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埋弧自动焊工艺守则

文件编号：

CY/QG03-21-2003

编制：

审核：

标准化：

会签：

批准：

常州液压成套设备厂有限公司

二００三年一月

埋弧自动焊工艺守则

1引用标准：

SL36　　　　水工金属结构焊接通用技术条件

GB/T699　　优质碳素结构钢技术条件

GB/T986　　埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸

GB700　　　碳素结构钢

GB/T324　　焊缝符号表示方法

GB1300　　焊接用钢丝

GB5293　　碳素钢埋弧用焊剂

2应用范围：

2.1本守则适用于母材为中碳钢及碳钢

2.2本守则适用于液压启闭机产品油压缸、气缸等或直径大于250mm的无缝管与无缝管、元钢与无缝管、元钢与元钢、法兰中间套与无缝管的对接环缝、套接环缝或角焊环缝

2.3本守则适用于埋弧自动平焊

3所需设备

3.1MZ1-1000A型埋弧焊机

3.2工件转台、电磁无节调速器

3.3焊机头工作台（具有三维移动调节功能）

3.4焊剂烘干机（可用焊条烘箱代）

3.5工件预热设备LCD-220-32型履带式陶瓷加热垫、保温棉、LWK-90X220-A温控仪、自动控制加热温度（火焰加热设备）

3.6焊剂分粒回收装置（网筛）

4焊接件坡口形式及尺寸

4.1无缝管与无缝管、无缝管与法兰拼接见图表4.1

说明：

1.代号含义：

Φ1—待焊管内径　　　　　Φ2—待焊管外径

t—钝边厚　　b1—坡口尺寸　　α—坡口角　　β—坡口斜角

（以下坡口尺寸代号类同）

2.为节约焊材，坡口上口宽b控制尺寸如附表

附表4.1

＜25

25-30

35-50

50-80

80-100

100-150

20-22

22-25

25-28

28-32

32-35

35-40

3.坡口两侧应各光出长度＞3δ（100-120）Ra6.3以便于探伤

4.2法兰（中间套）与筒体套接，其坡口及尺寸参数见图表4.2

说明：

1.角焊缝尺寸，表中所注参数为一般角焊缝尺寸，对于重要零件，需经焊缝强度计算标注

2.其端面环缝用手工电弧焊或混合气保护焊（MAG）。

3.焊脚高H及Φ5尺寸应不影响法兰螺孔（应与螺孔边缘留有5-10mm距离）

4.角焊缝斜度tgΦ-1=H/L＝（38°～42°）

4.3元钢与无缝管对接及其它拼接，焊接坡口形式及尺寸参数见图表4.3

4.4坡口技术条件

4.4.1被焊件端面应加工，以利施焊中轴向定位

4.4.2对接坡口两侧各100-120应光出达Ra6.3，以利探伤，其它坡口离焊根距离1.5δ（30-60）应车光达除锈标准

4.4.3元钢与元钢对接（直径大于Φ300）坡口深δ＜25的坡口参数参照图表4.1中的序号5。

4.4.4法兰与筒体套接，其内侧孔倒角1.5x45°～3x45°

中间套与筒体套接，其内孔倒角1.5x45°～3x45°

有结构限制的除外

4.4.5为便于测量、复查坡口加工尺寸，以角度换算长度尺寸，其各类坡口底宽、上口宽参见下图尺寸

A型坡口b2＝（Φ4-Φ3）/2*tgα/2+b1/2b/2=（Φ2-Φ4）/2*tgβ+b2

B型坡口b/2=b1/2+（Φ2-Φ3）/2*tgα/2

C型坡口b2=b1+（Φ4-Φ5）/2*tgα/2b3=L-l+b1+b2+（Φ2-Φ4）/2*tgβ

D型坡口b2=（Φ4-Φ1）/2*tgα/2b/2=b2+（Φ2-Φ4）/2*tgβ

ABCD

5埋弧焊用焊丝、焊剂的选配

5.1焊丝、焊剂选配要根据被焊母材机械性能要求，通常有两种匹配原则：

一是等强匹配，也就是焊缝的机械性能达到母材的机械性能，包括强度极限、屈服极限、延伸率、硬度等。

二是低强匹配，也就是焊缝的屈服极限、延伸率达到母材要求，而强度极限、硬度达不到母材要求，由焊接工艺评定结果结合本厂产品特点，通常选用低强度匹配，埋弧焊用焊丝、焊剂匹配见下表

表5.1

钢号

强度关系

焊剂

焊丝

简要说明

Q235

Q275

等强

HJ431

H08A、SJ501

H08MnA

可用于焊缝尺寸、强度足够的法兰与筒体的焊接

等强

HJ431

H08MnA、SJ501

35、45

低强

HJ431

H08MnA

用于液压启闭机缸筒、活塞杆、拉杆焊接，此匹配经几次工艺试验，焊缝σS≥母材的σS

35、45

等强

HJ350

HJ431

H10Mn2

可用于重要的工业缸焊接，但应做工艺评定后选用

16Mn

Q345

等强

SJ503

SJ301

H08MnM0A

H08MnSi

5.2与45钢低强匹配焊接的有关机械性能见表5.2

母材、焊缝机械性能表5.2

焊接材料

抗拉强度

σb（N/mm2）

σs（N/mm2）

冲击值

（CJ/cm2）

备注

45#（正火态）

600

355

39Ak/J

母材机械性能

45#正火态

焊丝H08MnA

焊剂HJ431

454~568⑴

502~556⑵

348~423⑴

390~443⑵

135~172

⑴沿环状缝试件

⑵垂直焊缝试件

5.3焊丝直径选用

不同焊丝直径，其熔池大小不同，选用焊丝直径应根据工件直径、坡口尺寸选用，焊丝直径与工件直径、坡口底宽b1关系见表4.1及表5.3

焊丝（d）

工件

3.2

说明

工件直径

250-300

300-500

500-650

＞650

本焊丝代号为H08MnA

坡口底宽

5-6

6-7

7-8

8-9

小直径焊丝可以用于大直径工件焊接，但不能充分发挥焊接效益。

大直径焊丝不能用于小直径工件焊接，否则会产生坡口咬边、挂流成埂，影响焊缝质量。

锈蚀焊丝不可用，必须经除锈方可使用。

6焊前准备：

焊前准备工作关系到焊接质量。

6.1检查焊丝的牌号、材质是否符合，焊丝是否锈蚀，锈蚀要除锈方可使用。

焊丝盘绕是否整齐。

6.2按焊剂烘焙要求进行烘焙，彻底清除水份。

6.2.1产品常用焊剂的烘焙温度、时间见表6.2

表6.2

焊剂

项目

HJ431　HJ430HJ330

SJ101

SJ201　SJ501

SJ301　SJ302

烘焙温度（℃）

250

300～350

保温时间（h）

选用电流种类

交直流

直流

焊剂粒度（mm）

2.5～0.45

2～0.28

6.2.2焊剂烘焙方法可以选择下列三种方法加热：

6.2.2.1使用YJJ-A系列焊剂烘干机可对焊剂进行远红外线加热自动控温，连续进料和出料，焊剂烘干均匀。

6.2.2.2铁皮盘堆放厚50-60mm在电焊条烘箱内进行烘干。

6.2.2.3可散堆在回火炉中进行烘干

6.2.3购进的焊剂应放置离地面的木板上，以防吸潮。

6.2.4焊剂在搬运中要轻拿轻放，堆高不超过3层，以防破坏粒度。

6.2.5回收焊剂应分粒、去渣，随回收，随使用。

6.3焊件组装：

6.3.1焊件装于工件转胎上，插止口组装，装配定位精度H10/f9，无止口对接，其错位＜2mm，全长度内直线度用Φ0.6钢丝同方向管体母线拉直，调节工件转胎上的滚轮水平两个位置达到全程直度要求。

6.3.2套接两端法兰，长度上应留加工余量3-5mm，并注意是否有孔位要求。

6.3.3转胎驱动滚轮、支承滚轮尽可能支承在工件的支承挡。

6.3.4调节好轴向支承定位装置，并予以固定（认证工件转向）

6.4工件预热：

中碳钢具有较高的淬硬倾向，在冷焊时，热影响区极易形成马氏体组织，焊前通常要求预热100℃～200℃，但由于埋弧焊的热输入特性，特别是环焊缝的热处理效应（循环均匀加热，焊道预热保温等作用）。

工件预热温度可较手工焊低，工件预热温度一是由含碳量确定。

二是根据工件厚度确定。

6.4.1液压缸、气缸焊接工件预热见表6.3

表6.3

壁　厚mm

＜25

25～40

40～60

60～80

＞80

预热温度℃

100

100～150

150～200

200～250

250

6.4.2预热方法：

工件预热可以根据工厂条件任选下列一种。

1.采用LCD－220－32型履带式陶瓷加热垫，上覆盖保温被，并用LWK－9×220型温度仪自动控制加温保温。

2.用中性（弱碳化）火焰加热（工件转动）

6.4.3工件预热中，无缝管两端应用石棉堵封，起减少散热、保温作用

6.4.4预热达要求后随即进行定位焊，埋弧焊

由于调整焊丝位需时间，预热加温可高于表6.3中加热温度50℃。

6.5坡口（焊缝两侧20mm范围内）彻底清除锈、油、水（经预热加温可达到除油水）

7焊接

7.1焊接电流

7.1.1电流极性：

埋弧焊采用直流反接法即工件接负极

7.1.2工件搭电，采用负极，电缆用M16螺栓紧固于14号槽钢，中（下）部槽钢倾斜搭在工件外元上。

7.2定位焊：

　工件预热后随即进行定位焊。

7.2.1定位焊：

法兰焊于内侧，中间套只需焊任一侧。

7.2.2定位焊可用手工焊，焊条应与母材匹配（见手工电弧焊工艺手则），也可用混合气体保护焊（MAG）

7.2.3定位焊长20-30mm，焊厚≤3mm，不宜过厚，且在圆周上基本均布，定位焊点数4-8点。

7.3埋弧自动焊工艺参数选择

7.3.1焊接电流：

焊接电流与焊丝直径、工件直径及坡口形状尺寸有关。

7.3.2为发挥焊接效益，根据工件直径选择焊丝直径，焊丝直径确定后，其焊接电流值范围也确定，一般为A=80d～120d。

焊丝直径与焊接电流关系见下表7.3.2

焊接电流与焊丝直径的关系表7.3.2

焊丝直d

（mm）

3.2

说明

焊接电流A

250-350

320-500

400-600

480-700

焊丝为H08MnA

环焊缝

7.3.3焊丝直径选定后，不同工件直径，其焊接电流也不同，工件直径大，焊接电流可选大值，工件直径小，焊接电流选小值。

工件直径与电流关系见下表7.3.3

焊接电流与工件直径的关系表7.3.3

工件直径

焊丝

直径

项目

250-300

300-500

500-650

>650

3.2

电流

260-320

320-480

420-580

520-700

说明

焊丝牌号H08MnA，工件35、45无缝管，焊剂HJ431

低强匹配焊接

7.3.4焊接电流大小与坡口形状尺寸有关：

坡口形状尺寸，特别是坡口底宽b1，第一坡口角，钝边厚度将影响第一、二层道埋弧焊电流值的选择。

当d+1＜b1≤d+2时，焊接电流取表7.3.3中的焊丝电流的下限值，否则将会产生咬边

当b1＞d+2时，焊接电流取表7.3.3中的焊丝电流的上限值，否则将会与侧边熔合不好。

是指钝边厚t≥1.2d，且圆周均匀，不用手工打底焊的正常情况，如用手工焊打底，可直接取焊接电流中的上限值。

第一坡口角α＜65°，焊接电流取小值；α≥70°，焊接电流可取中间值。

当坡口钝边t＜1.2d或t＞1.2d且圆周不均匀，应手工焊打底焊，再用埋弧自动焊。

7.4电弧电压值

本产品埋弧焊熔池是在圆弧面上，在焊接过程中，始终必

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