薄板細絲埋弧焊和藥芯焊絲CO2焊之效率比較

江安全

（廣新海事重工股份有限公司，中山528437）

1 前言

當前,埋弧焊和藥芯焊絲CO2焊在船舶行業中應用較多，工藝方法成熟可靠。在8 mm及以上鋼板的應用效果較好，但對于8 mm以下的鋼板焊接，其工藝上則存在若干問題，例如：對于5 mm薄板焊接，使用埋弧焊（Φ3.2）很容易出現焊穿、出現氣孔、變形大等工藝問題；若用藥芯焊絲CO2焊接，則存在工序較多、制作周期長等缺點。為了更好解決薄板焊接問題，我們決定試驗細絲埋弧焊（Φ2.4）和藥芯焊絲CO2焊，對這兩種焊接方法通過焊接試驗進行分析比較。

2 藥芯焊絲CO2焊接試驗

（1）試板要求：尺寸500×200×5（mm）,坡口角度單邊20°，裝配間隙4～5 mm。坡口情況見圖1。

圖1 藥芯焊絲坡口裝配

（2）防變形措施：兩端裝配引熄弧板，坡口背面裝配2個碼板。

（3）焊接方式：平焊。

（4）焊接材料: CHF711（大西洋）符合AWS E71T-1標準輔助材料采用天高襯墊。

（5）焊接設備：松下CL500型焊機。

（6）試驗參數：見表1。

表1 藥芯焊絲試驗參數表

（7）焊接示意圖，見圖2。

圖2 焊接示意圖

（8）作業時間：1小時58分。

（9）試驗結果：表面質量良好，焊接變形小，內部X拍片合格。

3 細絲埋弧焊接試驗情況

3.1 第一次埋弧焊試驗情況

（1）試板要求：尺寸1 000×200×5（mm）I 型坡口，裝配間隙0～1 mm,裝配引熄弧板。裝配情況見圖3。

圖3 藥芯焊絲坡口裝配

（2）防變形措施：無。

（3）焊接方式：平焊。

（4）焊接材料:H10Mn2+SJ101（大西洋）

（5）焊接設備：MZ-630型

（6）試驗參數，見表2。

表2 埋弧焊試驗參數表

（7）焊接示意圖，見圖4。

圖4 埋弧焊接示意圖

（8）整個制作周期時間：1小時13分。

（9）試驗結果：表面質量良好，試板有彎曲變形，內部X拍片出現2個氣孔，尺寸較小，拍片質量合格。

3.2 第一次試驗情況分析

第一次埋弧焊試驗雖然合格，但不完美，對試驗中出現的氣孔和變形，我們分析原因如下：

（1）氣孔產生的原因：焊絲較細、焊接電流較小而焊接速度又稍快，焊縫結晶速度較快，熔池中的氣孔來不及溢出而滯留在焊道中；

（2）由于焊接是不規則的加熱與冷卻過程，而薄板的剛性較小，容易產生塑性失穩，因而容易產生焊縫變形，主要是波浪變形；

（3）現場試驗的板材尺寸較小，試板兩端只是裝配引熄弧板，焊接時自由收縮，焊接的變形稍大。

3.3 改進試驗情況

第一次試驗沒有考慮到生產中的實際應用情況，為此我們決定在第一次試驗的基礎上稍加改動，并做正式的焊評試驗：

（1）裝配時，模擬生產中條件（因為生產中的板較長較寬，散熱快）將試板四個角點焊固定，第一道焊接完畢后，等待30分鐘，待焊縫溫度降低后再翻身。

（2）試板定位后，因天氣潮濕，我們適當用火焰加熱坡口，將坡口中的水汽烤掉。

（3）焊接時，對第二道焊接適當降低速度和增加電流。使焊縫冶金反應充分，產生的氣體有充分的時間溢出。

焊接參數如下表3所列。

表3 埋弧焊改進試驗參數

（4）試驗結果：變形較第一次焊接小，符合生產要求。表面質量美觀，X拍片合格。并且焊接試驗的理化結果合格，達到了預想效果。

4 綜合分析比較

兩種焊接方法的對比項目，見表4。

表4 兩種焊接方法對比情況表

5 結束語

通過焊接試驗，我們不斷調整焊接工藝參數，最終確定了合適的焊接工藝，這不僅提高了我公司碳鋼薄板焊接的生產效率，又大大提高了此類焊縫的合格率，為公司的薄板焊接積累了豐富的經驗。

【1】陳聽梁，沈世瑤主編.船舶焊接手冊[M].北京：國防工業出版社.

【2】陳祝年.焊接工程師手冊[M].北京：.機械工業出版社.