缝表面成形较差，飞溅较多；不能焊接容易氧化的有色金属材料；很难用交流电源焊接及在有风的地方施焊等。二氧化碳气体保护焊在焊接过程中的问题主要存在与以下几方面：（1）氧化性及合金元素的烧损问题二氧化碳气体为活性气体，在电弧高温下，二氧化碳气体被分解而呈很强的氧化性，能使合金元素氧化烧损，降低焊缝的力学性能。因此，必须在焊接过程中采取有效的脱氧措施。一般采用高锰高硅焊丝是解决二氧化碳气体保护焊氧化问题的主要方法。但在生产实际中，采用小焊接参数或减小焊接电流与电弧电压之间的比值也有利于减少合金成分的烧损。对于单面焊双面成形，采用细焊丝和小焊接参数焊接，不但有利于减少合金成分的烧损，更有利于背面焊缝的成形。（2）气孔问题a、氢气孔 氢的主要来源是焊丝、焊件表面的铁锈、水分和油污以及co2气体中的水分。因此，为防止产生氢气孔，焊前要适当清除焊丝和焊件表面的杂质，并需对co2气体进行提纯与干燥处理。具体方法是将co2气瓶倒置，使水分向瓶口沉积，然后反复打开阀门进行排放，直到排清瓶内水分为止。 b.一氧化碳气孔 当焊丝中脱氧元素不足时，是大量feo不能还原而溶于熔池金属中，在熔池结晶时发生下列反应： feo+cfe+co这样，如果熔池冷却太快，所生成的co气体来不及析出，就可能形成气孔。所以应严格限制焊丝中的含碳量及加入足够的脱氧元素锰和硅来防止气孔。c、氮气孔 氮气主要来源于空气，这和熔池保护不好有关。因此要求：焊前要检查气体流量是否正常，焊枪及气路有无漏气现象。焊接当中要经常清理喷嘴内的飞溅物，以使保护气流均匀通畅。（3）.飞溅问题 co2气体保护焊产生飞溅的主要原因如下： a、由冶金反应引起的飞溅 这种飞溅主要由于co2在高温分解时所产生的体积膨胀，熔滴和熔池中的碳被氧化生成的co气体所引起的。此外，熔滴或熔池中产生的气泡及气体从熔滴内流出时剧烈膨胀等因素均可以引起飞溅。 b、由斑点压力引起的飞溅 这种飞溅主要取决于电弧的极性。但由于目前使用的co2焊设备均为直流电源，采用反极性，熔滴过渡过程中，是电子撞击熔滴，因此引起的飞溅较小，对焊接过程的影响不大。 c、由工艺因素引起的飞溅 由工艺问题引起的飞溅是单面焊双面成形技术所需解决的主要问题。 短路过渡焊接时，直流回路电感值调节不当，致使电源的动特性不适合，造成短路电流增长速度过快或过慢，从而产生小颗粒或大颗粒飞溅。另外，焊接电流和电弧电压的配比不当，也将影响熔滴向熔池过渡。电弧的长度关系到熔滴的大小。弧长增大，熔滴增大，飞溅增多；弧长减小，熔滴变细，飞溅减少。但弧长过短时，将阻碍熔滴向熔池过渡，同样产生较大的飞溅。因此必须限制短路电流的增长。 电弧电压是决定弧长和熔滴过渡的重要因素，电弧电压过高或过低，无论是用小焊接电流还是大焊接电流施焊，飞溅都会增大。电弧电压与熔滴飞溅量之间的关系见图1-2所示。 图1-2 电弧电压与熔滴飞溅量之间关系电弧电压过高，不但熔滴的尺寸增大，而且弧长变长，使单面焊双面成形根本无法实现正常焊接，且大熔滴易受电磁力的影响，从而产生大颗粒飞溅。电弧电压过低，焊丝伸出长度部分由于电阻热的原因而产生爆断，引起飞溅。此外，电弧电压过低，电弧“潜入”熔池深处，发生固体短路，也易产生熔池飞溅。co2气体保护焊减小飞溅的措施：1)在对飞溅要求严格的情况下，可使用超低碳焊丝，焊丝中碳的质量分数低于0.04%。2）正确选择焊接参数。短路过渡焊接时，选用动特性良好的小规范焊机，以保证熔滴短路过渡时具有合适的短路电流增长速度。3）调节地线方向，减少电磁力的影响。二、对co2气体保护焊焊接参数的要求co2气体保护焊单面焊双面成形一般采用细直径焊丝、短路过渡的形式焊接。正确地选择焊接参数，是获得良好正面和背面焊缝成形的先决条件。co2气体保护焊的焊接参数主要包括：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度及气体流量等。1、焊丝直径的选择焊丝直径是影响单面焊双面成形的重要因素。焊丝直径的选择通常是以焊件厚度、焊接位置及生产率的要求为依据的。对于要求采用单面焊双面成形及厚度小于6mm的焊件和全位置焊接的韩风，一般要求采用细直径焊丝，焊丝直径在0.51.2mm之间。2、焊接电流的选择焊接电流是进行co2气体保护焊单面焊双面成形的重要焊接参数。焊接电流的大小取决于焊件的厚度坡口形式、焊丝直径及熔滴过渡形式等因素。一定的焊丝直径，所允许的焊接电流范围很大。焊丝直径不同时，其焊接电流选择的范围亦不相同。小于250a的焊接电流，主要用于直径为0.51.2mm的焊丝进行短路过渡的焊接。该规范选择适当，飞溅极小，特别有利于实现单面焊双面成形焊缝成形美观。当焊接电流高于250a时，无论采用哪种直径的焊丝，都很难实现短路过渡焊接。3、电弧电压的选择电弧电压是影响焊接质量的重要焊接参数，它不但影响焊接过程的稳定性，而且对焊缝的成形、飞溅、焊接缺陷、短路过渡频率及焊缝力学性能都有很大影响。对单面焊双面成形来说，要获得稳定的焊接过程和良好的焊缝成形，要求电弧电压和焊接电流有良好的配合。 熔滴过渡形式与焊接电流、电弧电压、焊丝直径等焊接参数之间的关系见下表1-1。表1-1 熔滴过渡形式与焊接参数之间的关系焊丝直径d/mm焊接电流i/a电弧电压u/v熔滴过渡形式0.530601418短路过渡0.85010017211.07012018221.29015019231.614020020241.21603502538颗粒过渡1.62005002640 4、焊接速度的选择焊接速度对焊缝的形状、尺寸、熔深及焊缝组织等都有较大影响。随着焊接速度的增大、焊缝熔宽和熔深减小，焊接速度过快时，还会导致保护气氛的破坏，使焊缝产生气孔。对低合金钢来说，焊接速度过快，使焊缝的冷却速度也同时加快，有可能产生淬硬倾向，导致冷裂纹的产生。焊接速度过慢，又会使熔宽加大，熔池变大，温度升高，容易产生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。将无法实现单面焊双面成形。5、焊丝伸出长度的选择焊丝伸出长度是指焊丝从导电嘴伸到焊件的距离。焊接过程中，随着焊丝伸出长度的增加，焊丝的预热状态电阻值急剧增大，焊丝熔化速度加快，可提高焊接速度。当焊丝伸出长度过大时，则焊丝发生过热而成段熔断，致使焊接过程不稳定，飞溅增大，焊缝成形不良，气体对熔池的保护也将被减弱。焊丝伸出长度过小时，则焊接电流增大，短路频率加快，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使飞溅的金属物质堵塞喷嘴，影响气体的流通保护，产生气孔。实践表明，焊丝伸出长度为焊丝直径的10倍左右时较为适合。 6、气体流量的选择 co2气体的流量对熔池保护效果有直接影响。co2气体的流量必须以排除空气对熔池的侵袭为原则进行选择。co2气体流量大小和接头形式、焊接电流大小、焊接速度的快慢、焊丝伸出长度及周围环境有关。 当使用的焊接电流较大，焊接速度较快，焊丝伸出长度较大时，相应气体流量也较大。反之则较小。周围环境空气流动时应增大气体流量，当空气流动影响较大时，应终止焊接。气体流量的增大和减小是相对的。过大的co2气体流量会冲击金属熔池，使冷却作用加强，并且使保护气氛紊乱反而失去了保护作用，使焊缝产生气孔，飞溅增加，焊缝表面粗糙。co2气体流量过小时，保护效果差，也易产生气孔。三、操作技巧1、焊接姿势和握枪要领二氧化碳气体保护焊由于焊枪结构较为复杂，因此操作起来不如焊条电弧焊那样方便自如。选择正确的焊接姿势和握枪要领直接关系到焊接质量的好坏，其操作要领如下：（1）身体和焊件的位置要合适，以方便焊接。（2）焊枪软管应舒展，以免影响送丝速度均匀。 （3）焊枪可移动范围要大，焊接过程中可以很好地观察焊枪角度、熔池情况。 （4）立焊、仰焊位置时，焊枪不宜发生摆动，且焊枪上的把线不应拖坠焊枪向前移动。2、引弧与熄弧 在co2气体保护焊中，引弧与熄弧比较频繁，操作不当易产生焊缝缺陷，如引弧处熔深浅，熄弧处凹陷严重，甚至产生弧坑裂纹等。（1）短路引弧 引弧前焊丝端头与焊件应保持23mm的距离，然后开启焊枪上的手动开关，焊接电弧即在焊丝与焊件之间被引燃，引弧后应尽量将电弧压低并作适当的横向摆动，以防焊缝中心金属堆积过高而使焊缝两侧产生未熔合现象。 （2）焊缝端头引弧 需在焊缝端头引弧的焊件（如单面焊双面成形的板状工艺试件）应在距离焊缝端头45mm处引弧，然后稳步移向端头，待基本金属熔化后，再以正常速度沿焊缝方向移动。 （3）收弧 当焊接电源没有衰减电流装置时，焊枪应在弧坑处停留一下，并在熔池尚未凝固前，间断短路23次，使熔滴填满弧坑。当焊接电源设有衰减装置时，应使用衰减电流，将弧坑填满，然后熄弧。3、接头co2气体保护焊单面焊双面成形打底焊时，由于收尾处的焊肉较厚，不宜直接接头，故重新引弧接头前应对前道焊缝收弧处的焊肉进行削薄打磨，即将收尾处用角磨机打磨成斜坡状，然后在斜坡的顶端引弧，引燃电弧后，均匀平稳地将电弧移到斜坡底部，并做均匀摆动。 4、焊接方向 co2气体保护焊按焊接方向的不同可分为左向焊法和右向焊法两种，如图1-3所示。 a b图1-3 左向焊法和右向焊法a）左向焊法 b）右向焊法 （1）左向焊法 焊枪由右向左移动，焊枪向手把方向稍作倾斜。该焊法可以清晰观察焊缝间隙及熔孔大小，并且熔深较浅，是单面焊双面成形技术的主要焊接方法。 （2）右向焊法 焊枪由左向右移动，焊枪向焊接方向略作倾斜。该焊法熔池清晰，熔深较大，气体保护效果好，食用于中厚板的坡口填充焊接。缺点是用小焊接参数焊接时，不易观察焊缝，易焊偏。5、焊枪的摆动方法及适用范围co2气体保护焊单面焊双面成形的封底焊一般有以下几种焊枪摆动方法。 （1）直线法 该方法主要用于薄板及间隙较小的中厚板的打底焊。可以有效减少焊接热输入量，从而减小薄板焊时的变形。中厚板打底焊时可防止未焊透现象。 （2）锯齿形横向摆动法 该方法是焊工培训中单面焊双面成形工艺的主要摆动方法。焊接时，焊枪由右向左均匀摆动，并保持适当的熔孔直径，即可以保持良好的背部成形。 （3）反月牙形横向摆动法 该方法适用于焊接间隙较大的焊件。可有效控制熔池温度，避免背面焊缝由于金属过热而超高。焊接时，焊枪由右向左在坡口间隙处作反月牙形均匀摆动，摆动两端的终止处要稍作停留，以防焊缝中心温度过高而产生缺陷。 （4）斜圆圈形摆动法 横位打底焊时，为防止铁液下淌，可采用右向焊法，并且焊枪由左向右作斜圆圈形上下摆动和向前移动，从而得到良好的焊缝背面成形。焊枪摆动方法及适用范围见表1-2。 表1-2 焊枪摆动方法及适用范围焊枪摆动方法适用范围直线法用于薄板窄坡口及间隙较小的中厚板打底焊锯齿形横向摆动法 用于坡口较小的平、立、仰位置打底焊反月牙形横向摆动法 用于坡口或间隙较大的平、立、仰位置打底焊斜圆圈形横向摆动法用于横位或450横位打底焊在生产实际中，焊枪的摆动方法还很多，如奥氏体不锈钢的窄间隙打底焊，宜采用直线往复方法进行焊接。但无论采用哪种方法施焊，都应根据材料的性质、施焊条件、试件所处的位置等综合考虑，不能死搬教条。第二部分 船体用b级钢试验和技术数据一.b级钢的制造工艺与过程1.所有钢材，均应由经ccs认可的钢厂按认可的工艺、钢种和等级进行生产。进行工厂认可或型式认可时，ccs可要求进行冷、热加工性能和焊接性能试验。2.所有钢材应采用平炉、电炉或碱性吹氧转炉冶炼。脱氧方法：厚度小于等于50mm，除沸腾钢外任何方法；厚度大于50，振静处理。3.钢可采用锭模浇铸或经ccs认可的连铸方法铸造并应符合下列规定：(1). 钢锭或连铸方坯的尺寸与钢材成品最厚部分的尺寸间的比例，应达到足够的压缩比以保证成品具有良好的性能；(2). 若采用锭模浇铸，每个钢锭应切去足够的锭头锭尾，以保证成品无有害缺陷。钢厂应定期进行硫印或其他类似试验，以确保钢材具有良好的材质；必要时，验船师可要求进行此类试验；(3). 若采用连铸方法，应在验船师在场的情况下进行规定的试验。4.钢材的轧制方法应满足供货状态的要求。5.钢材可采用热轧(ar)、控轧(cr)或温度形变控制轧制(tmcp)等工艺进行生产。规定的试验应在验船师在场时进行。试验结果以及有关工艺性和焊接性等技术资料应提交备查。6、钢材制造厂在钢材生产过程中应遵循有关的生产技术条件，进行有效的操作和控制。若出现控制失误和/或产品质量问题，制造厂应查出产生原因，制订防止再次发生的措施。同时将调查处理报告提交验船师备查。若制造厂要求受影响的钢材继续使用，则应逐件进行试验。试验结果应符合规范要求。ccs可根据具体情况对后继生产的钢材要求钢厂增加试验的频率，以证明工厂对产品质量承诺的有效性。二、厚度公差1、对于各类船体结构用钢板，其厚度负偏差应不超过0.3mm。5mm以下的钢板和型钢的公差范围应符合公认的其他标准。 2、对于机械结构用钢板，其厚度负偏差应符合下表2-1的规定。 表2-1 机械结构用钢板和宽扁钢的厚度负偏差公称厚度t（mm）负偏差（mm）5t80.48t150.515t250.625t400.8401.03、对于钢材，如在订货合同中没有规定将公称厚度作为最小厚度时，则对板厚不超过10mm者，负偏差应不超过0.3mm；对板厚超过10mm者，负偏差应不超过0.5mm。4、钢板和宽扁钢的厚度应在距边缘至少10mm处测量。5、工厂应采取措施，确保厚度公差符合本规范的要求，并不致在发货前因锈蚀等原因导致不符合厚度公差要求的情况。船厂亦有责任保证钢材在使用前不会因人为因素而不符合厚度公差的要求。三、样试1、应根据钢材的种类，按有关规定，以单件取样试验或按批取样试验进行验收。当允许按批试验验收时，供试验的材料应从同一产品形式(钢板、扁钢或型钢)、同一炉罐号、同一轧制工艺和同一供货状态的一批材料中选取。2、试验材料的大小应根据试样的尺寸、数量和截取方向确定。试验材料应从下列部位切取(对于尺寸较小的钢材，试验材料的切取位置应尽可能接近所规定的部位)：对钢板应在端部距板边约1/4板宽处切取，如下图2-1所示。 图2-1 钢板端部距板变得截取3、对于厚度超过40mm的钢板，可以切取全厚度拉伸试样；但若采用圆形横截面试样，应使试样的轴线位于板厚的1/4处。4、对于成批验收的钢材，冲击试样应取自同批材料中厚度最大的材料。5、从试验材料中截取并加工试样时，应注意试样的主轴线与最终轧制方向的关系：(1)拉伸试样：钢板：试样轴线与最终轧制方向垂直；其他轧制产品：试样轴线与最终轧制方向平行；(2)冲击试样：纵向试验：试样轴线与最终轧制方向平行； 横向试验：试样轴线与最终轧制方向垂直。四、外观检查和无损检测1、发货之前，钢厂有责任对所有钢材进行外观检查及外形尺寸校核。钢材的长度、宽度、板形和厚度正偏差应符合国家标准或国际标准的规定。如船厂在加工中发现钢材有制造缺陷时，仍应由钢厂负责。2、船用钢材的材质应均匀，无分层、裂纹等缺陷；钢材中的偏析和非金属夹杂应尽可能减少或消除。3、除本章各节另有规定外，钢材的无损检测一般不作为验收项目，但钢厂应采取适当措施保证钢材的内部质量。必要时，验船师可要求作无损检测的抽查。五、缺陷的修整1.结构用钢其表面缺陷可采用局部打磨方法予以消除，但修整后任何部位的厚度应不小于公称厚度的93%，且减薄量应不大于3mm，修整后表面应光洁平顺。除另有协议外，此类修整的范围应事先与验船师协商确定，并应在验船师在场时进行修整。验船师可要求对已修整区域进行适当的无损检测，以证明缺陷已全部消除。2.不能按规定处理的表面缺陷，在征得验船师同意并在其在场的情况下，可用铲削或打磨后进行焊补的方法予以修整，但应符合下列要求：(1).在缺陷消除后和焊补之前，单件钢材任何部位的厚度减薄应不大于钢材公称 度的20%；(2).对已修整区域应进行适当的无损检测，以证明缺陷已被消除；(3).应由具有适当资格的焊工用认可的焊条按认可的焊接工艺进行焊补。焊补后，被修补部位应打磨光顺，并进行无损检测，以证明焊补质量合格；(4).当验船师提出要求时，钢材应在焊补和打磨后进行正火或其他适当的热处理。3、对所使用的材料，其表面缺陷亦可按以上规定进行修整，但其厚度减薄量应予特殊考虑。同时焊补后应进行适当的焊后热处理并对修补区域进行无损检测。六、标志与证书1、钢厂对检验合格的每一件钢材(小型钢材可包扎成捆)，应至少在一个位置清晰地标出ccs的标志和下列标记：(1) 钢厂名称或商标；(2) 钢材等级标记；（3) 炉罐号及其他能够追溯钢材全部生产过程的编号或缩写；(4) 如订货方要求，可标上订货合同号或其他识别标记。2、凡标有ccs标志的钢材，在随后的力学性能试验中，如发现不符合规定要求，则应将该标志彻底去除。3、材料的合格证书应包括下列内容：(1) 订货方的名称和合同号以及使用该材料的船名或机号；(2) 材料运往的目的地；(3) 材料的说明书和尺寸；(4) 材料的技术规格或等级；(5) 炉罐号和桶样化学成分；(6) 力学性能试验结果；(7) 除轧制状态以外的供货状态。4、当钢锭或连铸钢坯并非由轧钢厂生产时，应由炼钢厂提供1份合格证书，说明钢的冶炼工艺、炉罐号和桶样化学成分，且该炼钢厂应经ccs认可。见表如下表所示。 表2-2 船体用碳素结构钢b级化学成分（质量分数/%）标准/gb712-88cmnsispalcrnicu0.210.6-1.000.1-0.350.0400.0400.300.300.35表2-3 船体用碳素结构钢b级钢的脱氧方法和交货状态钢种脱氧方法t（mm）产品型式交货状态b级钢t50，除沸腾钢外任何方法；t50，镇静处理。厚度t（mm）12.512.5t2525t3535t5050t100板材a(50)a(50)n(50),tm(50),cr(25),型材a(50)a(50)不适用 所有等级的钢均应符合：c%+1/6mn%0.40%。 对于型钢，最大含碳量可为0.23%。当b级钢作冲击试验时，其最低含锰量可降低至0.6% 若采用温度-形变控制轧制(tmcp)状态交货，经ccs同意后，化学成分可以不同于表中规定。 钢中残余铜含量应不大于0.35%；铬、镍的残余含量各应不大于0.30%。 在钢材的冶炼过程中添加的任何其他元素，应在材料证书上注明。交货状态：a：任意； n：正火；cr：控制轧制；tm(tmcp)：温度-形变控制轧制； ar*：经ccs特别认可后，可采用热轧状态交货； cr*：经ccs特别认可后，可采用控制轧制状态交货。括号中的数值表示冲击试样的取样批量(单位为t)，(-)表示不作冲击试验。每一批量应取1组3个夏比v型缺口冲击试样进行试验，见表2-4所示。 表2-4 船体用碳素结构钢b级钢的力学性能钢材等级屈服强度reh不小于（n/mm）抗拉强度rn（n/mm）伸长率a5（%）试验温度（）夏比v型缺口冲击试验钢材平均冲击功不小于（j）厚度t(mm)t5050t7070t100b 235400-520220纵向横向纵向横向纵向横向272034244127 除订货方或ccs要求外，t50mm时冲击试验一般仅做纵向试验，但钢厂应采取措施保证钢材的横向冲击性能。 对厚度不大于25mm的b级钢，经ccs同意可不做冲击试验。型钢一般不进行横向冲击试验。对于宽度25mm、标距长度200mm的全厚度板状试样，其最小伸长率应符合表2-5的规定。 表2-5 全厚度板状试样的最小伸长率厚度t（mm）t55t1010t1515t2020t2525t3030t4040t50伸长率a（%）1416171819202122第三部分 制定工艺co2气体保护焊单面焊双面成形工艺焊接工艺评定主要是为验证拟定的焊件是否满足焊接工艺规程(指导书)要求,标志焊件焊接接头的使用性能符合标准要求。焊接工艺评定是通过焊接过程中的一整套技术规定,包括:焊前准备v焊接材料v焊接设备v焊接方法v焊接顺序v焊接操作v焊后热处理v焊后检验及评定。钢结构焊接工艺是该项钢结构工程所采用的焊接工艺是否能满足使用性能要求的证明,也是提供给监督管理部门进行的开工审批、施工过程的监理管理、竣工验收的必备文件。焊接工艺评定任务书任务提出人郭家配指导书编号审核wps no.批准要求完成日期2010.01.20评定理由验证焊接工艺的正确性及可行性母材一般强度船体结构用钢b级标准号gb712-2000尺寸/mm长500 宽 150厚10焊材焊丝 h10mnsi标准号产品准备采用的焊接条件摘要接头形式简图1、焊接方法 co2半自动焊接2、电流种类、类型直流反接3、焊接电流/a 180-2504、电弧电压/v 22-265、焊速/（m/h） 15-256、保护气体 co2 7、焊接位置 平板对接8、焊接技术 焊前用气体焰加热9、预热 /10、层间温度 30011、焊后热处理 消氢、消除应力处理12、后热处理 /13、清根方法 /试板的检验项目及评定指标和试验数量检验项目要求外观检查焊缝缺陷检查焊缝化学成分接头硬度检查金相x射线超声波着色或磁粉分层刨削宏观微观检验标准表面成形裂纹气孔裂纹/评定标准/检验项目 要求拉伸试验弯曲试验冲击试验铁素体测定腐蚀试验焊缝面 弯背 弯侧 弯焊缝热影响区检验标准抗拉强度接头的完好性和塑性常温的冲击吸收功平均值评定指标试样数量222备注：为了去除氧化皮中的水分和油类一、板对接平焊半自动co2焊的特点 板对接平焊时，熔池呈悬空状态，液态金属受重力影响极易产生下坠现象，焊接过程中必须根据装配间隙及熔池温度变化情况及时调整焊枪角度、摆动幅度和焊接速度，以控制熔孔尺寸，保证试件背面形成均匀一致的焊缝。 二、焊接操作工艺 1、焊前准备（1）.试件的加工 采用厚度为10mm的一般强度船体结构用钢b级试件，加工尺寸为300mm150mm10mm，坡口加工角度为30010，不留钝边，如下图3-1所示。图3-1 试件加工如图所示 表3-1 加工试件参考标准来自于材料与焊接规范试件材料焊接方法试件尺寸（mm）钢材半自动焊长度l300宽度b=150（2）.焊接电源及焊接材料的选择 焊接电源采用半自动焊co2焊机，焊接电源极性为直流反极性接法。焊机参数及焊接材料的选择见如下表所示。表3-2 焊机参数焊 机参 数其他送丝机应用特点生产厂家型号名称输入电压/v空载电压/v额定输出电流/a额定负载持续率（%）焊丝直径/mm送丝速度/m/min送丝方式nbc-500co2气体保护半自动弧焊机38059200-250351.212推丝式具有ftt控制电路的焊机，能够大大提高再次焊接时起弧成功率；起弧平稳，飞溅少。表3-3 焊接材料的选择名称牌号规格/mm要求焊丝h10mnsi1.2表面干净整洁、无折丝现象co2气体纯度99.5% 表3-4 h10mnsi焊丝的成分及用途 焊丝牌号合金元素（质量分数/%）用途h10mnsicsimncrmotialnivsp焊接低碳钢和低合金钢0.140.60-0.900.80-1.100.200.300.0300.040（3）试件的清理 半自动co2焊对铁锈、油污等十分敏感，因此焊前必须对坡口周围20mm范围内进行清理，并用角磨机打磨出金属光泽。（4）试件的组队与定位焊 板板平接对焊试件组队的各项尺寸，见表下表3-5.表3-5 试件组队的各项尺寸破口角度间隙/mm钝边/mm反变形角度错边量/mm始焊端终焊端600102.53.000.5200.5 在试件两端进行定位焊，定位焊缝长度为1015mm，定位焊时使用的焊丝及焊接参数与正式焊接时相同，定位焊后将定位焊缝两端用角磨机打磨成斜坡状，并将坡口内的飞溅物清理干净。（5）焊接参数的选择 b板对接平焊半自动co2焊的焊接参数选择见下表3-6. 表3-6 焊接参数的选择焊接层次焊丝直径/mm焊丝伸出长度/mm焊接电流/a电弧电压/v气体流量/（l/min）11.2203020023020241521.2203023025024352531.220302302502435252、焊接将试件平放在工作台上，背面留出足够的空间，间隙较小的一端作为始焊端放右侧，采用左向焊法进行施焊。（1）.引弧 半自动co2气体保护焊单面焊双面成形打底焊采用细焊丝、小电流焊接，熔滴以短路形式过渡。引弧时为防止因短路电压较低而引起飞溅，引弧前应先将焊丝端部用尖嘴钳切成斜坡状，以减小短路接触面积，顺利引弧。同时注意焊丝伸出长度，一般在引弧时为10mm左右，伸出长度过长，易使电阻热增大，引起焊丝爆断，无法实现平稳引弧。引弧位置一般应在定位焊缝的斜坡顶端，见下图3-2. a) b)图3-2 焊枪与试件之间夹角示意图a）焊枪与焊接方向的夹角 b）焊枪与两侧试件间的夹角（2）.打底焊 打底层焊接时，焊枪与焊件之间的夹角如图上a所示，焊丝伸出长度为2025mm，电弧引燃后，无需下压电弧，沿斜坡向坡口根部运行焊枪，至坡口根部后作小幅度横向摆动，并在坡口两侧稍作停顿。焊接时注意观察熔孔尺寸，熔孔直径比坡口间隙大0.51mm，根据坡口间隙和熔孔直径的变化调整焊枪横向摆动幅度和焊接速度。当坡口间隙和熔孔增大时，焊枪横向摆动幅度也要加宽，以保证获得均匀一致的背面焊缝成形。焊接过程中，焊丝端部应始终在熔池前半部燃烧，焊丝不得脱离熔池。此外，应严格控制喷嘴高度。即不能遮挡操作视线，又要使气体保护效果良好。焊接时，电弧在距坡口根部23mm处燃烧，使打底焊缝厚度保持在4mm左右。 半自动co2气体保护焊不要接头，一般可一次连续焊接完成，若不能一次焊完，则应打磨收弧处，再次引弧，焊接方法与前述方法相同。从以上焊接过程分析可知，板对接平焊半自动co2焊单面焊双面成形的操作要点是：打底焊时，应注意焊枪摆动方法、焊枪角度电弧在坡口内所处位置及熔孔效应等。焊接时应将焊枪角度控制在一定范围内，焊枪后倾角太小，不仅会使保护气氛破坏且易使液态金属超前流动，阻碍熔孔的形成，使背面焊缝无法成形；焊枪后倾角太大，不仅影响操作视线，且易使焊丝端部脱离熔池透过坡口间隙伸至试件背面，致使焊接过程发生中断。焊枪摆动方法应得当，以有效控制熔池尺寸，防止液态金属透过坡口间隙产生下坠，平焊时应采用小幅度横向摆动法，电弧在坡口两侧稍作停顿，以控制熔池温度的上升。焊接过程中，应注意控制熔孔尺寸，使之始终保持在大于坡口每侧间隙0.51mm之间，以获得均匀平整的背面焊缝成形。（3）.填充焊 填充层焊接前，将打底层焊缝表面的焊渣和飞溅物清理干净防止其造成污染影响质量。填充层焊接时焊枪角度及焊枪横向摆动方法与打底焊时相同，焊丝伸出长度可稍大于打底焊时12mm。焊接时注意焊枪摆动均匀到位，在坡口两侧稍加停顿，以保证焊缝平整，同时有利于坡口两侧边缘充分熔化，不产生夹渣缺陷。焊接过程中注意控制焊接速度，以保证合适的焊缝厚度和保证填充层与打底层金属熔合良好。填充层焊完后焊缝表面距试件表面以11.5mm为宜，并不得破坏坡口边缘棱角。（4）盖面焊 盖面层焊接前先将填充层焊缝表面的焊渣及金属飞溅物清理干净，接头处凹凸不平的地方用角磨机打平，导电嘴、喷嘴周围的飞溅物清理干净。盖面层焊接时焊枪角度、摆动方法与填充焊时相同，但焊枪横向摆动幅度不宜过大，否则易出现焊波粗大和咬边现象。焊枪在坡口两侧摆动要均匀缓慢，以防止产生咬边。焊接过程可一次连续完成，当中途中断焊接时，要做到滞后停气，以免熔池在高温状态下发生氧化现象。三、试件