淺談壓力容器持證焊工考試氣體保護焊板板立焊焊接工藝

趙治波 王剛 朱益民 李圣東

摘 ?要： 鍋爐、壓力容器等屬于特種設備，根據《特種設備安全監察條例》規定，從事其焊接工作的操作人員需要持證上崗，且持證項目要與所從事焊接的項目對應。各持證項都要進行實踐操作考試，考試合格方可從事相應的工作。現以特種設備焊接操作人員考核項目GMAW-FeⅡ-3G-14-FefS-11/15為例，講述板對板立焊位置焊接工藝參數、操作手法及注意事項，特別是在打底焊時采用了向下立焊法，焊接效果更好。

關鍵詞：壓力容器、GMAW-FeⅡ-3G-14-FefS-11/15、板對板、立焊、焊接工藝

引言

特種設備焊接操作人員需要進行相應項目考試，TSG Z6002-2010《特種設備焊接操作人員考核細則》的要求中明確規定了考試各事項。GMAW-FeⅡ-3G-Fsfs-11/15 就是一種持證焊工持證項目。其考核項目含義為表示焊接方法為手工CO2氣體保護焊，鋼板厚度為14mm的Q345R（或Q345）對接焊縫立焊試件，單面焊雙面成型，背面無保護氣體，采用噴射弧施焊，試件全焊透，填充金屬為實芯焊絲。

1 焊接質量要求

根據TSG Z6002-2010《特種設備焊接操作人員考核細則》的要求，試件檢驗為外觀檢查、射線檢測和彎曲試驗

（1）外觀檢查

焊縫表面：不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔、焊瘤和未焊透，咬邊深度≤0.5mm、兩側咬邊總長度不得超過焊縫總長的10%，背面凹坑深度不大于2mm、總長度不超過焊縫長度的10%。

焊縫外形尺寸：焊縫余高0-4mm，焊縫余高差≤3，焊縫寬度比坡口每側增寬0.5-2.5mm、寬度差≤3mm，焊縫邊緣直線度≤2mm，背面余高≤3mm。

試件外形尺寸：焊后變形角度≤3°，錯邊量≤1.4mm。

（2）射線檢測

試件的射線檢測按照NB/T47013.2《承壓設備無損檢測》標準進行，射線檢測技術不低于AB級，焊縫質量等級不低于Ⅱ級 （焊接接頭內不允許存在裂紋、未熔合，雙面焊以及加墊板單面焊中的未焊透）。

（3）彎曲試驗

彎曲試驗參照GB/T2653《焊接接頭彎曲實驗方法》進行2件試樣側彎，拉伸面上的焊縫和熱影響區內，沿任何方向不得有單條長度大于3mm的開口缺陷。

2 焊前準備

（1）焊接試件材料、規格

試件材質 Q345（Q345R）δ14mm鋼板剪板機剪切下料（2件），尺寸300mm×100mm，試件校直后機加工加工單邊V形破口，如下圖

（2）磨光機修磨鈍邊，其尺寸為0.5-1mm ，可自己調整，無毛刺。

（3）試件焊接前需要清理破口及其兩側20mm范圍內的油污、鐵銹，直至露出金屬光澤。

（4）試件點裝裝配焊接開始端間隙為3.2mm，最終端為4.0mm，錯變量≤1.2mm。

（5）定位焊采用與焊接件相同的焊材，在試件反面距兩端20mm之內進行，焊縫長度為10-15mm，并將試件固定在焊接支架上。

（6）試件要預置反變形量為3°-4°。

（7）準備鏨子、鋼絲刷等工具。

3 焊接工藝及操作

（1）焊接設備選擇

焊機型號NBC-500型（最大焊接電流500A），直流反接（工件接焊機負極，焊槍接焊機正極）。

（2）焊接材料選擇

焊材要根據焊接工件材質選擇，其選擇原則同時要符合以下條件：CO2氣體保護焊所用材料包括母材、焊絲和保護氣體。母材的力學性能和化學成分應符合國家標準的有關規定，并有質量合格證明書，方準使用。焊接材料根據試件材質選擇焊絲型號為ER50-6（H08Mn2SiA），直徑1.2mm。

CO2氣體保護焊所用保護氣體的純度應不低于99.5%（體積分數），其含水量不得超過0.005（質量分數）。CO2氣體保護焊應有足夠的流量，應及時清除附著在導電嘴和噴嘴上的飛濺物，確保良好的保護效果。單純CO2氣體保護飛濺較大，嚴重影響焊縫外觀質量。目前大多數廠家采用混合氣體保護，一般采用氬氣和二氧化碳混合氣體，氣體流量一般為12-18L/min。我們選擇參數是：混合氣體保護（80%Ar+20%CO2），氣體流量15L/min。

（3）焊接工藝參數、操作

焊接層次 焊絲直徑（mm） 焊接電流（A） 電弧電壓（V） 焊接速度（m/h） 氣體流量L/min

打底焊 1.2 100-110 22 20-22 15-20

填充焊 1.2 130-150 22 20-22 15-20

蓋面焊 1.2 130-140 22-24 20-22 15-20

打底焊 ?V形坡口立焊打底，采用小規范、短弧焊接，采用向下立焊法，如下圖，焊槍向下傾斜一定角度，利用CO2氣體承托熔化金屬。采用直線運絲法，自上而下勻速移動，控制電弧在熔敷金屬的前方，不使熔敷金屬下墜，保證背面有良好的成形。

向下立焊焊槍角度

填充焊 ?為保證焊縫有一定熔深，采用向上立焊。如下圖，操作時，焊槍傾斜一定角度，焊絲與焊接方向保持在90±10°。焊絲采用橫向擺動運絲法，在均勻擺動前提下，快速向前移動。如果要求較大熔寬時，采用月牙擺動。擺動時，中間快速移動，焊道兩側稍作停頓，以防咬邊。填充焊最后一層焊接時，使焊道低于母材1.5-2 mm ，不允許熔化破口的棱邊。

蓋面焊 ?施焊蓋面層焊縫時，應適當調整焊接電流和焊接速度，采用向上彎曲月牙形運絲法。運絲時中間快，兩側稍停留片刻，并保持熔化坡口邊緣0.5-2.5mm，避免產生咬邊和焊縫余高過大。

向上立焊時焊槍橫向擺動運絲法

a）小幅擺動b） 月牙形擺動c）不推薦的月牙形下彎擺動

4 注意事項

（1）采用與v形坡口對接平焊相同的試件及試件裝配要求進行定位焊，預置反變形量3°-4°，然后按立焊位固定在焊接架上，距離地面800-900 mm高度。

（2）采用向下立焊法焊接第一層（打底層），焊絲采用直線運絲法;第二層以后采用向上立焊﹑月牙形擺動運絲法。施焊蓋面焊縫時，要避免出現咬邊和焊縫余高過大。

（3）焊接各層之間要清理焊渣、飛濺，漏出金屬光澤。

5 結論

本焊接工藝中打底焊采用向下立焊是比較理想的焊接工藝，利于背面成型，較傳統向上立焊法大大減少了焊接缺陷。焊接操作人員只要按照上述內容，精心制作試板，嚴格執行焊接工藝參數，注意焊接過程注意事項，就能焊出合格的試件。故而此工藝方法可以推廣使用。

參考文獻：

[1]李亞江、王娟《氣體保護焊工藝及應用》 [M]化學工業出版社2009.9。

[2]全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會《承壓設備焊接工程師培訓教材》[M]云南科技出版社2004.8。

[3]高忠民《熔化極氣體保護焊》[M]金盾出版社2013.02.01。

[4]沈言錦《焊接技術基礎》[M]機械工業出版社2018.11.01。

[5]勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫《焊工》[M]中國勞動社會保障出版社2003.12。

3978500589243