焊接工艺守则

  焊接守则手工电弧焊焊接工艺守则
之一：工艺总则
一．  目的：焊接结构的焊接效果受许多方面的影响，达到良好的焊接效果是保证整个产品质量的前提，为规范我公司焊接生产及焊工焊接操作，特制定本工艺守则。
二．  适用范围：本工艺守则适用于以下钢种的手工电弧焊焊接。
1．  Q235钢；
2．  45钢；
3．  18-8系列奥氏体不锈钢。
三．  焊接设备
1．  手工电弧焊采用的电源为弧焊变压器，型号有两种：BX1-330型和BX6-315-1型。
2．  采用的电焊钳分两种规格：300A和500A。
3．  面罩和护目镜。
四．  焊接材料
1．  焊接Q235和45钢时采用结构钢焊条，牌号为结422，也称作J422；
2．  焊接18-8系列奥氏体不锈钢采用A102焊条。
五．  焊前准备
1．  焊条烘干：焊条烘干的目的是去除受潮涂层中的水分，以便减少焊接熔池及焊缝中的氢，防止产生气孔和冷裂纹。烘干焊条要严格按照规定的工艺参数进行，烘干温度不可过高或过低。烘干温度过高时，涂层中的某些成分会发生分解，降低机械保护的效果；烘干温度过低或烘干时间不够时，则受潮涂层的水分去除不彻底，仍会产生气孔和延迟裂纹。一般情况下，低氢碱性焊条在施焊前的烘干温度为350~450°C，保温时间为2h，烘干后放在100~150°C的恒温箱内，随用随取。取出后放在焊条保温筒中。低氢焊条一般在常温下超过4h即应重新烘干，但重复烘干次数不宜超过3次。对于我公司常用的酸性J422焊条、A102焊条一般可不烘干，但要焊接重要结构时应经150~200°C烘干1~2h。
2．  焊前清理：用碱性焊条焊接时，工件坡口及两侧各20mm范围内的锈、水、油污、油漆等必须清除干净。这对防止气孔和延迟裂纹的产生有重要作用。用酸性焊条焊接时，一般也应清理，但如果被焊工件的锈不严重，且对焊缝质量要求不高时，也可以不进行除锈而直接焊接。焊前清理分机械清理和化学清理，机械清理使用钢丝刷除锈，化学清理采用碱液除油除污。
3．  组装工件：组对工件时，除保证焊件结构的形状和尺寸外，要按工艺规定在接缝处留出根部间隙和反变形量，将对接的两工件组对平齐，使错边量不大于允许值。然后按规定的定位焊位置和尺寸进行定位焊。一般情况下，定位焊使用的焊条应和正式焊接所用的焊条相同，不能用受潮、脱皮或不知型号的焊条，也不能用焊条头代替。双面焊反面清根的焊缝，如果可能，定位焊道应放在反面；形状对称的构件，定位焊道应对称排列；构件上有交叉焊缝的地方，不应有定位焊缝，定位焊道应至少离开交叉点50mm。对于定位焊的工艺方面的要求是，由于定位焊道短，冷却快，所以其所需焊接电流应比正常焊接时的电流大15%~20%，且定位焊缝的两头应平滑，以防止正式焊接时造成未焊透或裂纹；定位焊缝不应有明显的裂纹、夹渣等缺陷；对于刚性较大的构件或有裂纹倾向的构件，应采取必要的热处理措施，以防定位焊缝产生裂纹，这要根据具体工件的具体焊接工艺进行操作；在满足装配强度要求的前提下，定位焊缝尺寸应尽可能小一些，这可以通过缩小定位焊缝间距的方法来减小定位焊缝的尺寸。
4．  预热工件：对于刚性不大的低碳钢和强度级别较低的低合金高强度钢的一般结构，一般不必预热。但对刚性大的或焊接性差的容易裂的结构，焊前需要预热。预热工艺应视具体的产品而定。预热温度不是越高越好，对于有些钢种，预热温度过高时，接头的延性和韧性可能不合格，劳动条件也将会更加恶化。整体预热通常用各种炉子加热，局部预热一般采用气体火焰加热。
六．  焊接工艺参数
1．  焊条直径：焊条直径大小主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊道层次等因素。焊件厚度较大时，则应选用较大直径的焊条；平焊时，允许使用较大电流进行焊接，焊条直径也可以大些；而立焊、仰焊和横焊，则宜选用较小直径的焊条；多层焊的第一层焊缝，为了防止产生未焊透缺陷，宜采用小直径焊条。焊条直径的选用根据不同产品的工艺而定，未作特别注明的，请参照下表选取：
焊条直径与板厚的关系
焊件厚度(mm)  <4  4~8  >8~12  >12
焊条直径(mm)  板厚  3~4  4~5  5~6
2．  焊接电流：焊接电流的大小，主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素确定。在使用J422结构钢焊条进行平焊时，焊接电流可根据下表初选，对于对焊接电流有特别要求的工件，则需要按具体产品的焊接工艺规定进行电流的选用。
焊条直径
(mm)  1.6  2.0  2.5  3.2  4  5  6
焊接电流
(A)  25~40  40~65  50~80  100~130  160~210  200~270  260~300
立焊、横焊、仰焊时，焊接电流应比平焊电流小10~20%。合金钢焊条、不锈钢焊条，由于电阻大、热膨胀系数高，若电流大则焊接过程中焊条容易发红，造成药皮脱落，影响焊接质量，因此焊接电流应适当减小。
3．  焊缝层数：焊缝层数视焊件厚度而定。中、厚板一般都采用多层焊。焊缝层数多些，有利于提高焊缝金属的塑性、韧性，但层数增加，焊件变形倾向也增加，应按具体工件的具体焊接工艺确定。对于我公司常见的薄板(板厚3mm)焊接，一般都选用单层焊。
4．  电源种类和极性：直流电源的电弧稳定，飞溅少，焊缝质量好，因此重要焊接结构或厚板大刚度结构件的焊接，应采用直流弧焊电源。其余情况下，应优先考虑采用交流弧焊电源。碱性焊条施焊或薄板焊接，应采用直流反接。酸性焊条施焊，宜采用直流正接。
七．  焊接操作技术
1．  引弧：引弧应在焊接部位上进行。引弧点最好选在离焊缝起点10mm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。焊缝连接时，引弧点则应选在前段焊缝的弧坑前方10mm处，电弧引燃后移至弧坑处，待填满弧坑后再继续焊接。
2．  运条：焊接过程中，为了稳定弧长，保持熔池形状，控制焊缝成形，以期获得均匀一致的焊缝，焊条要作必要的运动。这种运动可以分解成三个基本动作。
(1)  沿焊条中心线不断向熔池送进，以稳定弧长。
(2)  焊条沿焊接方向均匀移动。电弧在该方向上的行走速度，即为焊接速度。焊接速度的大小对焊缝成形有着重要影响，应根据焊条直径、电流大小、焊件厚度、装配间隙及焊缝位置等因素正确选择。
(3)  如果需要，可使焊条垂直于焊接方向作某种形式的横向摆动，以获得所需的焊缝宽度。由于焊缝位置、接头形式、焊件厚度、焊条直径及焊接电流的不同，焊条摆动的方法也不同，常用的运条方法有下列几种：往复直线形、锯齿形、月牙形、三角形、环形、8字形。
3．  收弧：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，从而导致弧坑裂纹。常用的收弧方法有：
(1)划圈收弧法；
(2)回焊收弧法；
(3)反复熄弧、引弧法。
4．  各种位置焊接技术：由于焊缝所处的空间位置不尽相同，作用于熔滴、熔池的力也就不同，因此不同位置焊缝的焊接特点亦有所不同。但都有三个共同的要求：
(1)合适的工艺规范；
(2)正确的焊条角度；
(3)适当的运条方法。
焊接操作中，只要仔细观察并控制熔池的形状和大小，并根据熔池变化情况不断地调整焊条角度和运条动作，就能控制焊缝成形，确保焊接质量。各种位置的焊接特点和操作要点详见各《工艺守则分则》。
八．焊接质量的焊工自我检查及应对措施
1．  焊缝的形状尺寸：焊缝与母材之间应平滑过渡，以减小应力集中。焊缝的余高不应太大，一般情况下，工艺文件中未作注明的，平焊焊缝的余高为0~3mm，其余为0~4mm。接头的形状缺陷主要有咬边、焊瘤、烧穿、未焊满和错边。焊缝的形状尺寸偏差属于焊缝的外部缺陷，它位于焊缝的表面，用肉眼或低倍放大镜可以观察、检测出来。工艺上要求：凡是出现这种焊接工人可以发现的且应该发现的外部缺陷，要求焊工做适当的修补，以使焊缝与母材之间达到平滑过渡的目的。
(4)  咬边是焊趾处因焊接而造成的沟槽。咬边产生的原因主要有焊接电流太大、电弧太长、焊接速度太快、运条操作不当等。
(5)  焊瘤是焊接过程中，熔化金属流溢到焊缝之外的未熔化的母材上形成的金属瘤。产生焊瘤的原因主要是焊接规范不当，电流过大，焊速过慢，焊条角度及操作手势不当，焊接位置不利。
(6)  烧穿为焊接电流过大或焊速过慢造成。
2．  焊接接头的连续性：焊接接头应没有超过标准允许的破坏接头连续性的焊接缺陷，包括裂纹、气孔与缩孔、夹杂与夹渣、未熔合与未焊透等。这些缺陷均属于焊缝的内部缺陷，必须借助仪器才能检查出来。对于焊缝接头质量要求高的焊件，如有此类缺陷，必须进行完全的去除和焊补。此类缺陷焊接工人无法进行识别，故对焊工要求只作适当的认识即可。
九．焊后处理
焊后处理包括：
1．  焊后热处理：在一般情况下，焊件的焊后热处理有利于缓和残余应力。对于某些焊件，进行焊接后热对焊缝与焊接接头冷却速度的降低、促进氢的逸出、避免出现硬度升值有利。消除应力热处理对需要焊后进行机械加工且对其精度有严格要求的工件有利。
2．  焊后机械消除应力：用锤尖敲击多层焊的中间焊层，可以减小厚焊缝的收缩应力，防止裂纹产生。但不准对焊缝的根部、表面焊缝及焊缝边缘的母材锤击。