CO2气体保护焊带陶瓷衬垫单面焊

CO2气体保护焊对接焊——陶瓷衬垫单面焊钢结构焊接工艺钢结构焊接工艺主要内容一、陶质衬垫CO2单面焊的基本原理、特点及应用二、陶质衬垫的构造、功用及类型三、陶质衬垫CO2单面焊工艺参数的选择四、陶质衬垫CO2单面焊的焊接技术钢结构焊接工艺

一、陶质衬垫CO2单面焊的基本原理、特点及应用范围1、陶质衬垫CO2单面焊的基本原理陶质衬垫CO2单面焊的基本原理：是将陶质衬垫贴在焊件坡口的反面，正面进行CO2气体保护半自动焊，借助于衬垫的承托作用，建立焊道反面成形，完成单面焊两面成形，这种焊接方法称陶质衬垫CO2单面焊（简称CO2单面焊）。图陶质衬垫CO2单面焊工艺示意图钢结构焊接工艺2、陶质衬垫CO2单面焊的特点：（1）焊接效率比焊条电弧焊提高3～5倍以上，且工艺简单，衬垫安装方便可靠。（2）适用范围广：不论是薄板还是厚板（一般用于8～50mm），也不管是

何种焊位（平、立、横焊位），还是对接或角接都可以使用，其中平对接焊应用最为广泛。因此特别适用于焊接船体。（3）可使大量的仰焊工作转化为平焊，减少其翻身工作量。提高了焊接效率，确保了焊接质量。（4）背面成形好，不清根，取消碳弧气刨工序。钢结构焊接工艺

3、陶质衬垫CO2单面焊的应用

陶质衬垫CO2半自动单面焊已是成熟的焊接工艺技术，正在大力推广应用。船体结构建造中适用于船体曲面分段和半立体分段的拼板以及总段、船台的合拢大接缝的焊接，焊接位置可以是平焊、立焊和横焊，其中平对接焊应用最为广泛图船体大接缝焊接方法①CO2单面焊；②CO2单面焊+埋弧自动焊；③气电垂直自动焊；④CO2横对接单面焊钢结构焊接工艺图

船底外表面贴衬垫、内表面施焊法钢结构焊接工艺二、陶质衬垫的构造、功用及类型

1、陶质衬垫的构造陶质衬垫的特点：1）耐高温。

2）是非金属材料，焊后不会与焊缝金属粘连。

3）比较轻巧，拆装方便。

4）是一次使用品，不能重复使用。

5）对拼板的坡口间隙变化的适应性强，装爬配方便。

钢结构焊接工艺

陶质衬垫的构造：主要是由陶质衬垫垫块、粘胶铝箔（铝箔上涂压敏胶）及防粘纸三部分组成。长度500mm～600mm。

图陶质衬垫的构造钢结构焊接工艺

2、陶质衬垫的功用①衬垫能托住液态的熔融金属，并使焊道背面按衬垫槽面成形，保证了焊道背面有一定的余高和熔宽；②陶质衬垫受电弧热而局部融化，形成熔壳，起着保护焊道反面的作用，免受外界的不良侵入；③陶质熔化成的渣，使焊道反面成形光滑。

钢结构焊接工艺

3、陶质衬垫的类型陶质衬垫产品质量、性能必须符合造船规范和船舶行业标准，经中国船级社（CCS）认可，还经世界主要船级社（LR、ONV、GL、ABS、BV）转移认可。目前已经产生有不同焊接接头类型的陶质衬垫，下图为常用的陶质衬垫。图常用的陶质衬垫（a）平对接用（b）不同厚度平对接；（c）两板钝角相交对接用（d）曲线形对接用（e）横对接用（f）角钢对接用（g）球扁钢对接用（h、i）单面开坡口T形接头用钢结构焊接工艺三、陶质衬垫CO2单面焊工艺参数的选择陶质衬垫CO2半自动单面焊的工艺参数主要包括：根部间隙、坡口角度、焊枪的运动方式、焊接材料、焊接规范、焊缝接头的处理、收弧方式等。

1、根部间隙单面焊的坡口形式为“V”形，因此其根部间隙大小会影响焊缝背面的成形好坏，通常最佳间隙（平、立、横）范围为5mm±2mm，而间隙小于3mm，则不能获得稳定的焊缝反面成形。

钢结构焊接工艺

2、坡口角度坡口角度影响反面焊缝的高度和宽度。试验得出，平焊、立焊位置对接及角接的坡口角度如下图所示，在上述范围内，若坡口角度较大，电弧电压可略小些；相反，则可大些。

钢结构焊接工艺3、焊枪的运动可采用右焊法或左焊法。但实际应用时，还需以结构的位置而定。

4、焊接材料

焊丝：焊丝并无特殊要求，实芯焊丝或药芯焊丝均可，焊低碳钢及低合金钢可用H08Mn2SiA（ER49-1）或YJ422-1焊丝。气体：CO2气体纯度应该大于99.5%，如果纯度低，将使焊缝背面形变差，且易产生CO气孔。衬垫：衬垫必须符合国际标准并得到船级社的认可。钢结构焊接工艺5、焊接规范陶质衬垫CO2单面焊的焊接规范是比较灵活的，它与焊工的技能和熟练程度有关，选择焊接规范时应注意焊接电流和电压的匹配，确保焊缝的良好成型。合适的焊接规范参数的匹配是保证焊缝质量的重要因素之一。熟练的焊工，能够使用较大的焊接规范，提高劳动生产率。焊接电流最大不宜超过230A（焊丝直径1.2mm）。下表所列焊接参数可参考选择。表焊接规范参数钢结构焊接工艺

6、焊缝接头的处理焊缝接头的质量也是很关键的。由于接头时，其间隔时间的增加使接头处不能熔透而形成缩孔凹陷，甚至有弧坑裂纹存在，因此，必须刨除后焊接。但一般熟练的焊工为确保焊接接头的质量，均采用快速热接方式，效果较好。7、收弧方式单面焊打底层焊道收弧时，应防止成形缩孔。具体措施是采用焊接电流衰减的方法。一般的焊接电源上都有填满弧坑的衰减功能。在焊接前先将旋钮调节到所需的衰减值。钢结构焊接工艺四、陶质衬垫CO2单面焊的焊接技术焊接技术：焊前准备，调节参数、焊接、检验。

1、焊前准备：坡口尺寸、坡口清理、焊件装配。

（1）坡口尺寸陶质衬垫CO2气体保护单面焊采用V形或半V形坡口，如下图所示。钢结构焊接工艺

（2）坡口清理焊前除了应该清理正面坡口及附近两侧20mm范围内的锈、漆以及污垢外，还必须对坡口背面进行平整，以保证陶质衬垫能紧贴在焊件背面上。（3）焊件装配“马铁”定位：装配时为了保证反面成型，不允许在坡口内进行定位焊，而改用“马铁”定位，马板的形状与尺寸如下图所示，马铁尽可能放在坡口的背面，以利于焊工操作。

钢结构焊接工艺引熄弧板的安装：尺寸为（150×100）mm，如下图。安装必须保证与拼板的背面齐平；安装后需在引熄弧板上沿焊缝方向，采用碳弧气刨进行坡口的开启，引弧端坡口长度≥30mm，熄弧端坡口长度≥50mm，并与拼板焊缝连续过渡。

钢结构焊接工艺定位马的安装：定位马间隔为（250～300）mm，在衬垫与衬垫连接处，为使衬垫与钢板粘合紧密，必要时，可在该处增加定位马。衬垫的安装：撕去衬垫的防粘纸，将衬垫从“马板”孔插进，将衬垫中心红色中线对紧焊缝中心并与钢板粘合紧密，衬垫与衬垫衔接处应相互推紧无间隙。衬垫安装后，在定位马铁处用木楔敲紧，以防衬垫在焊接中受热而松动。钢结构焊接工艺2、调节焊规范参数焊道位置焊道焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电压/V气体流量/（L/min）平打底焊1.2180～20023～2615～20填充焊盖面焊1.2250～30026～3015～20立打底焊1.2130～15020～2415～20填充焊盖面焊1.2150～18022～2615～20横打底焊1.2180～20022～2615～20填充焊1.2200～22026～2815～20盖面焊1.2150～18022～2615～20钢结构焊接工艺

3、焊接陶质衬垫CO2气体保护半自动单面焊的关键问题是焊打底层焊道，除了要求合理的坡口和紧贴衬垫外，还应重视以下几个问题：

（1）采用左焊法，焊工能清楚的观察熔池和焊道根部的成形，这是保证焊道背面良好成形的必要条件。（2）焊打底层焊道时，焊道宜薄不宜厚，否则熔渣过多反而使焊道背面成形不美观。（3）焊枪坡口内作小幅度横向摆动并在坡口两侧稍作逗留，以保证根部两侧焊透，并使焊道背面成形良好；（4）由于各种原因需作停顿时，重新引弧采用热焊法，否则需用碳弧气刨对弧坑进行修整成圆滑过渡状在引弧焊接。（5）结构拘束度大的焊缝，打底焊时要一次完成，并接着完成第二层焊缝，不允许打底焊后放置较长时间再焊，以免引起焊缝的纵向裂缝。钢结构焊接工艺

（6）防止打底层焊收弧缩孔，产生缩孔的主要原因是陶质衬垫的的导热性远小于钢焊件（见下图）。

防止措施：①使用收弧板；②打底层宜薄不宜厚；③不宜用大线能量焊接；④采用收弧控制。（7）焊填