分享--厚板埋弧焊焊接工艺
发布时间:2024-09-06 浏览数:82
在钢结构加工过程中,焊接大于40mm厚度的板材面临较大的挑战,既涉及操作难度,又影响后续的检验工作。为了规范和优化厚板埋弧焊的焊接流程,本工艺旨在确保焊接质量,同时有效控制由于焊接引起的变形。
厚板埋弧焊是工业制造中至关重要的一项技术,广泛应用于重型机械、桥梁、船舶及石油管道等关键结构件的生产。其核心优势在于能够实现高效且高质量的焊接,显著减少焊后变形,进而保障结构的稳定性与安全性。
厚板埋弧焊接工艺流程,旨在提升焊接过程中的工艺控制,以确保每一焊接项目都能达到预期质量标准,提升整体生产效率。通过系统化的操作步骤和参数设定,确保焊接工作的规范性和一致性,为高质量的焊接成果奠定基础。
1、焊前准备

材料、设备、坡口加工、焊接部位的清理等准备请参阅往期文章或按照制定的制作工艺要求执行,如:

≥40mm板要求开双面X型破口,随钢板厚度的增加,坡口增大(如厚80mm、70mm钢板坡口开到了70),如下图板厚50mm


厚板焊接预热:100°~150°

焊接层间温度:100°~200°

厚板需采用多层多道焊接,应严格控制层间温度,防止钢板收缩过大,导致变形量增大。

焊缝的装备尺寸:

根部间隙、钝边尺寸、焊缝的错边量等,全渗透带垫板间隙应控制在5-6mm,(埋弧焊:4-8mm,药芯焊:3-5mm)垫板与焊缝直边接触的一边注意倒角2-3mm,半渗透注意坡口深度必须加大5-6mm,(埋弧焊:5mm,药芯焊:3mm)确保验焊时焊缝的有效深度。

定位焊/点焊要求:
点焊的长度80mm及点焊间距800mm,点焊位置坡口磨深5mm,焊角尺寸根据构件的装配要求而定,全渗透带垫板焊角与垫板厚度相同,垫板与焊缝背面必须完全贴紧后再点焊,并且垫板两侧点焊时注意对称点焊,半渗透点焊应注意点焊的焊角尺寸,(必须两层三道,焊角10-12mm),箱梁构件注意在箱量内增加工艺板,(工艺板可以角焊焊接(角焊6mm),且必须四边全部焊满)工字钢构件组对后焊前须加横撑固定。(装配工艺板与横撑要求可以根据构件的实际长度而定,间隔距离1000-1200mm),厚件定位焊质量较为重要,焊接要求与正式焊缝相同。厚件点焊时注意不得在构件上构件上随意引弧,焊工点焊时注意每个点焊收弧部位的收弧方式,不允许有弧坑,且弧坑必须填满(可往回焊10-20mm或划圈收弧)。咬边缺陷同样要严格控制,大于1mm必须补焊。所有点焊在焊前必须预热(火焰加热100-150°)。临时固定去处时不得割伤母材。
引弧板与引出板:
每条焊缝两端必须装配引弧板和引出板,引弧板和引出板的大小应足以堆积焊剂并使引弧点和弧坑落在正常焊缝之外。装配要求与正式焊缝相同,(引弧板和引出板长度在100-150mm之间,注意与坡口面和根部间隙必须平齐一致,同样必须经过打磨后在装配)
2、焊接工艺

埋弧焊焊接工艺参数(因焊接设备的不同,各焊接参数也会有相应出入,故此表为Φ5mm焊丝大致范围)

焊剂:HJ431
H10Mn2焊丝直径:Φ5.0
打底:450-550A  27-32V  26-32cm/min
填充:550-850A  33-40V  20-28cm/min
盖面:650-750A  32-38V  25-30cm/min
注意要求:必须根据每台焊机的实际使用特性及焊前调试规范为准,在保证焊接质量的前提下电压不要太高。
工艺参数的匹配,电流、电压与焊接速度之间的匹配关系是埋弧焊操作最主要的参数。

焊接位置:平焊、船型焊

焊丝对中的角度及焊丝外伸长度要根据焊缝坡口形式和每道焊接层次而定。埋弧焊打底第一层注意电压不易过大,且不宜焊的太厚(根部焊道截面较窄,如焊的太厚易产生裂纹)

焊接层次:

厚板埋弧焊焊接层次对焊缝内部质量和构件的焊接变形控制有很大的影响。必须多层多道焊,注意:每道焊接厚度、焊接方向、焊道内层次间布局,要有一个合理的安排。(每层焊道成型控制为内凹为最佳,分道时注意控制坡口两侧的所留的余量)。 
构件焊接方向,方管、工字钢四条焊缝的焊接方向应控制一致,并注意对称焊接,根据构件的变形尺寸随时调整。单道焊缝的熔宽(焊丝直径Φ4熔宽≤25mm,焊丝直径Φ5≤30mm)(限制焊道的熔宽和焊接厚度是控制焊接线能量一种有效手段,也是控制构件焊接变形的一种有效措施)
焊接过程中注意焊剂的覆盖厚度,太厚将增加焊渣熔化量,焊后清渣较困难。且焊道成型较差。太薄电弧保护不好,影响焊接质量。焊剂覆盖厚度应控制在30-40mm之间。
注意焊接过程中使用风铲,厚板焊接加强风铲的使用对焊缝的内部应力有一定的释放作用。每个焊接部位配备两把风铲使用,并要求焊接人员每焊完一道必须用风铲锤击焊道一遍(盖面后不用锤击)。
整个焊接过程必须使用行走指针,焊缝成型与否行走指针的使用是关键,行走指针是埋弧焊焊接质量的保证。它决定了焊缝温度场在焊道中的温度是否分布均匀,打底、填充、盖面都以行走指针为基准,焊工操作时注意力应高度集中,根据指针与基准线出现的左右偏差和杆丝长度而随时调整。(焊接过程中注意指针与基准线的距离3-4mm,太高观察角度易产生偏差)

盖面要求:

控制盖面预留深度2-3mm,并要确定整个焊道的深浅一致,必要时应补焊或打磨。注意控制每条盖面焊道的直线度,每道与每道之间应覆盖1/2处为标准,必须覆盖到前一道焊缝的最高点,则易产生凹沟。盖面余高应控制在2-3mm,最高不大于5mm,焊缝盖面注意盖面顺序,(焊接方管由内向外)
焊后热处理,构件焊接完毕后通过加热器将温度升到300-350°后1-2小时消氢处理,随后保温棉覆盖缓冷。
 结 语 

厚板埋弧焊工艺的标准化和精细化,对于提升焊接质量和生产效率具有重要意义。本指南提供了一套基本的工艺流程,但在实际操作中,还需根据具体材料和结构特性进行适当调整,以达到最佳焊接效果。通过持续的技术创新和工艺优化,厚板埋弧焊将继续为工业制造领域的发展贡献力量。
本指南适用于厚板埋弧焊的初学者和专业人员,旨在提供全面而实用的焊接工艺指导,助力焊接工艺的标准化和专业化发展。


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