陶瓷襯墊在COCO22氣體保護焊對接焊縫中的應用

山東海陽豐匯設備技術有限公司 （265116） 周傳國

1.概述

近年來，隨著陶瓷焊接襯墊技術的開發和不斷成熟，陶瓷焊接襯墊作為焊接的輔助材料，被廣泛應用到鋼結構生產和造船業的焊接作業中。在實際的鋼結構制造和造船生產中，存在大量型材和板材的對接焊，以往的傳統工藝正面打底、填料、蓋面，反面碳弧氣刨清根，并用角向磨光機打磨光亮，去除氧化鐵等雜質后，再進行焊接。我們采用陶瓷襯墊焊接后，采用單面焊，一次成形，省去了碳弧氣刨、打磨等諸多工作，生產效率大大提高，陶瓷襯墊單面焊給對接焊帶來了革命性的突破。

2.陶瓷襯墊的功用和結構特點

陶瓷襯墊的結構形式如圖1所示。陶瓷襯墊的單段圖片和截面分別如圖2、圖3所示。由于陶瓷襯墊焊是一種以特殊材料為襯托，使焊縫強制成形的焊接工藝方法，所以陶質襯墊是目前應用最廣的焊接襯墊。其特點是：單面焊接雙面成形，同時具有以下優點。

（1）高效率 由于避免了清根、打磨、仰焊及工件翻身，所以提高了勞動生產的效率。

（2）高質量 由于焊接操作難度降低，較為容易獲得高質量的焊縫，所以最大限度地減小了人為因素的影響，使得焊接質量統一性較高。

（3）低成本 由于減少了部分工序和焊接量，故節省了材料、電力、工作量及場地等。

（4）低勞動強度 取消了清根、打磨仰焊及狹窄封閉環境內焊接作業，降低了焊接煙塵對人體的危害。

圖1 陶瓷襯墊結構形式

圖2 陶瓷襯墊的單段

圖3 陶瓷襯墊的截面

3.陶瓷襯墊在鋼結構生產中的應用實例

鋼結構生產企業中，月產量的多少決定了整個企業的效益。在鋼結構生產中，存在大量型材或者板材的對接焊，這些型材或者板材的對接焊速度大大影響整個鋼結構項目生產的總體效率。下面我們舉一個具體實例，來闡述陶瓷襯墊的應用方法及其優點。

規格為HW340mm×250mm×9mm×14mm的型鋼需要對接，步驟如下：

（1）開坡口 根據對接標準，我們采用斜接的對接方式，翼緣板用半自動火焰切割機開出45°的單面坡口，腹板開30°單面坡口，用角向磨光機打磨干凈坡口表面，直至露出金屬光澤。腹板與翼板對接交界處開R=35mm的工藝圓弧。

（2）兩段型鋼對接 如圖4所示，將兩段型鋼對接在一起，兩段對接型鋼留有3～5mm間隙。翼板對接焊縫兩頭安裝厚度為14mm的引弧板。

圖4 型鋼對接示意

（3）粘貼陶瓷襯墊 在對接焊縫背面粘貼陶瓷襯墊，輕輕按壓陶瓷襯墊，使其緊緊貼在焊縫鋼板的背面。

（4）焊接 按照附表中的焊接參數，依次按照打底→清理藥皮→填料→清理藥皮→蓋面的順序將三條焊縫焊接完成。

（5）清理焊縫 焊接結束后，去除焊縫背面襯墊，先將焊縫周圍飛濺清理干凈，然后將探傷區域用角向磨光機打磨平整光滑。

（6）檢查焊接接頭熔合情況 從圖5可看出焊縫背面及正面余高和熔寬都均勻合適，無成形缺陷。陶瓷襯墊CO2氣體保護焊打底時，由于陶瓷襯墊是不導電的，因此焊速不宜過快，否則熔池不連續，易出現熄弧，造成焊接過程不穩定。同時在焊接過程中，焊絲應做適當擺動，在邊緣處停留一下，這樣可有效防止未熔合缺陷的產生。按照GB／T l1345規定進行超聲波探傷，結果為合格。

（7）力學性能檢測 焊接接頭力學性能測試結果合格，各項指標均滿足GB／T19879—2005要求。

陶瓷襯墊CO2氣體保護焊焊接參數

圖5 焊接接頭熔合情況

4.采用陶瓷襯墊焊焊接應注意的工藝問題

陶瓷襯墊CO2氣體保護焊焊接過程中應注意的工藝問題如下：

（1）CO2氣體保護焊單面焊打底層焊接時，焊接電流按焊接參數嚴格控制，以防止產生裂紋。

（2）打底層焊接，坡口兩根趾應完全熔透，對于坡口間隙較大時，可進行適當的手勢擺動，兩根趾處略作停頓，以確保焊縫背面成形良好。

（3）打底層焊接中，由于各種原因需停頓時，重新引弧應采用熱接法接頭。若熔池已完全冷卻，重新引弧前必須用碳刨或砂輪修整弧坑，使弧坑形成圓滑過渡狀，然后再引弧正常焊接。

（4）焊接過程中，任何一層或一道的焊接必須從引弧板的坡口起點焊接，焊縫的終點收弧需焊至引出板的坡口終止。

（5）拼縫坡口安裝好襯墊后，應立即開始焊接并連續一次完成，第二層焊接隨即應馬上進行，防止打底層焊縫難以承受焊接應力而形成裂紋。

（6）當焊接位置傾斜時，必須采用上坡焊。

（7）室外焊接時，當風速超過2m/s時，焊接中必須采取相應的擋風措施，下雨時不得焊接。

5.結語

陶瓷襯墊生產廠家還研發出了不同厚度鋼板對接、槽鋼對接等各種形式的陶瓷焊接襯墊。對于型鋼或板材的焊接，采用陶瓷襯墊CO2氣體保護焊打底、填充、蓋面的焊接工藝，焊接效率高，焊縫成形美觀，焊接接頭綜合力學性能優良。我們將該工藝應用部分鋼結構的焊接生產中，取得了很好的效果。

（20131205）