造船厂手工电弧焊工艺作业指导书.docx
《造船厂手工电弧焊工艺作业指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《造船厂手工电弧焊工艺作业指导书.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
造船厂手工电弧焊工艺作业指导书
造船厂手工电弧焊工艺作业指导书
一、概述
1、手工电弧焊是应用最广泛的连接金属的焊接方法，其主要原因是它的灵活性，手工电弧焊不论在焊接车间内，还是在野外施工现场均可采用，由于设备简单，移动方便，电缆长，焊把轻巧等特点，既能适用于平焊、立焊、横焊、仰焊等各种空间位置的焊接，又适用于板材和管材的对接、搭接、角接、T型接头等各种接头形式构件的焊接，可以说凡是焊条能达到的任何位置的接头，均可采用手工电弧焊方法连接，特别对于复杂狭小结构，不规则形状的构件以及单件、非定型钢结构制造，由于可以不用辅助工装，变位器、胎夹具等就可以焊接，手工电弧焊优越性显得尤为突出。
2、由于手工电弧焊焊接过程由焊工控制，可以适当调整电弧位置和运条手势，修正焊接规范，保证跟踪接缝和均匀熔透，对焊接接头的装配尺寸要求相对降低，这种要求特别适应于机械化程度不高的预制构件，它是最普遍和最基础的焊接方法。
3、手工电弧焊的可焊金属材料广。
它广泛应用于低碳钢、低合金钢的焊接，它也常用于不锈钢、耐热钢、低温钢等合金结构钢的焊接，铸铁、铜合金、铝合金、镍合金材料的焊接，以及耐磨损、耐腐蚀，耐热的特殊使用要求的构件表面层堆焊。
4、手工电弧焊具有以上三大优点以外，也有它不足之处，主要是熔敷速度低，生产率低（与熔化极气体保护焊，埋弧焊相比）。
接头质量依赖性强，不稳定，焊缝质量在很大程度上依赖焊工的操作技能及现场发挥，甚至于焊工焊接过程中的精神状态也会影响焊接质量，由于手工电弧焊具有效率低，质量不稳定，焊接变形较大等缺点，因此，它的发展必然受到了一定的限制。
二、手工电弧焊电源选择应用
船厂焊接金属材质、焊条类型、焊接结构复杂，焊接电源应为交直流兼顾。
由于焊接工作量大，工作环境较差，所以还要考虑到电源耐用、坚固，便于维修等方面的因素。
船体一般结构用酸性焊条，应采用交流电源，当使用碱性焊条焊接重要结构，如船体大合拢，尾柱铸钢件，有低温要求的船体结构高强钢，重要的受力结构等，应采用直流焊接电源。
注意：
当采用直流电源一般为反接法，即船体结构接电源负极，焊条接电源正极，并防止磁偏吹，特别是构件端部应采用适当的焊条角度和焊接方向加以控制。
所有焊机输出入端线联结应参照说明书执行，严禁乱搭乱接现象。
三、手工电弧焊的辅助设备
除焊接电源外，手工电弧焊辅助设备对焊接质量、效率有直接的影响，常见手工电弧焊辅助设备有如下几种：
1、电焊钳。
又称焊把，电焊钳应具有良好的绝缘性能，在安装电缆线时，需按说明书要求，同时保证电缆线端部氧化物去尽，在紧固螺丝时应拧紧，防止焊钳升温，提高使用寿命。
2、面罩和护目镜。
面罩有盾式（手提式）和盔式（头戴式）两种，护目镜（又叫黑玻璃）常用规格见下表：
色号
7~8
9~10
11~12
颜色浓度
较浅
中等
较深
使用电流范围（A）
<100
100~350
≥350
3、电焊条保温筒。
使用低氢焊条焊接重要结构时，必须配带保温筒，在施工现场逐根取出使用。
低氢焊条应在烘箱中按规定烘干后才能放入保温筒内，严禁用保温筒对焊条直接烘干处理。
4、焊缝接头尺寸检测器。
用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高、缝宽、角焊缝厚度等尺寸。
5、清渣小锤和钢丝刷。
用于除锈、清渣，它们是焊工必备工具之一。
6、气动打渣工具及高速角向砂轮机。
用于焊后清渣，焊缝修整及坡口准备，特别是碳弧气刨后的坡口，必须把表面渗碳层打磨掉。
四、焊接工艺参数选择
1、焊条型号选择：
焊接材料对焊接质量起决定性作用，同时对产品的经济指标生产效率等产生影响，因此，在焊条选择上，必须合理和正确的选用，另外，各国的《钢船建造规范》规定，船体结构所用焊条均由各国船级社认可的工厂制造，所以，焊条型号选择还必须符合每条船所申报的船级社的认可。
根据我厂目前所造船舶、船体结构钢焊接材料按其抗拉强度分为ob≥400Mpa和ob≥490Mpa两个强度级别，每一强度等级又按其低温冲击韧性进一步划分为3个级别。
各个级别以符号1.2.3和1Y.2Y.3Y.表示。
当然，焊材选择遵照原则较多，通用工艺只能参照一般标准。
在具体使用时只能以每条船的原则工艺决定，下表列出我厂常用焊条牌号使用范围：
牌号
类别
新型号（GB）
等级
适用范围
J422
氧化钛钙型
E4303
2
船用A.B级钢材的焊接
J422Fe
铁粉焊条
E4324
2
船用A.B.级钢结构平角焊接
J507
J506
低氢钠型
低氢钾型
E5015
E5016
3Y
船用高强钢（A.B.D.E级）焊接，重要结构的焊接，普通D.E级钢的焊接
A042
不锈钢
E309MoL-16
异材焊接用
A202
不锈钢
E316L-16
化学成分匹配
低碳C-18Cr-12Ni-2.5Mo钢等用
双相不锈钢
E2209-16
化学成分匹配
22Cr双相不锈钢用如UNS1803,合金2205等
2焊条直径选择
焊条直径大小主要取决于焊件厚度，接头形式，焊接位置，焊道层数等因素。
焊件厚度较大时，则应选用较大直径的焊条。
搭焊和T型接头焊缝用的焊条应当大些，平焊时焊条直径也可大些，而立焊、仰焊及横焊，则宜采用小直径焊条。
多层焊的第一层焊缝，为了防止产生未焊透缺陷，在第一层焊缝时，应采用直径Φ3.2~4mm的焊条，另外，材料性质也决定焊条直径的大小，如高强钢，铸钢都宜采用小直径焊条。
下表是焊条直径与板厚关系，仅供参考：
焊件厚度（mm）
≤3
4~12
＞12
焊条直径（mm）
不超过焊件厚度
3~4
≥4
3焊条的合理选用和使用
●焊条的合理选用
在保证焊接结构安全、可靠的前提下，根据钢材的化学成分、力学性能、结构特点和受力状态，焊接结构的工作条件、使用条件，对焊缝金属性能的要求，焊接工艺性能和技术经济效益等，择优采用焊接材料。
选用依据
选用要点
焊接材料的力学性能和化学成分要求
1.对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍高于母材的焊条；
2.对于合金结构钢，通常也要求焊缝金属的力学性能与母材金属相同或相近；
3.在被焊结构刚性大、接头应力高、焊缝容易产生裂纹的不利情况，可考虑选用比母材强度低一级的焊条；
4.当母材中碳及硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊条
焊件的使用性能和工作条件要求
1．对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条；
2．接触腐蚀介质的焊件，应根据腐蚀介质的性质及腐蚀特征，选用相应的不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条；
3.在高温或低温条件下工作的焊件，用选用相应的耐热钢或低温钢焊条
焊件的结构特点和受力状态
1.对结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大的应力，容易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊条；
2.对焊接部位难以清除干净的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的氧化性较强的酸性焊条；
3.对条件限制不能翻转的构件，有些焊缝处于非平焊位置，应选择全位置焊接的焊条
施工条件及设备
1.在没有直流电源，而焊接结构有要求必须使用低氢焊条的场合，应选用交直流两用低氢焊条；
2.在狭小或通风条件差的场合，选用酸性焊条或低尘焊条；
操作工艺性能
在满足产品性能要求的条件下，尽可能选用工艺性能好的酸性焊条
经济效益
在满足使用性能和操作工艺性能的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条
●焊条的合理使用：
在焊接施工中，为了合理使用电焊条，保证产品质量，节约人力物力，必须注意下列几项：
i.一根焊条尽可能一次焊完，焊条残头有药皮部分的长度一般应小于20mm.如果一根焊条分几次焊完，则焊缝接头增多，质量容易降低（一般引弧和弧坑处较易产生缺陷），且影响整条焊缝的美观。
ii.按照规定的焊缝尺寸进行焊接。
焊缝尺寸过大，不仅对强度没有好处，而且容易变形大，浪费工时和材料。
但焊缝尺寸过小，则强度不足，不能保证结构在工作中的可靠性。
iii.正确选用电流极性和电流强度。
低氢型焊条应直流反极性焊接。
焊接电流过小，容易产生焊不透或夹渣，电流过大则会使焊条发红，严重时焊缝会产生气孔。
iv.使用前，焊条在一定温度下进行烘焙。
酸性焊条可在100~150℃下烘1~2
小时；碱性焊条用前必须切实烘干，烘干温度比酸性焊条高，一般要在200~300℃下烘2小时。
强度等级越高的焊条，其烘焙温度也要越高。
烘焙的焊条应放在电热恒温干燥箱内逐渐升温，不能直接放入已升温的箱内烘烤，特别是保管不善严重受潮的焊条，会因骤然受高温，水分来不及蒸发而突然膨胀，使焊条药皮破裂。
经过烘焙的焊条应随用随取，取用的焊条应放在焊工专用的保温筒内。
露天操作时，隔夜必须将焊条妥善保管，不允许放在露天下。
为用完的低氢型焊条次日还要重新烘焙。
4焊接电流选择
焊接电流的大小，主要根据焊条类型，焊条直径，焊件厚度以及接头形式，焊缝位置，焊道层数，操作技术等因素确定，碱性低氢性焊条比酸性焊条。
焊件厚度的增加，熔池散热条件较好，为保证熔池温度可适当增加电流。
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，造成药皮松散脱落，影响焊接质量（如焊条后半部易产生气孔，熔合不良等缺陷），因此，焊接电流应适当减小。
下表是我厂常用焊条在焊接工艺认可试验中电流，供焊工在实际操作中参照执行：
焊条直径
（mm）
焊条牌号
焊缝空间位置电流（A）
平焊
平角焊
立（角）焊
横焊
仰（角）焊
Φ3.2
J422
120~130
130~135
90~120
100~120
100~120
Φ4
J422
170~180
180~190
130~160
140~160
140~160
Φ5
J422
230~240
240~250
-
-
-
Φ4
J421Fe
200~220
220~230
-
-
-
Φ5
J421Fe
220~240
240~250
-
-
-
Φ3.2
J507
100~110
110~120
90~110
90~110
90~120
Φ4
J507
150~160
160~170
120~140
120~140
120~130
5焊道层数
由于手工电弧焊熔透一般在3mm以下，焊肉厚度也在3~5mm之间，船舶规范也明确规定板厚t≥6mm，对接缝需开坡口，都应采取多层焊，特别是用碱性低氢焊条施焊重要结构时，更应采取多层多道焊，焊道宽度应小于3倍的焊条直径。
焊缝层数道数多些，有利于提高焊缝金属的塑性、韧性。
但层数过多，焊件变形倾向亦增大，这在坡口设计和焊接程序方面给予综合考虑后确定。
6电源极性及电弧长度
电源极性分直流和交流。
直流电源的电弧稳定，飞溅少，焊接质量好，因此重要结构的焊接或厚度大、刚性强的结构焊接应采用直流弧焊电源，碱性焊条和碳弧气刨都需采用直流反接法。
对于酸性焊条，宜采用直流正接（特别是薄板焊接）。
电弧长度的控制，在使用碱性焊条时，应特别加以重视，因在引弧时，电弧的保护气体未能有效形成，因此长弧焊必定产生密集性气孔，另外，长弧焊对构件变形控制也是不利的。
宜采用短弧焊接。
五、定位焊
船体结构制造过程中，几乎所有零件均先通过点固焊（定位焊）进行组装，然后再焊成一体。
定位焊的质量，将直接影响焊缝质量乃至整个产品质量，因此，应给予足够的重视。
凡是从事定位焊的施工人员，必须持有相应级别的焊工操作证。
1、定位
升级会员 