薄板細(xì)絲埋弧焊和藥芯焊絲CO2焊之效率比較

江安全

（廣新海事重工股份有限公司，中山528437）

1 前言

當(dāng)前,埋弧焊和藥芯焊絲CO2焊在船舶行業(yè)中應(yīng)用較多，工藝方法成熟可靠。在8 mm及以上鋼板的應(yīng)用效果較好，但對(duì)于8 mm以下的鋼板焊接，其工藝上則存在若干問(wèn)題，例如：對(duì)于5 mm薄板焊接，使用埋弧焊（Φ3.2）很容易出現(xiàn)焊穿、出現(xiàn)氣孔、變形大等工藝問(wèn)題；若用藥芯焊絲CO2焊接，則存在工序較多、制作周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。為了更好解決薄板焊接問(wèn)題，我們決定試驗(yàn)細(xì)絲埋弧焊（Φ2.4）和藥芯焊絲CO2焊，對(duì)這兩種焊接方法通過(guò)焊接試驗(yàn)進(jìn)行分析比較。

2 藥芯焊絲CO2焊接試驗(yàn)

（1）試板要求：尺寸500×200×5（mm）,坡口角度單邊20°，裝配間隙4～5 mm。坡口情況見(jiàn)圖1。

圖1 藥芯焊絲坡口裝配

（2）防變形措施：兩端裝配引熄弧板，坡口背面裝配2個(gè)碼板。

（3）焊接方式：平焊。

（4）焊接材料: CHF711（大西洋）符合AWS E71T-1標(biāo)準(zhǔn)輔助材料采用天高襯墊。

（5）焊接設(shè)備：松下CL500型焊機(jī)。

（6）試驗(yàn)參數(shù)：見(jiàn)表1。

表1 藥芯焊絲試驗(yàn)參數(shù)表

（7）焊接示意圖，見(jiàn)圖2。

圖2 焊接示意圖

（8）作業(yè)時(shí)間：1小時(shí)58分。

（9）試驗(yàn)結(jié)果：表面質(zhì)量良好，焊接變形小，內(nèi)部X拍片合格。

3 細(xì)絲埋弧焊接試驗(yàn)情況

3.1 第一次埋弧焊試驗(yàn)情況

（1）試板要求：尺寸1 000×200×5（mm）I 型坡口，裝配間隙0～1 mm,裝配引熄弧板。裝配情況見(jiàn)圖3。

圖3 藥芯焊絲坡口裝配

（2）防變形措施：無(wú)。

（3）焊接方式：平焊。

（4）焊接材料:H10Mn2+SJ101（大西洋）

（5）焊接設(shè)備：MZ-630型

（6）試驗(yàn)參數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 埋弧焊試驗(yàn)參數(shù)表

（7）焊接示意圖，見(jiàn)圖4。

圖4 埋弧焊接示意圖

（8）整個(gè)制作周期時(shí)間：1小時(shí)13分。

（9）試驗(yàn)結(jié)果：表面質(zhì)量良好，試板有彎曲變形，內(nèi)部X拍片出現(xiàn)2個(gè)氣孔，尺寸較小，拍片質(zhì)量合格。

3.2 第一次試驗(yàn)情況分析

第一次埋弧焊試驗(yàn)雖然合格，但不完美，對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的氣孔和變形，我們分析原因如下：

（1）氣孔產(chǎn)生的原因：焊絲較細(xì)、焊接電流較小而焊接速度又稍快，焊縫結(jié)晶速度較快，熔池中的氣孔來(lái)不及溢出而滯留在焊道中；

（2）由于焊接是不規(guī)則的加熱與冷卻過(guò)程，而薄板的剛性較小，容易產(chǎn)生塑性失穩(wěn)，因而容易產(chǎn)生焊縫變形，主要是波浪變形；

（3）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的板材尺寸較小，試板兩端只是裝配引熄弧板，焊接時(shí)自由收縮，焊接的變形稍大。

3.3 改進(jìn)試驗(yàn)情況

第一次試驗(yàn)沒(méi)有考慮到生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用情況，為此我們決定在第一次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上稍加改動(dòng)，并做正式的焊評(píng)試驗(yàn)：

（1）裝配時(shí)，模擬生產(chǎn)中條件（因?yàn)樯a(chǎn)中的板較長(zhǎng)較寬，散熱快）將試板四個(gè)角點(diǎn)焊固定，第一道焊接完畢后，等待30分鐘，待焊縫溫度降低后再翻身。

（2）試板定位后，因天氣潮濕，我們適當(dāng)用火焰加熱坡口，將坡口中的水汽烤掉。

（3）焊接時(shí)，對(duì)第二道焊接適當(dāng)降低速度和增加電流。使焊縫冶金反應(yīng)充分，產(chǎn)生的氣體有充分的時(shí)間溢出。

焊接參數(shù)如下表3所列。

表3 埋弧焊改進(jìn)試驗(yàn)參數(shù)

（4）試驗(yàn)結(jié)果：變形較第一次焊接小，符合生產(chǎn)要求。表面質(zhì)量美觀，X拍片合格。并且焊接試驗(yàn)的理化結(jié)果合格，達(dá)到了預(yù)想效果。

4 綜合分析比較

兩種焊接方法的對(duì)比項(xiàng)目，見(jiàn)表4。

表4 兩種焊接方法對(duì)比情況表

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)焊接試驗(yàn)，我們不斷調(diào)整焊接工藝參數(shù)，最終確定了合適的焊接工藝，這不僅提高了我公司碳鋼薄板焊接的生產(chǎn)效率，又大大提高了此類焊縫的合格率，為公司的薄板焊接積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

【1】陳聽(tīng)梁，沈世瑤主編.船舶焊接手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社.

【2】陳祝年.焊接工程師手冊(cè)[M].北京：.機(jī)械工業(yè)出版社.