優化薄板風管焊接工藝 保證焊接質量

郝國榮

摘要： 文章基于半自動CO2氣體保護焊機與半自動切割裝置的整合，實現了薄板風管長直焊縫的自動焊接，提高焊接質量的同時解決了薄板焊接易出現的焊接變形及焊接中燒穿等問題。

Abstract： Based on the integration of semi-automatic CO2 gas shielded welding and semi-automatic cutting device， this article achieved the automatic welding of the long and straight welding crack of thin steel plate wind pipe and improved the welding quality， at the same time solved the problems in welding process， such as， welding distortion， burned-out problem， and so on.

關鍵詞： 薄鋼板；風管焊接；自動焊接

Key words： thin steel plate；wind pipe welding；automatic welding

中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0064-02

0 引言

薄板風管制造中，最難控制的是焊接。目前薄鋼板焊接中大多采用焊條電弧焊或氬弧焊技術，在產品制造中有成功的經驗，也有許多失敗的教訓。本文通過將半自動CO2氣體保護焊機與半自動切割裝置相整合，可實現薄板風管長直焊縫的自動焊接，提高了焊接效率；通過焊接工藝研究，優化工藝參數，解決了薄板焊接易出現的焊接變形及焊接中燒穿等問題。

1 工藝原理

薄板風管自動焊焊接工藝主要是在半自動CO2氣體保護焊焊接基礎上，為實現自動焊接技術，加裝了半自動切割機的自動行車裝置，利用半自動切割機的自動行車裝置能夠沿焊接方向連續勻速行進，從而實現焊接過程的自動化。設備見圖1 CO2氣體保護自動焊設備。

■

圖1 CO2氣體保護自動焊設備

2 薄板自動焊焊接工藝操作要點

2.1 選擇適合的焊接材料及焊接設備。以鋼板厚度2mm ，角鐵∠30×3，材質為Q235的風管為例。選擇焊絲型號ER50-6規格？準0.8、？準1.0、？準1.2三種；CO2氣體；二氧化碳焊機型號HB400-04；半自動切割機型號CG1-30。

2.2 制訂2mm 薄板鋼板的自動焊焊接方案；研制出合格的焊接工藝評定。①加工薄板鋼板試件。Q235厚度2mm鋼板加工成600×200mm試件；∠30×3角鐵加工成600mm試件。②焊接薄板鋼板試件。將半自動CO2氣體保護焊槍固定在半自動切割機上，調試二氧化碳焊機、半自動切割機；使用牌號為ER50-6，直徑分別為？準0.8、？準1.0、？準1.2三種規格的焊絲進行施焊試驗，確定合適的焊接參數見表1。

表1 焊接工藝參數

■

③焊接工藝措施。1）焊接時焊接位置采用平角焊（橫焊），焊槍調整角度為45°施焊。2）引弧前首先按焊槍上的控制開關，點動送出一段焊絲，焊絲伸出長度小為12-15mm，超長部分應剪去。若焊絲端部出現球狀時，必須先剪去，否則引弧困難。3）引弧時，將焊機置于自鎖狀態，再將焊槍放在引弧處，保持45°傾角和噴嘴高度，然后按焊槍上的控制開關，焊機自動提前送氣，延時接通電源，保持高電壓、慢送絲，當焊絲碰撞工件短路后，自動引燃電弧。4）引燃電弧后，焊接過程中，焊工應根據熔池的形狀、飛濺的大小、電弧的穩定性和焊縫成形的好壞，判斷焊接工藝參數是否合適。若焊接過程中，熔池平穩，飛濺較小，電弧穩定。同時，可觀察到周期性的短路，聽到均勻的周期性的啪啪聲，而且焊縫成形較好，說明參數合適。否則應調整焊接工藝參數。5）收弧時，先停車后斷弧保證填滿弧坑，應讓焊槍在弧坑處停留幾秒鐘，以保證熔池凝固時得到可靠的保護。

2.3 對焊接試件進行加工取樣。對分別采用三種規格焊絲施焊的焊接試件進行焊縫外觀檢查、無損檢測、宏觀金相檢驗等，試驗及合格標準執行GB228，根據試驗數據出具焊接試驗報告。試件見圖2。

■

2.4 對分析結果進行匯總，確定焊接工藝的可行性。對三組焊接試驗數據進行綜合，分析焊縫外觀記錄、焊縫縫表面無損檢測記錄及焊縫金相試驗報告，最后確定可行焊接工藝（見表2）。

3 培訓CO2氣體保護自動焊焊工

依據優化的焊接工藝，對施工現場風管焊接的施焊焊工進行培訓，使其能熟練掌握本項操作技能，保證焊接質量。

4 薄板風管自動焊焊接工藝在產品中試用的操作要點

①施焊時技術措施：焊接時焊槍為不擺動；噴嘴直徑？準20mm；焊絲伸出長度12-15mm：熔滴過渡形式為短路過渡。②施工現場每個施焊工位要有防風措施，以保證CO2保護氣體的穩定。③為防止焊槍導電嘴和噴嘴粘著飛濺物，焊前應在導電嘴和氣體噴嘴表面涂以硅油或其它防飛濺劑。④焊前檢查焊接電源，送絲機、控制器、指示儀表和焊槍等是否正常。如出現異常現象，應及時通知有關部門檢修，以保證焊接過程的穩定性。

5 薄板風管自動焊焊接工藝的優點

薄板風管自動焊焊接工藝相對于傳統的薄板風管手工焊接而言，具有以下優點：①解決焊接時極易出現燒穿、變形等焊接缺陷，有利于對進度、質量控制。②變手工操作為自動施工，減輕勞動強度，提高工效。③節約焊接材料，減少焊接接頭焊材消耗，從而節省施工費用。④隨著焊接線能量減小，焊接變形量也減小，使薄板風管施工過程中受力均勻，提高安裝精度。⑤施工不受場地限制，操作簡單，方法實用。⑥與傳統風管制造相比，采用薄板風管自動焊焊接工藝風管的生產效率提高了2倍，見表3。

表3 焊接速度對比

■

6 總結

利用薄板風管自動焊接工藝，提高了CO2氣體保護焊的效率，有效地控制了焊接變形。該技術主要適用于大型通風空調工程1-3mm風管制作行業。隨著城市地鐵的大量使用，采用薄板制造的風管越來越多，因此推廣應用前景廣闊。

參考文獻：

[1]張欣，趙峰.新型薄壁鋼制高桿插接長度的研究[J].鐵道工程學報，1996（04）.

[2]姚建偉，王海燕.大截面薄鋼板焊接風管施工技術[J].青島理工大學學報，2006（06）.

[3]彭桂蒸，張紀剛，韓建，鄧文艷.大面積薄鋼板焊接殘余應力的試驗研究[J].低溫建筑技術，2010（08）.

[4]譚標瑞.薄鋼板風管保溫施工質量問題及預防措施[J].機電信息，2010（12）.

[5]林文華，李華林.薄鋼板風管保溫中常出現的問題及預防措施[J].山西建筑，2004（05）.

[6]MarkWells.感應熱矯平——薄鋼板焊接變形矯平方法[J].船舶工程，2009（04）.endprint

摘要： 文章基于半自動CO2氣體保護焊機與半自動切割裝置的整合，實現了薄板風管長直焊縫的自動焊接，提高焊接質量的同時解決了薄板焊接易出現的焊接變形及焊接中燒穿等問題。

Abstract： Based on the integration of semi-automatic CO2 gas shielded welding and semi-automatic cutting device， this article achieved the automatic welding of the long and straight welding crack of thin steel plate wind pipe and improved the welding quality， at the same time solved the problems in welding process， such as， welding distortion， burned-out problem， and so on.

關鍵詞： 薄鋼板；風管焊接；自動焊接

Key words： thin steel plate；wind pipe welding；automatic welding

中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0064-02

0 引言

薄板風管制造中，最難控制的是焊接。目前薄鋼板焊接中大多采用焊條電弧焊或氬弧焊技術，在產品制造中有成功的經驗，也有許多失敗的教訓。本文通過將半自動CO2氣體保護焊機與半自動切割裝置相整合，可實現薄板風管長直焊縫的自動焊接，提高了焊接效率；通過焊接工藝研究，優化工藝參數，解決了薄板焊接易出現的焊接變形及焊接中燒穿等問題。

1 工藝原理

薄板風管自動焊焊接工藝主要是在半自動CO2氣體保護焊焊接基礎上，為實現自動焊接技術，加裝了半自動切割機的自動行車裝置，利用半自動切割機的自動行車裝置能夠沿焊接方向連續勻速行進，從而實現焊接過程的自動化。設備見圖1 CO2氣體保護自動焊設備。

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圖1 CO2氣體保護自動焊設備

2 薄板自動焊焊接工藝操作要點

2.1 選擇適合的焊接材料及焊接設備。以鋼板厚度2mm ，角鐵∠30×3，材質為Q235的風管為例。選擇焊絲型號ER50-6規格？準0.8、？準1.0、？準1.2三種；CO2氣體；二氧化碳焊機型號HB400-04；半自動切割機型號CG1-30。

2.2 制訂2mm 薄板鋼板的自動焊焊接方案；研制出合格的焊接工藝評定。①加工薄板鋼板試件。Q235厚度2mm鋼板加工成600×200mm試件；∠30×3角鐵加工成600mm試件。②焊接薄板鋼板試件。將半自動CO2氣體保護焊槍固定在半自動切割機上，調試二氧化碳焊機、半自動切割機；使用牌號為ER50-6，直徑分別為？準0.8、？準1.0、？準1.2三種規格的焊絲進行施焊試驗，確定合適的焊接參數見表1。

表1 焊接工藝參數

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③焊接工藝措施。1）焊接時焊接位置采用平角焊（橫焊），焊槍調整角度為45°施焊。2）引弧前首先按焊槍上的控制開關，點動送出一段焊絲，焊絲伸出長度小為12-15mm，超長部分應剪去。若焊絲端部出現球狀時，必須先剪去，否則引弧困難。3）引弧時，將焊機置于自鎖狀態，再將焊槍放在引弧處，保持45°傾角和噴嘴高度，然后按焊槍上的控制開關，焊機自動提前送氣，延時接通電源，保持高電壓、慢送絲，當焊絲碰撞工件短路后，自動引燃電弧。4）引燃電弧后，焊接過程中，焊工應根據熔池的形狀、飛濺的大小、電弧的穩定性和焊縫成形的好壞，判斷焊接工藝參數是否合適。若焊接過程中，熔池平穩，飛濺較小，電弧穩定。同時，可觀察到周期性的短路，聽到均勻的周期性的啪啪聲，而且焊縫成形較好，說明參數合適。否則應調整焊接工藝參數。5）收弧時，先停車后斷弧保證填滿弧坑，應讓焊槍在弧坑處停留幾秒鐘，以保證熔池凝固時得到可靠的保護。

2.3 對焊接試件進行加工取樣。對分別采用三種規格焊絲施焊的焊接試件進行焊縫外觀檢查、無損檢測、宏觀金相檢驗等，試驗及合格標準執行GB228，根據試驗數據出具焊接試驗報告。試件見圖2。

■

2.4 對分析結果進行匯總，確定焊接工藝的可行性。對三組焊接試驗數據進行綜合，分析焊縫外觀記錄、焊縫縫表面無損檢測記錄及焊縫金相試驗報告，最后確定可行焊接工藝（見表2）。

3 培訓CO2氣體保護自動焊焊工

依據優化的焊接工藝，對施工現場風管焊接的施焊焊工進行培訓，使其能熟練掌握本項操作技能，保證焊接質量。

4 薄板風管自動焊焊接工藝在產品中試用的操作要點

①施焊時技術措施：焊接時焊槍為不擺動；噴嘴直徑？準20mm；焊絲伸出長度12-15mm：熔滴過渡形式為短路過渡。②施工現場每個施焊工位要有防風措施，以保證CO2保護氣體的穩定。③為防止焊槍導電嘴和噴嘴粘著飛濺物，焊前應在導電嘴和氣體噴嘴表面涂以硅油或其它防飛濺劑。④焊前檢查焊接電源，送絲機、控制器、指示儀表和焊槍等是否正常。如出現異?，F象，應及時通知有關部門檢修，以保證焊接過程的穩定性。

5 薄板風管自動焊焊接工藝的優點

薄板風管自動焊焊接工藝相對于傳統的薄板風管手工焊接而言，具有以下優點：①解決焊接時極易出現燒穿、變形等焊接缺陷，有利于對進度、質量控制。②變手工操作為自動施工，減輕勞動強度，提高工效。③節約焊接材料，減少焊接接頭焊材消耗，從而節省施工費用。④隨著焊接線能量減小，焊接變形量也減小，使薄板風管施工過程中受力均勻，提高安裝精度。⑤施工不受場地限制，操作簡單，方法實用。⑥與傳統風管制造相比，采用薄板風管自動焊焊接工藝風管的生產效率提高了2倍，見表3。

表3 焊接速度對比

■

6 總結

利用薄板風管自動焊接工藝，提高了CO2氣體保護焊的效率，有效地控制了焊接變形。該技術主要適用于大型通風空調工程1-3mm風管制作行業。隨著城市地鐵的大量使用，采用薄板制造的風管越來越多，因此推廣應用前景廣闊。

參考文獻：

[1]張欣，趙峰.新型薄壁鋼制高桿插接長度的研究[J].鐵道工程學報，1996（04）.

[2]姚建偉，王海燕.大截面薄鋼板焊接風管施工技術[J].青島理工大學學報，2006（06）.

[3]彭桂蒸，張紀剛，韓建，鄧文艷.大面積薄鋼板焊接殘余應力的試驗研究[J].低溫建筑技術，2010（08）.

[4]譚標瑞.薄鋼板風管保溫施工質量問題及預防措施[J].機電信息，2010（12）.

[5]林文華，李華林.薄鋼板風管保溫中常出現的問題及預防措施[J].山西建筑，2004（05）.

[6]MarkWells.感應熱矯平——薄鋼板焊接變形矯平方法[J].船舶工程，2009（04）.endprint

摘要： 文章基于半自動CO2氣體保護焊機與半自動切割裝置的整合，實現了薄板風管長直焊縫的自動焊接，提高焊接質量的同時解決了薄板焊接易出現的焊接變形及焊接中燒穿等問題。

Abstract： Based on the integration of semi-automatic CO2 gas shielded welding and semi-automatic cutting device， this article achieved the automatic welding of the long and straight welding crack of thin steel plate wind pipe and improved the welding quality， at the same time solved the problems in welding process， such as， welding distortion， burned-out problem， and so on.

關鍵詞： 薄鋼板；風管焊接；自動焊接

Key words： thin steel plate；wind pipe welding；automatic welding

中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0064-02

0 引言

薄板風管制造中，最難控制的是焊接。目前薄鋼板焊接中大多采用焊條電弧焊或氬弧焊技術，在產品制造中有成功的經驗，也有許多失敗的教訓。本文通過將半自動CO2氣體保護焊機與半自動切割裝置相整合，可實現薄板風管長直焊縫的自動焊接，提高了焊接效率；通過焊接工藝研究，優化工藝參數，解決了薄板焊接易出現的焊接變形及焊接中燒穿等問題。

1 工藝原理

薄板風管自動焊焊接工藝主要是在半自動CO2氣體保護焊焊接基礎上，為實現自動焊接技術，加裝了半自動切割機的自動行車裝置，利用半自動切割機的自動行車裝置能夠沿焊接方向連續勻速行進，從而實現焊接過程的自動化。設備見圖1 CO2氣體保護自動焊設備。

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圖1 CO2氣體保護自動焊設備

2 薄板自動焊焊接工藝操作要點

2.1 選擇適合的焊接材料及焊接設備。以鋼板厚度2mm ，角鐵∠30×3，材質為Q235的風管為例。選擇焊絲型號ER50-6規格？準0.8、？準1.0、？準1.2三種；CO2氣體；二氧化碳焊機型號HB400-04；半自動切割機型號CG1-30。

2.2 制訂2mm 薄板鋼板的自動焊焊接方案；研制出合格的焊接工藝評定。①加工薄板鋼板試件。Q235厚度2mm鋼板加工成600×200mm試件；∠30×3角鐵加工成600mm試件。②焊接薄板鋼板試件。將半自動CO2氣體保護焊槍固定在半自動切割機上，調試二氧化碳焊機、半自動切割機；使用牌號為ER50-6，直徑分別為？準0.8、？準1.0、？準1.2三種規格的焊絲進行施焊試驗，確定合適的焊接參數見表1。

表1 焊接工藝參數

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③焊接工藝措施。1）焊接時焊接位置采用平角焊（橫焊），焊槍調整角度為45°施焊。2）引弧前首先按焊槍上的控制開關，點動送出一段焊絲，焊絲伸出長度小為12-15mm，超長部分應剪去。若焊絲端部出現球狀時，必須先剪去，否則引弧困難。3）引弧時，將焊機置于自鎖狀態，再將焊槍放在引弧處，保持45°傾角和噴嘴高度，然后按焊槍上的控制開關，焊機自動提前送氣，延時接通電源，保持高電壓、慢送絲，當焊絲碰撞工件短路后，自動引燃電弧。4）引燃電弧后，焊接過程中，焊工應根據熔池的形狀、飛濺的大小、電弧的穩定性和焊縫成形的好壞，判斷焊接工藝參數是否合適。若焊接過程中，熔池平穩，飛濺較小，電弧穩定。同時，可觀察到周期性的短路，聽到均勻的周期性的啪啪聲，而且焊縫成形較好，說明參數合適。否則應調整焊接工藝參數。5）收弧時，先停車后斷弧保證填滿弧坑，應讓焊槍在弧坑處停留幾秒鐘，以保證熔池凝固時得到可靠的保護。

2.3 對焊接試件進行加工取樣。對分別采用三種規格焊絲施焊的焊接試件進行焊縫外觀檢查、無損檢測、宏觀金相檢驗等，試驗及合格標準執行GB228，根據試驗數據出具焊接試驗報告。試件見圖2。

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2.4 對分析結果進行匯總，確定焊接工藝的可行性。對三組焊接試驗數據進行綜合，分析焊縫外觀記錄、焊縫縫表面無損檢測記錄及焊縫金相試驗報告，最后確定可行焊接工藝（見表2）。

3 培訓CO2氣體保護自動焊焊工

依據優化的焊接工藝，對施工現場風管焊接的施焊焊工進行培訓，使其能熟練掌握本項操作技能，保證焊接質量。

4 薄板風管自動焊焊接工藝在產品中試用的操作要點

①施焊時技術措施：焊接時焊槍為不擺動；噴嘴直徑？準20mm；焊絲伸出長度12-15mm：熔滴過渡形式為短路過渡。②施工現場每個施焊工位要有防風措施，以保證CO2保護氣體的穩定。③為防止焊槍導電嘴和噴嘴粘著飛濺物，焊前應在導電嘴和氣體噴嘴表面涂以硅油或其它防飛濺劑。④焊前檢查焊接電源，送絲機、控制器、指示儀表和焊槍等是否正常。如出現異常現象，應及時通知有關部門檢修，以保證焊接過程的穩定性。

5 薄板風管自動焊焊接工藝的優點

薄板風管自動焊焊接工藝相對于傳統的薄板風管手工焊接而言，具有以下優點：①解決焊接時極易出現燒穿、變形等焊接缺陷，有利于對進度、質量控制。②變手工操作為自動施工，減輕勞動強度，提高工效。③節約焊接材料，減少焊接接頭焊材消耗，從而節省施工費用。④隨著焊接線能量減小，焊接變形量也減小，使薄板風管施工過程中受力均勻，提高安裝精度。⑤施工不受場地限制，操作簡單，方法實用。⑥與傳統風管制造相比，采用薄板風管自動焊焊接工藝風管的生產效率提高了2倍，見表3。

表3 焊接速度對比

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6 總結

利用薄板風管自動焊接工藝，提高了CO2氣體保護焊的效率，有效地控制了焊接變形。該技術主要適用于大型通風空調工程1-3mm風管制作行業。隨著城市地鐵的大量使用，采用薄板制造的風管越來越多，因此推廣應用前景廣闊。

參考文獻：

[1]張欣，趙峰.新型薄壁鋼制高桿插接長度的研究[J].鐵道工程學報，1996（04）.

[2]姚建偉，王海燕.大截面薄鋼板焊接風管施工技術[J].青島理工大學學報，2006（06）.

[3]彭桂蒸，張紀剛，韓建，鄧文艷.大面積薄鋼板焊接殘余應力的試驗研究[J].低溫建筑技術，2010（08）.

[4]譚標瑞.薄鋼板風管保溫施工質量問題及預防措施[J].機電信息，2010（12）.

[5]林文華，李華林.薄鋼板風管保溫中常出現的問題及預防措施[J].山西建筑，2004（05）.

[6]MarkWells.感應熱矯平——薄鋼板焊接變形矯平方法[J].船舶工程，2009（04）.endprint