二氧化碳气体保护焊.docx
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二氧化碳气体保护焊
二氧化碳气体保护焊
适用范围：
本工艺适用于钢结构制作与安装二氧化碳气体保护焊焊接工艺。
工艺规定了一般低碳钢、普通低合金钢的二氧化碳气体保护焊的基本要求。
凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件的二氧化碳气体保护焊均应按本工艺规定执行。
一、材料要求
1钢材及焊接材料应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。
如果用其他钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。
2焊丝。
焊丝成分应与母材成分相近，主要考虑碳当量含量，它应具有良好的焊接工艺性能。
焊丝含C量一般要求<0.11%.其表面一般有镀铜等防锈措施。
目前我国常用的CO气体保护焊焊丝是H08Mn2SiA,其化学成分见GB1300-77（表8-1）。
它适用于焊接低碳钢和抗拉强度为500MPa级的低合金结构钢。
H08Mn2SiA焊丝熔敷金属的机械性能详见GB8110-87《二氧化碳气体保护焊用焊丝》。
3CO气体纯度不低于99.5%,含水量和含氧量不超过0.1%,气路系统中应设置干燥器和预热装置。
当压力低于10个大气压时，不得继续使用。
4焊件坡口形式的选择。
要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊材，提高劳动生产率，降低成本。
一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。
5不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差（δ一δ1）不超过表5规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择：
否则应在厚板上作出如表中图示的单面a）或双面削薄b），其削薄长度L≥3（δ一δ1）.
表5
较薄板厚度δ1（mm）
≥2～5
＞5～9
＞9～12
＞12
允许厚度差（δ—δ1）（mm）
1
2
3
4
二、主要机具
1焊接用主要机具有：
电动空压机、柴油发电机、CO焊机、焊接滚轮架。
2工厂加工检验设备、仪器、工具有：
超声波探伤仪、数字温度仪、数字钳形电流表、温湿度仪、焊缝检验尺、磁粉探伤仪、游标卡尺、钢卷尺。
三、作业条件
1焊接区应保持干燥，不得有油、锈和其他污物。
2当焊接区风速过大而影响焊接质量时，应采用挡风装置。
对焊接现场进行有效防护后方可开始焊接。
3施焊前打开气瓶高压阀，将预热器打开，预热10-15分钟，预热后打开低压阀，调到所需批体流量后焊接。
4直径不大于1.2mm时，二氧化碳气体流量一般为6～15L/min为宜。
当选用大电流焊时，焊速提高，室外焊及仰焊时，应采用较大气体流量。
5为保证焊接过程的稳定性，细丝导电嘴孔径一般不大于焊丝直径的0.1～0.25mm，粗丝焊导电嘴孔径一般应不大于焊丝直径的0.20～0.40nim。
送丝软管内的曲率半径不得小于150mm，
6焊丝伸出长度以10倍焊丝直径为宜。
7焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。
8施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。
当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。
焊接连接组装允许偏差值见表8的规定。
表8焊接连接组装允许偏差值
项目
允许偏差
（㎜）
连接示意图
对接间隙
a
±1.0
边缘
高差
（㎜）
4＜t≤8
8＜t≤20
20＜t≤40
t＞40
1.0
2.0
t/10但不大于3.0
t/10但不大于4.0
坡口
坡口角度a
钝边p
±5°
±1.0
搭接
长度L
间隙a
±5.0
1.0
顶接间隙a
1.0
四、施工工艺
（一）工艺流程：
（二）操作工艺：
1焊丝直径的选择。
根据板厚的不同选择不同的直径，为减少杂质含量，尽量选择直径较大的焊丝，见表1。
2焊接电流和电弧电压的选择，见表2.
3典型的短路过渡焊接工艺参数，见表3。
4细颗粒过渡的电流下限值及电弧电压范围，见表4.
51.6焊丝CO半自动焊常用工艺参数，如表5。
6半自动焊时，焊速不超过0.5m/min。
7CO气体保护焊必须采用直流反接。
8重要焊缝要加引弧板、熄弧板，其材质和坡口形式应与焊件相同。
引弧和熄弧焊缝长度应大于或等于25mm。
引弧和熄弧板长度应大于或等于60mm。
引弧和熄弧板应采用气割的方法切除，并修磨平整，不得用锤击落。
9打底焊层高度不超过4mm填充焊时焊枪横向摆动，使焊道表面下凹，且高度低于母材表面1.5～2mm；盖面焊时焊接熔池边缘应超过坡口棱边0.5～1.5mm,防止咬边。
10不应在焊缝以外的母材上打火引弧。
表1焊丝直径的选择
母材厚度
≤4
＞4
焊丝直径
5～1.2
1.0～2.5
表2常用焊接电流和电弧电压的范围
焊丝直径（mm）
短路过渡
细颗粒过渡
电流（A）
电压（V）
电流（A）
电压（V）
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
1.6
2.0
2.5
3.0
30～60
30～70
50～100
70～120
90～150
140～200
16～18
17～19
18～21
18～22
19～23
20～24
160～400
200～500
200～600
300～700
500～800
25～38
26～40
27～40
28～52
32～44
注：
最佳电弧电压有时只有1-2V之差，要仔细调整。
表3不同直径焊丝典型的短路过渡焊接工艺参数
焊丝直径（mm）
φ0.8
φ1.2
φ1.6
焊接电流（A）
100～110
120～135
140～180
电弧电压（V）
18
19
20
表4不同直径焊丝细颗粒过渡的电流下限值及电弧电压范围
焊丝直径（mm）
φ1.2
φ1.6
φ2.0
φ3.0
φ4.0
焊接电流（A）
300
400
500
650
750
电弧电压（V）
34～45
表5φ1.6焊丝CO半自动焊常用工艺参数
熔滴过渡形式
焊接电流（A）
电弧电压（V）
气体流量（L/min）
适用范围
短路过渡
160
22
15-20
全位置焊
细颗粒过渡
400
39
20
平焊
11常用普通低合金结构钢施焊最低温度，可按表6选用。
表6常用普通低合金钢施焊温度
钢号
使用
对象
接头种类
焊接方法
金属厚度
t（mm）
最低的施焊
温度（℃）
12Mn
一、二级重要钢结构
对接
自动焊
t≤25
t＞25
-10
-5
18Nb
16Mn
对接
T型接
手工焊
（碱性焊条）
t≤14
14＜t≤22
22＜t≤30
t＞30
-10
-5
0
+5
16MnCu
14MnNb
15MnV
T型接
（包括搭接）
气体保护焊
手工焊
（碱性焊条）
t≤16
16＜t≤20
t＞20
t≤12
12≤t≤20
t＞20
-10
-5
0
-10
-5
0
15MnTi
十字楼
手工焊
（碱性焊条）
t≤8
8＜t≤16
t＞16
-10
-5
0
12对于非密闭的隐蔽部位，应按施工图的要求进行涂层处理后，方可进行组装；对刨平顶紧的部位，必须经质量部门检验合格后才能施焊。
13焊接工艺参数示例：
（1）焊丝CO2焊全熔透对接接应焊件的焊接工艺参数，见表7。
（2）焊丝CO2焊T型接头贴角焊件的焊接工艺参数，见表8。
表7CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数
板厚
（mm）
焊丝直径
（mm）
接头形式
（mm）
装配间隙
（mm）
层数
焊接参数
备注
焊接电流
（A）
电弧电流
（V）
焊接速度
（m/min）
焊丝外伸长
（mm）
气体流量（l/min）
6
1.2
1.0～1.5
1
270
27
0.55
12～14
10～15
d为焊丝直径
1.6
1.2
2.0
1
0～1
1.6～2.2
1
2
1～2
400～430
190
210
280～300
36～38
19
30
28～30
0.80～0.83
0.25
0.30～0.37
16～22
15
10d但不大于40
15～20
15
16～18
8
1.2
1.6
1～1.5
1
2
2
120～130
130～140
350～380
400～430
26～27
28～30
35～37
36～38
0.3～0.5
0.4～0.5
0.7
12～40
16～22
20
20～25
续表
板厚
（mm）
焊丝
直径
（mm）
接头形式
装配
间隙
（mm）
层数
焊接参数
备注
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊接速度（m/min）
焊丝外伸长
（mm）
气体流量
（I/min）
8
1.6
2.0
2.0
1.9～2.2
1.9～2.2
1.9～2.2
2
2
3
450
350～360
400～420
41
34～36
34～36
0.48
0.40
0.45～0.5
10d但不大于40
10d但不大于40
10d但不大于40
16-18
16
16-18
用钢垫板,单面焊双面成型
采用陡降外特性
采用陡降外特性
8
2.0
1.9～2.2
1
450～460
35～36
0.40～0.47
10d但不大于40
16-18
用钢垫板,单面焊双面成型
续表
板厚
（mm）
焊丝
直径
（mm）
接头形式
装配
间隙
（mm）
层数
焊接参数
备注
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊接速度（m/min）
焊丝外伸长
（mm）
气体流量
（I/min）
8
2．5
1.9～2.2
600～650
41～43
0.40
10d但不大于40
20
用钢垫板,单面焊双面成型
9
1．6
1．6
1.0
0～1.5
1
2
420
340
360
38
33.5
34
0.5
0.45
16～22
15
20
20
—
10
1．2
1．2
1～1.5
2
2
130～140
280～300
300～320
300～320
20～30
30～33
37～39
37～39
0.3～0.5
0.25～0.30
0.70～0.82
0.70～0.82
15
15
20
20
V型坡口
X型坡口
板厚
（mm）
焊丝直径
（mm）
接头形式
（mm）
装配间隙
（mm）
层数
焊接参数
备注
焊接电流
（A）
电弧电流
（V）
焊接速度
（m/min）
焊丝外伸长
（mm）
气体流量（l/min）
10
2.0
600～650
37～38
0.60
10d但不大于40
20
采用陡降外特性
12
1.2
1.6
2.0
0～1.5
1.8～2.2
2
2
2
310
330
400～430
280～300
32
33
36～38
20～30
0.5
0.70
0.27～0.33
15
16～22
10d但不大于40
20
20～26.7
18～20
自动焊或半自动焊均可
16
1.2
3
120～140
300～340
300～340
25～27
33～35
35～37
0.45～0.5
0.30～0.40
0.20～0.30
15
20
V型坡口
16
1.6
2
410
430
34.5
36
1.27
0.45
20
20
X型坡口
16
1.2
1.6
4
4
140～160
260～280
270～290
270～290
400～430
24～26
31～33
34～36
34～36
36～38
0.20～0.30
0.33～0.40
0.50～0.60
0.40～0.50
0.50～0.60
15
16～22
20
25
无钝边
400～430
36～38
0.50～0.60
20
1.2
4
120～140
300～340
300～340
300～340
25～27
33～35
33～35
33～37
0.40～0.50
0.30～0.40
0.30～0.40
0.12～0.15
15
25
板厚
（mm）
焊丝
直径
（mm）
接头形式
装配
间隙
（mm）
层数
焊接参数
备注
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊接速度（m/min）
焊丝外伸长
（mm）
气体流量
（I/min）
20
1.2
4
140～160
260～280
300～320
300～320
24～26
31～33
35～37
35～37
0.25～0.30
0.45
0.40～0.50
0.40
15
20
1.6
2
2.5
0～0.21
4
2
400～430
440～460
36～38
30～32
0.35～0.45
0.27～0.35
16～22
20～30
26.7
21.7
22
2
360～400
38～40
0.4
10d但不大于40
16～18
双面面层堆焊
板厚
（mm）
焊丝
直径
（mm）
接头形式
装配
间隙
（mm）
层数
焊接参数
备注
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊接速度（m/min）
焊丝外伸长
（mm）
气体流量
（I/min）
25
1.6
2
480
38
0.3
20
25
500
39
25
2
2.5
0～2.0
4
420～440
30～32
0.27～0.35
20～30
21.7
32
2.5
600～650
41～43
0.4
10d但不大于40
20
双面面层堆焊,材质16Mn
40
以
上
2
2.5
0.2.0
10层以上
440～500
30～32
0.27～0.35
20～30
21.7
U型坡口
2
2.5
0.2.0
10层以上
440～500
30～32
0.27～0.35
20～30
21.7
表8CO2焊T型接头贴角焊焊件的焊接工艺参数
接头形式
板厚
（mm）
焊比直径
（mm）
焊接参数
焊角
尺寸
（mm）
焊比对中位置
备注
焊接电流
（A）
电弧电压
（V）
焊接速度
（m/min）
气体流量
（l/min）
1.6
0.8～1.0
90
19
0.50
10～15
3.0
2.3
1.0～1.2
120
20
0.50
10～15
3.0
3.2
1.0～1.2
140
20.5
0.50
10～15
3.5
4.5
1.0～1.2
160
21
0.45
10～15
4.0
≥5
1.6
260～280
27-29
0.33～0.43
16～18
5～6
焊1层
≥5
2.0
280～300
28-30
0.43～0.47
16～18
5～6
焊1层
6
1.2
230
23
0.55
10～15
6.0
6
1.6
300～320
37.5
20
5.0
6
1.6
340
34
20
5.0
6
1.6
360
39～40
0.58
20
5.0
6
2.0
340～350
35
20
5.0
8
1.6
390～400
41
20～25
6.0
12.0
1.2
290
28
0.50
20～25
7.0
12.0
1.6
360
36
0.45
20
8.0
1.2
0.8～1.2
90
19
0.50
10～15
1
1.6
1.0～1.2
120
19
0.50
10～15
1
2.3
1.0～1.2
130
20
0.50
10～15
1
3.2
1.0～1.2
160
21
0.50
10～15
2
4.5
1.2
210
22
0.50
10～15
2
6.0
1.2
270
26
0.50
10～15
2
8.0
1.2
320
32
0.50
10～15
2
14在组装好的构件上施焊，应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行，以控制焊后构件变形。
（1）控制焊接变形，可采取反变形措施，其反变形参考值见本篇第5章表5.4.2-4。
焊接收缩量参见本篇第5章表5.4.2-5。
（2）在约束焊道上施焊，应连续进行：
如因故中断，再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。
（3）采用多层焊时，应将前一道焊缝表面清理干净后再继续施焊。
15因焊接而变形的构件，可用机械（冷矫）或在严格控制温度的条件下加热（热矫）的方法进行矫正。
（1）普通低合金结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于-16℃；热矫时，其温度值应控制在900℃以下。
（2）普通碳素结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于-20℃：
热矫时，其温度值不得超过900℃。
（3）同一部位加热矫正不得超过2次，并应缓慢冷却，不得用水骤冷。
五、质量标准
详见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001。
六、成品保护
1构件焊接后的变形，应进行成品矫正，成品矫正一般采用热矫正，加热温度不宜大于650℃，构件矫正应符合下列要求：
项目
允许偏差
柱底板平面度
5.0
桁架、腹杆弯曲
1/1500且不大于5mm，梁不准下挠
桁架、腹杆扭曲
H/250且不大于5.0mm
牛腿翘曲
当牛腿长度≤1000时为2
当牛腿长度＞1000时为3
2凡构件上的焊瘤、飞溅、毛刺、焊疤等均应清除干挣。
要求平的焊缝应将焊缝余高磨平。
3根据装配工序对构件标识的构件代号，用钢印打入构件翼缘上，距端500MM范田内。
构件编号必须按图纸要求编号，编号要清晰、位置要明显。
4应在构件打钢印代号的附近，在构件上挂铁牌，铁牌上用钢印打号来表明构件编号。
5用红色油漆标注中心线标记并打钢印。
6钢构件制作完成后，应按照施工图的规定及《钢结构工程施工质量验收规范》进行验收，构件外形尺寸的允许偏差应符合上述规定中的要求。
七、应注意的问题
（一）材料和质量要求：
1材料的关键要求。
（1）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
（2）重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。
（3）所用钢材及焊接材料的规格、型号、材质以及外观检查，均应符合设计图纸和规程的要求。
2技术关键要求。
焊工应严格按照焊接工艺及技术操作规程施焊。
3质量关键要求。
建筑钢结构焊接质量检查应由专业技术人员担任，并须经岗位培训取得质量检查员岗位合格证书。
4职业健康安全关键要求。
焊工须有合格证及施焊资格，禁止无证上岗。
5环境关键要求。
雪雨天气时，禁止露天焊接。
构件焊区表面潮湿或有冰雪时，必须清除干净方可施焊。
在四级以上风力焊接时，应采取防风措施。
（二）质量记录。
作好质量记录。
（三）安全环保措施
1认真贯彻执行国家有关安全生产法规，认真贯彻执行有关施工安全规程。
同时结合公司实际，制定安全生产制度和奖罚条例，并认真执行。
2牢固树立“安全第一”的思想，坚持预防为主的方针，对职工经常进行安全生产教育，定期开展安全活动，充分认识安全生产的重要性，掌握一定的安全生产知识，对职工进行安全生产培训。
在安全生产上，一定要克服麻痹思想。
3坚持所有进入车间的人员必须戴安全帽，每天上班前检查车间用气体的安全措施。
4搞好安全用电。
所有电缆、用电设备的拆除、车间照明等均由专业电工担任，要使用的电动工具，必须安装漏电保护器，值班电工要经常检查、维护用电线路及机具，认真执行JGJ46-88标准，保持良好状态，保证用电安全。
5各种施工机械编制操作规程和操作人员岗位责任制，专机专人使用保管，特殊工种必须持证上岗。
6切实搞好防火。
氧气、乙炔气要放在规定的安全处，并按规定正确使用，车间、工具房、操作平台等处设置足够数量的灭火器材。
电焊、气割时，先注意周围环境有无易燃物后再进行工作。
7文明施工具体措施：
（1）对施工人员进行文明施工教育，加强职工的文明施工意识。
（2）实行区域管理，划分责任范围，定期进行文明施工检查。
（3）切实加强火源管理。
车间禁止吸烟，电、气焊及焊接作业时应清理周围的易燃物，消防工具要齐全，动火区域要安放灭火器，并定期检查。
（4）废料要及时清理，并在指定地点堆放，保证施工场地的清洁和施工道路的畅通。
（5）做好成品的外观及形体保护，减少污染。
（四）当设计对厚板有Z向性能要求时的焊接工艺措施。
在高层及超高层钢结构中，大量采用厚板焊接。
由于钢板存在微裂纹等缺陷、Z向力学性能差，因此厚板焊接、特别是大于40mm钢板焊接时，易导致层状撕裂。
1选择合理的焊接节点连接形式：
由于规范往往只考虑节点连接的强度及施工的可行性，而对厚板焊接时的层状撕裂未做明确规定，因此在按规范要求进行焊接设计时并不能保证避免层状撕裂的现象发生。
为此，在进行大于40mm厚钢板焊接时，应选择合理的节点连接形式，图1以减小局部区域由于焊缝收缩引起应力集中或尽量避免钢板Z向受拉。
原构造（g）改进构造
图7.7.4-1
（1）在满足要求焊透深度的前提下，
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