造船厂手工电弧焊工艺作业指导书.docx

1、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

2、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

3、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

4、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789101112颜色浓度较浅中等较深使用电流范围（A）1001003503503、 电焊条保温筒。使用低氢焊条焊接重要结

5、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

6、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ob400Mpa和ob490Mpa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E43032船用A.B级钢材的焊接J422Fe铁粉焊条E43242船用A.B.级钢结构平角焊接J507J506低氢钠型低氢钾型E

7、5015E50163Y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，

8、应采用直径3.24mm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）341212焊条直径（mm）不超过焊件厚度3443 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

9、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，

10、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

11、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

12、150下烘12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200300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

13、。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1020%,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3.2J422120130130135901201001201001204J4221701801801901301601401601401605

14、J422230240240250-4J421Fe200220220230-5J421Fe220240240250-3.2J5071001101101209011090110901204J5071501601601701201401201401201305 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35mm之间，船舶规范也明确规定板厚t6mm，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

15、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