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关键工序、特殊过程作业指导书

关键工序、特殊过程通用作业指导书(熔化极气体保护焊部分)1 主要内容与适用范围1.1 焊接工序是产品制造过程中必须严格控制的特殊工序,本规程规定了一般零件的焊接工序须遵照执行的通用工艺规程。

检验人员应按图纸、工艺和本规程进行工序质量监督和验收焊接结构件。

图纸、工艺中有与本规范不一样的要求,应按图纸、工艺执行;工艺技术人员根据生产现场做出具体技术要求的,应临时按工艺技术人员要求执行。

1.2 该规程本部分适用于MAG 焊(CO2、富氩混合气等非惰性气体保护焊)。

1.3 本规程适用于湖南万征机械科技有限公司制作产品焊接工艺要求。

2 材料2.1 钢材举例2.1.1 低碳钢含碳量小于0.25%,其他合金元素的含量也较少的钢有:08、20、Q235、Q255,其焊接性能良好。

2.1.2 中碳钢含碳量在0.25%~0.6%之间的碳钢有:35、45,对于板厚小于30mm 的中碳钢其焊接性尚可。

2.1.3 低合金钢在碳钢的基础上加有少量合金元素(Mn、Mo、Ni、V 等)的钢,有16Mn、45Mn、HARD0X400,其焊接性较好。

2.1.4 不锈钢在碳钢基础上加有一定量的合金元素(Cr、Ni、Ti 等)的钢,有0Cr18Ni9,其焊接性较好。

2.2 焊接用焊材低、中碳钢、低合金钢(如2.1.1、2.1.2、2.1.3 所列)间焊接均用:焊丝ER50-6,φ1.2;不锈钢(如2.1.4 所列)间焊接用:焊丝H00Cr21Ni10。

2.3 钢材、焊材必须有产品质量证明书,进厂时按JG/T5112 检验。

3 熔化极气体保护焊工艺规范焊工在焊接施工前,应熟悉相应的图纸及相关的技术资料、文件,按要求准备好焊接材料、选好焊接设备、调好焊接工艺参数。

3.1 焊前准备3.1.1 在组装前,应清除焊件相互接触面及焊缝两边的污物(如:铁锈、油污、氧化皮、油漆等),并须去除潮湿(可采用火焰烘烤,烘烤过程最高温度不得超过75℃);具体清理范围:对接焊:接头两边每侧20-30mm;角焊:焊角高+20mm3.1.2 坡口制备应尽量以机械加工的方法进行。

如使用火焰切割坡口,则应将割口表面的氧化物、熔渣等磨除,并将不平处磨平。

其刻痕深度应符合表1 规定。

刻痕的累积长度不得超过切割边长的10%。

表1 单位:mm3.1.3 焊丝在使用前进行检查,其表面应无锈垢、油污、水分;保护气体应保持干燥。

3.1.4 焊接用电机为直流焊机,采用直流反接的连接方式。

3.2 装配3.2.1 定位焊前零件应按图纸及工艺要求检验合格。

定位焊施焊前应对定位焊缝进行修磨,除去飞溅,发现有裂纹或不符合要求的定位焊缝应清除重焊(缺陷部分须除尽),并检查确认组焊件各尺寸在工艺文件允许的范围内。

3.2.2 装焊时应控制装配间隙:对接焊间隙1-3mm;角焊间隙0-4mm。

局部间隙过大时,应设法修整或堆焊到规定尺寸再组装,严禁在间隙内加填塞物。

组装后接头需经检验合格,方可施焊。

3.2.3 组焊时,应避免强力组对,以减少构件的残余应力。

临时性工艺支撑在去除时,应砂轮打磨,以避免坡坏母材。

3.2.4 定位焊时,预热与否应与构件焊接的要求一致,定位焊所用焊材应与产品焊接的填充材料相一致。

3.2.5 定位焊应有足够的强度,定位焊缝的长度要求见表2;定位焊缝的厚度≤0.5~0.6a(a 为图纸要求有效焊缝厚度尺寸),且最大不超过6mm。

定位焊时不得在焊缝区以外引弧,如图1 所示,定位焊缝应布置在交叉口50mm 以外,并避开端、角位置;起弧与收弧处应平滑过渡。

3.2.5 定位焊后应对定位焊缝进行修磨,除去飞溅,发现有裂纹或不符合要求的定位焊缝应清除重焊(用碳弧气刨等方法将缺陷部分除尽)。

3.3 焊接3.3.1 基本操作要求3.3.1.1 引弧引弧时焊丝伸出保护套长度为5~8mm,超长部分应剪除,焊丝端头出现小球时,必须预先剪除;不允许在焊接区外的工件表面引弧。

3.3.1.2 焊接焊接时采用左焊法(电弧指向待焊金属),焊枪前倾10°~15°,如图2 所示。

3.3.1.3 接头焊缝交叉处不允许有接头,接头应距交叉口50mm 以上;焊缝之间必须平滑过渡,避免应力集中。

焊缝接头处应先用砂轮机打磨成斜面,然后在斜面前10~20mm 处引弧,引燃电弧后快速将电弧移至斜面处,待熔化金属填满坡口时立即向前进行正常焊接。

3.3.1.4 填充焊或盖面焊焊前应先清理打底焊道或坡口表面的飞溅、熔渣等,并用角向砂轮机打磨成形不良的焊缝(如需磨掉焊道上局部过高部分的焊肉)。

3.3.1.5 收弧收弧时焊枪停止前进,使用收弧电流填满弧坑。

若焊机无收弧控制电路,收弧时应在熔池未凝固时,反复断弧,引弧几次,直至弧坑填满为止。

操作时动作要快,若熔池凝固才引弧,则可能产生气孔及未熔合等缺陷。

收弧时除焊枪停止前进外,不能抬高喷嘴,即使弧坑已经填满,电弧已经熄灭,也要让焊枪在弧坑停留几秒钟才能移开。

让熔池在凝固时得到可靠的保护,以免产生缺陷。

引弧点最好选在离焊缝起点20mm 左右的待焊部位上,电弧引燃后移至焊缝起点处,再沿焊接方向进行正常焊接。

焊接结束时,如果直接拉断电弧,则会形成弧坑。

凹陷的弧坑会减弱焊缝接头强度和产生应力集中而导致弧坑裂纹。

避免弧坑的方法是当电弧移至焊缝终端时,焊丝端部做圆圈运动,直至填满弧坑后再拉断电弧;也可回焊一小段后收弧。

如图3 所示。

收弧电流一般为0.6I,按一般焊接规范,收弧电流约100-150A。

3.3.1.6 焊丝干伸长度在焊接过程中,导电嘴到母材间的距离为焊丝直径的10~15 倍,约10~20mm。

3.3.1.7 气体流量焊接过程中保护气流量一般为15~20L/min,焊接电流越大,焊接速度越快,以及仰焊时应采用较大的气流量。

3.3.1.8 焊接时应采用合理的焊接顺序以减少变形,起弧、收弧处焊缝要平滑过渡,弧坑要求填满,不允许在焊接区外的工件表面引弧。

3.3.1.9 焊接过程中,发现缺陷(如气孔、夹渣等)时,应立即停止施焊。

一般情况,焊工须彻底清除缺陷,继续焊接;若缺陷严重应经检验同意,并须彻底清除缺陷,方可继续焊接。

严禁不经任何处理措施,在缺陷处敷焊。

3.3.2 对接平焊3.3.2.1 引弧、收弧重要焊缝焊前必须在焊缝两端点焊好引(收)弧板,引(收)弧面应不高于焊接平面1mm,引、收弧的位置以距焊缝始未端不少于20mm 为宜,如图4 所示;去除引、熄弧板严禁锤击敲打卸除,可在接头两端近处采用气割、并用砂轮将边缘磨平。

3.3.2.2 打底焊电弧始终在坡口内作小幅度横向摆动,并在坡口两侧稍作停留,使熔孔直径比间隙大0.5~1mm,焊接时要仔细观察熔孔,并根据间隙和熔孔直径的变化调整横向摆动幅度和焊接速度,尽可能维持熔孔直径不变,以保证获得宽窄和高低均匀的反面焊缝。

依靠电弧在坡口两侧的停留时间,保证坡口两侧熔合良好,使打底焊道两侧与坡口结合处稍下凹,焊道表面保持平整。

打底焊时,要严格控制喷嘴的高度,电弧应在坡口底部2~3mm 处燃烧,保证打底层不超过4mm。

3.3.2.3 填充、盖面焊填充焊前,应先清除打底焊道或坡口表面的飞溅,熔渣,并用角向砂轮机打磨掉焊道上局部过高部分的焊肉。

填充焊时,应注意掌握填充焊道的厚度,保证盖面时前一层的焊缝表面略低于工件表面1.5~2mm(这样盖面焊缝可以做到趾端平滑,成形美观)填充焊时不得烧熔棱边。

盖面焊时保持喷嘴的高度,特别注意观察熔池边缘,熔池边缘必须超过坡口上表面棱边0.5~1.5mm,并防止咬边。

要求焊角更大时,需要采用三层或三层以上的焊接方法,3.3.2.4 当板厚较大时,需多层多道焊以控制单道焊缝的热输入,中低强度钢每层不超过6mm。

3.3.2.5 对接焊焊后要求打磨平整,余高0-3mm。

3.3.3 水平角焊3.3.3.1 水平角缝单道焊水平角缝单道焊时,最大焊脚高度可达7~8mm。

焊脚尺寸与板厚相对应,不同的焊脚高度时焊枪指向位置也应不同:焊脚小于5mm 时,焊枪指向根部;焊脚大于5mm 时,焊枪指向距根部0.5~3mm 处,如图5 所示。

3.3.3.2 水平角缝多层焊焊接第一层时,焊枪与立板夹角20-30°,并指向距根部2~3mm 处。

电流稍大,略有小幅度摆动,获得带有下淌倾向的不等脚长的焊道。

然后焊第二层,焊枪指向第一层焊道的凹处,焊枪与立板夹角45-50°,根据情况采用直线法或小幅度摆动法。

此时电流稍小,焊接速度稍快。

例如,第一层焊接电流为225A~250A,则第二层时可为175A~200A。

电弧电压由第一层的22V~25V 降到19V~22V。

这样最终可得到表面平滑的等脚长焊缝。

3.3.3.3 当要求焊角更大时,需要采用三层或三层以上的焊接方法,焊角尺寸与层数、道数的关系见表3。

其中第一层可按单道焊要领施焊,得到6mm~7mm 焊脚。

第二层,焊枪指向第一层焊道与底板的焊趾处,可采用直线或小幅度摆动焊接法。

要注意水平板一侧达到所要求的焊脚尺寸,同时保证焊趾整齐美观。

如果焊脚要求较小,为8mm~12mm 时,第二层焊两道即可;如果焊脚尺寸为12mm~14mm,第二层需焊三道。

焊脚尺寸超过14mm 时,应按以上要领进行三层以上的焊接。

但应注意:焊接层数越多,热量累计越多,因而焊道易下淌。

所以层数越多时,焊接电流和电弧电压都相应地减小,而焊接速度却要相应地增加。

表3 焊角尺寸及层数、道数关系3.3.3 立焊3.3.3.1 为了保证焊接质量,汉寿制造部产品所有立焊必须采用向上立焊的方式。

对接焊尽量避免摆动焊或采用小幅度摆动。

3.3.3.2 立焊时焊枪角度应基本上保持与工件垂直,即焊枪倾角应保持在工件表面垂直线上下约10°的范围内。

3.3.3.3 摆动焊时,要注意摆幅与摆动波纹间距的匹配,并且要注意摆动纹路的取向(如图6 所示)。

可根据具体情况采用图中a 或b 的摆动方式。

其中a 所示为小摆幅(打底焊时),热量集中,要注意防止焊道过分凸起。

b 所示摆动幅度较大,焊道平滑。

为防止下坠,摆动时中间应稍快;为防止咬边,在两侧趾端要稍作停留。

图中c 的摆动方式不易采用,因为这种向下弯曲的月牙形的摆动方式易造成铁水下流,焊道中心凸起,并易在两侧产生咬边。

图6 立焊摆动纹路的取向3.3.4 焊接参数搅拌站、砂浆机、等的焊接中大部分为普通低碳钢的焊接,但是针对薄板件(δ≤3mm)和异种钢(45 钢与普通钢的)的焊接应该严格控制参数,如:预热温度、焊接电流、焊接电压、焊接速度等。

3.3.4.1 预热车间用普通低碳钢(Q235,δ<30mm)的焊接性良好,一般情况下施焊不需要预热,只是当环境气温低于低于-30 度时应该预热100-150℃。

车间用普通低合金钢(Q345B,δ<16mm)的焊接性较好,一般情况下施焊不需要预热,当环境气温低于-10℃或湿度高于85%,也应将工件焊缝区加热到50~80℃以后再焊接。

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