CO2气体保护焊接方案.docx

CO2气体保护焊接方案.docx

《CO2气体保护焊接方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CO2气体保护焊接方案.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

CO2气体保护焊接方案

一、概述：

CO2气体保护焊是20世纪50年代发展起来的一种焊接技术，根据自动化程度分为自动焊接和半自动焊接两种，目前它已发展为一种重要的熔化焊接技术。

在建筑钢结构中CO2气体保护焊主要是半自动气体保护焊。

随着我国钢结构工程的发展，半自动CO2气体保护焊逐步成为受人欢迎的焊接方法。

二、CO2气体保护焊的特点：

1、焊接出本低。

半自动CO2气体保护焊其成本只为手工电弧焊和埋弧焊的40%~50%。

2、生产效率高。

半自动CO2气体保护焊的穿透能力强，熔深比手工电弧焊大，熔敷速度快，可减少焊接层数，生产效率是手工焊的1~4倍。

3、抗锈蚀能力强、抗裂性好。

CO2气体保护焊熔渣少，电弧气氛中的含氢量较易控制，可减少发生冷裂纹倾向。

4、明焊弧。

CO2气体保护焊电弧可见，能观察到焊接的全过程，容易操作，可进行全方位焊接。

5、焊接变形量小。

CO2气体保护焊的电弧热量较集中，焊接速度快，熔池小，气体对焊缝区有冷却作用，热影响区较窄，使得构件焊后变形小。

三、工艺原理：

CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体的熔化电极电弧焊，CO2气体通过喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部气体保护层，使溶滴及溶池与空气机械地隔离开来，从而保证焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。

四、适用范围：

本方案只适用于425化工原料罐区（三）各种低碳钢和低合金钢结构半自动CO2气体保护焊的焊接。

五、材料与机具：

材料与机具见图表一：

名称

规格型号

备注

CO2气体

纯度≥99.9%；含水量≤0.005%

焊丝

H08Mn2SiA

也可根据具体情况确定规格、型号

CO2焊机

NBC-500

六、焊接工艺：

1、焊接工艺流程见图表二

图表二CO2气体保护焊焊接工艺流程图

2、施工准备

2.1焊接材料检验

2.1.1焊接材料的合格证、检验报告等材质证明书齐全。

焊接材料的种类、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

2.1.2焊丝包装完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应不适应。

2.1.3CO2气体纯度应不低于99.9%（体积比）；含水量应低于0.005%（重量比），瓶内高压低于1MPa时应停止使用。

2.1.4焊丝等焊接材料与母材的性能匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》的规定。

2.1.5实心焊丝及熔嘴导管应无油污、锈蚀、镀铜层应完好无损。

2.2焊接工艺评定

根据JGJ81-2002规程的要求，进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺（已报审）。

2.3焊工考试

所有焊工进入施工现场前，必须进行现场考试，考试合格后方可施焊。

经现场审核合格的焊工，根据其合格证所列项目及现场实际需要安排考试，考试合格后，发给相应的上岗证；且只能在自己考试合格项目范围内施焊。

2.4焊缝坡口检查

焊缝的坡口形式、位置、间隙等符合设计和规范要求；坡口表面不得有台阶；禁止在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物，焊接前应复查焊接构件接头质量和焊缝区的处理情况，坡口表面及两侧各50mm区域内应清除水、锈、油污等杂物，当不符合要求时，应经修整合格后方可施焊。

3、现场焊接

3.1焊接参数的选择

焊接参数的选择对焊接质量、效率影响很大，应根据构件接头形式、板厚及空间位置，选定焊丝直径、过渡形式、电源极性及焊接电流，然后选取与之相匹配的电弧电压、焊速、焊丝干伸长及气体流量。

最佳的焊接参数应能满足焊接过程稳定、飞溅最小、焊缝成形美观、应无气孔、裂纹及咬边等缺陷，对要求焊透的焊缝应能保证焊透质量要求，并应具有最高的生产效率。

3.1.1焊丝直径

焊丝直径对焊接过程的稳定性、金属飞溅及熔滴过渡等均有较明显的影响，焊丝直径应根据工件厚度、施焊位置及生产效率等因素来确定。

焊丝直径一般为0.8-1.6mm范围。

3.1.2焊丝伸出长度

焊丝伸出长度:

CO2气体保护焊焊丝伸出长度可按下列经验公式计算：

L≈10dL—为焊丝干伸长（mm）d—为焊丝直径（mm）。

焊丝伸出长度过大，焊丝容易发生过热而熔断，喷嘴至工件距离过大，保护效果变差，飞溅严重，焊接过程不稳定。

焊丝伸出长度过小，喷嘴至工件距离变小，飞溅易堵塞喷嘴。

3.1.3焊接电流、电弧电压

焊接时，电流表和电压表上的数值是焊接电流和电弧电压的有效值而不是瞬时值。

适合一定直径焊丝的电流具有一定的调节范围。

电弧电压的大小决定电弧弧长和熔滴过渡形式，它对焊缝成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的力学性能都有较大影响，确定电弧电压的数值，应考虑电弧电压与焊接电流的匹配关系，才能获得稳定的焊接过程。

CO2焊适用的焊接电流和电弧电压如图表三：

图表三焊接电流和电弧电压关系图

3.1.4气体流量

CO2气体保护焊气体流量应按焊接电流，焊丝干伸长及喷嘴直径等来选择，一般为5-20升/分。

焊接电流大，焊接速度快，焊丝干伸出长度大或室外作业等情况下，气体流量应加大，以使保护气体有足够的挺度，加强保护效果但气体流量不宜过大，以免将外界空气卷入焊接区，降低保护效果。

3.1.5电弧极性

CO2焊主要采用直流反接，这样电弧稳定，飞溅小。

3.2焊接顺序：

3.2.1平面内焊接：

按照结构对称、节点对称和全方位对称焊接的原则。

焊接时应根据结构体形特点选择若干基准柱或基准节间，由此开始焊接主梁和柱之间的焊缝，然后向四周扩展施焊，以避免收缩变形向一个方向积累。

3.2.2竖直面焊接：

一节柱各层梁安装好后应先焊上层梁后焊下层梁，以使框架稳固，便于施工。

3.2.3柱与梁节点上对称的两根梁应同时施焊，而一根梁的两端不得同时施焊，须焊接完一端并冷却后方可焊接另一端。

3.2.4全焊接节点：

先焊下翼缘，再焊上翼缘，后焊腹板。

3.2.5栓、焊混合节点：

先用高强螺栓连接，再焊下翼缘，后焊上翼缘。

3.2.6为控制焊接变形，应根据构件的形式，采用分段焊，综合对称施焊跳焊等措施加以控制。

4、焊接一般规定

4.1焊接作业区风速超过2m/s时，应采取防风措施。

4.2焊接作业区域的相对湿度超过90%时，停止施焊。

当焊接表面潮湿时，应加热去湿除潮。

遇雨天或雪天停止焊接，环境温度低于零度时，应按规定采取预热。

4.3引弧板、引出板、垫板要求：

4.3.1严禁在承受动载荷且需经疲劳构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊焊接夹具：

4.3.2不应在焊缝以外的母材上打火、引弧：

4.3.3T型接头、十字接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须设置引弧板和引出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形式与被焊焊缝相同，禁止使用其他材质的材料充当引弧板和引出板：

4.3.4焊缝引出长度应大于25mm。

其引弧板和引出板宽度应大于50mm，长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm，厚度应不小于6mm：

4.3.5焊接完后，用火焰切割去除引弧板和引出板，不得用锤击落引弧板和引出板，清理焊缝表面及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量，检查合格后方可进入下道工序。

4.4多层焊的施焊规定：

厚板多层焊接应连续施焊，第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满焊道，每一道焊道焊接完成后应及时清理焊渣和表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。

在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的上下限符合焊接工艺文件的要求。

5、CO2气体保护焊在施焊过程中容易出现的缺陷

5.1气孔

5.1.1气孔的特点：

气孔是焊接时熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留在焊缝金属中所形成的空穴，是CO2气保焊时常见的也是主要的一种焊接缺陷。

其形状有球形、椭圆形、旋风形和蠕虫形等。

在焊缝内部的称内部气孔，露在焊缝表面的称外部气孔。

气孔的大小不等，有时是单个存在，有时是密集在一起或是沿焊缝连续分布。

常见的有氢气孔、氮气孔、一氧化碳气孔等。

5.1.2气孔的危害：

气孔是体积性缺陷，对焊缝的性能影响很大。

其危害主要是会降低焊缝的致密性，减少焊缝的有效工作截面积，致使焊接接头的承载能力下降。

因为这些缺陷占据了焊缝金属一定的体积，使焊缝的有效工作截面积减小，因而也就相应降低了焊缝的力学性能，使焊缝的塑性，特别是弯曲性能和冲击韧度降低得更多。

如果气孔穿透焊缝表面，特别是穿透接触介质的焊缝表面，介质积存在孔穴内，当介质有腐蚀性时，将形成集中腐蚀，孔穴逐渐变深、变大，以至腐蚀穿孔而泄漏。

从而破坏了焊缝的致密性，严重时会由此而引起整个金属结构的破坏。

所以，防止焊缝中产生气孔、保证焊缝的焊接质量，是非常值得注意的问题。

5.2焊接飞溅

5.2.1飞溅的特点：

焊接飞溅的特点主要表现为：

高温铁溶液以点滴状、线段壮的形式向外飞溅而出。

5.2.2飞溅的危害主要表现为：

可能会烧（烫）伤焊工的皮肤；可能会引起火灾；飞溅物落到焊缝周围母材的表面，使其表面质量下降；焊后若不及时清理，会吸收空气中的水分、附着尘土等，加快金属腐蚀；会带走部分金属和能量，造成金属材料和能源的资源浪费；焊后清理工作量加大。

七、焊缝质量检查：

本方案的质量检查与验收应按GB50205-95《钢结构工程质量检验评定标准》进行检查及验收；焊缝外形尺寸应符合现行国家标准《钢结构焊缝外形尺寸》的规定；焊接接头内部缺陷分级应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定；焊缝外观质量应符合GB50205-95二级的规定。

1、焊缝外观质量检验标准：

1.1所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查；

1.2外观检查一般用目测，裂纹的检查应辅以5倍的放大镜在合适的光照条件下进行，必要时可采用磁粉探伤，尺寸的测量采用量具和卡规；

1.3焊缝外观检测标准：

一级焊缝外观不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良等缺陷，一级焊缝和二级焊缝不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷；

二级焊缝和三级焊缝的外观质量应满足图表四相关要求：

图表四二级、三级焊缝的外观质量要求

焊缝的焊脚尺寸符合图表五的规定：

图表五焊缝的焊脚尺寸

焊缝的余高及错边符合图表六的规定：

图表六焊缝的余高及错边

2、焊缝内部缺陷的检测：

2.1焊缝内部缺陷的检测采用无损检测方法。

根据设计图纸要求全熔透的二级焊缝，应进行超声波探伤检查，抽检比例应不小于20%，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345）B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上；

2.2超声波检查应做详细记录，并写出检查报告。

2.3经检查发现的焊缝不合格部位，必须进行返修。

并应按同样的焊接工艺进行补焊，再用同样的方法进行质量检查。

2.3当焊缝有裂纹、未焊透和超标准的夹渣、气孔时，必须将缺陷清除后重焊。

清除可用碳弧气刨或气割进行。

2.4焊缝出现裂纹时，应由焊接技术负责人主持进行原因分析，制定出措施后方可返修。

当裂纹界限清楚时，应从裂纹两端加长50mm处开始，沿裂纹全长进行清除后再焊接。

2.5低合金结构钢焊缝返修，在同一处返修次数不得超过2次。

对经过2次返修仍不合格的焊缝，否则要更换母材，或由责任工程师会同设计和专业质量检验部门协商处理。

应会同设计或有关部门研究处理。

八、焊接质量控制：

1．焊工应持有相应的合格证，保证持证上岗。

2．所有质量活动都应在质量保证体系的控制下进行。

3.严把构件（材料）进场检查质量关，凡进场的钢结构构件、焊接材料等工程材料，必须按设计图纸和规范标准的规定进行检查，发现问题，及时处理完善。

4.严格控制剖口形式、组对间隙、焊接质量和焊接变形，焊接完成后，必须进行全面检查，对变形超标的必须进行矫正处理。

5.严格控制钢柱的垂直度，注意焊接变形对柱垂直度的偏差影响。

6.全熔透二级焊缝的焊接质量必须确保、焊缝按20%进行超声波探伤检测。

对检测出存在缺陷的部位，必须按规范要求处理重焊。

7.雨天施工必须确保施工质量，焊接等必须搭设遮雨棚；焊条必须按规范要求进行烘烤保管、作好焊条收发记录，焊条头回收。

8.焊接工程质量控制流程图见图表七：

图表七焊接工程质量控制流程图

九、安全文明施工：

为确保现场安全文明施工，应遵守现场业主及本公司制定的有关安全规章制度。

同时根据本专业特点，特别应注意以下方面：

1．焊接

1.1工作前需仔细检查焊机、电源线和电焊把线的完好性，如有问题要及时解决。

1.2用砂轮机打磨焊缝时要戴平光眼镜，并稳当操作。

1.3按规定穿戴好劳保鞋、劳保服，避免烫伤。

1.4在容器内施焊，事前分析确认容器内空气成份的适宜性，并配备良好的通风设施和安全照明装置。

1.5清除施焊处周围（部位）的易燃品，避免引起火灾。

1.6对施焊处的设备、电缆、油漆和保温等，应采取隔离措施，以免烧坏。

1.7焊接工作完毕时，将焊条头收拾干净，并送到规定的地方。