关键工序、特殊过程作业指导书

关键工序、特殊过程通用作业指导书

（熔化极气体保护焊部分）

1 主要内容与适用范围

1.1 焊接工序是产品制造过程中必须严格控制的特殊工序，本规程规定了一般零件的焊接工序须遵照执行的通用工艺规程。

检验人员应按图纸、工艺和本规程进行工序质量监督和验收焊接结构件。

图纸、工艺中有与本规范不一样的要求，应按图纸、工艺执行；工艺技术人员根据生产现场做出具体技术要求的，应临时按工艺技术人员要求执行。

1.2 该规程本部分适用于MAG 焊（CO2、富氩混合气等非惰性气体保护焊）。

1.3 本规程适用于湖南万征机械科技有限公司制作产品焊接工艺要求。

2 材料

2.1 钢材举例

2.1.1 低碳钢

含碳量小于0.25%，其他合金元素的含量也较少的钢有：08、20、Q235、Q255，其焊接性

能良好。

2.1.2 中碳钢

含碳量在0.25%~0.6%之间的碳钢有：35、45，对于板厚小于30mm 的中碳钢其焊接性尚可。

2.1.3 低合金钢

在碳钢的基础上加有少量合金元素（Mn、Mo、Ni、V 等）的钢，有16Mn、45Mn、HARD0X400，其焊接性较好。

2.1.4 不锈钢

在碳钢基础上加有一定量的合金元素（Cr、Ni、Ti 等）的钢，有0Cr18Ni9，其焊接性较好。

2.2 焊接用焊材

低、中碳钢、低合金钢（如2.1.1、2.1.2、2.1.3 所列）间焊接均用：焊丝ER50-6，φ1.2；不锈钢（如2.1.4 所列）间焊接用：焊丝H00Cr21Ni10。

2.3 钢材、焊材必须有产品质量证明书，进厂时按JG/T5112 检验。

3 熔化极气体保护焊工艺规范

焊工在焊接施工前，应熟悉相应的图纸及相关的技术资料、文件，按要求准备好焊接材料、选好焊接设备、调好焊接工艺参数。

3.1 焊前准备

3.1.1 在组装前，应清除焊件相互接触面及焊缝两边的污物（如：铁锈、油污、氧化皮、油漆等），并须去除潮湿(可采用火焰烘烤，烘烤过程最高温度不得超过75℃)；具体清理范围：

对接焊：接头两边每侧20-30mm；角焊：焊角高+20mm

3.1.2 坡口制备应尽量以机械加工的方法进行。如使用火焰切割坡口，则应将割口表面的氧化物、熔渣等磨除，并将不平处磨平。其刻痕深度应符合表1 规定。刻痕的累积长度不得超过切割边长的10%。

表1 单位：mm

3.1.3 焊丝在使用前进行检查，其表面应无锈垢、油污、水分；保护气体应保持干燥。

3.1.4 焊接用电机为直流焊机，采用直流反接的连接方式。

3.2 装配

3.2.1 定位焊前零件应按图纸及工艺要求检验合格。定位焊施焊前应对定位焊缝进行修磨，除去飞溅，发现有裂纹或不符合要求的定位焊缝应清除重焊（缺陷部分须除尽），并检查确认组焊件各尺寸在工艺文件允许的范围内。

3.2.2 装焊时应控制装配间隙：对接焊间隙1-3mm；角焊间隙0-4mm。局部间隙过大时，应设

法修整或堆焊到规定尺寸再组装，严禁在间隙内加填塞物。组装后接头需经检验合格，方可施焊。

3.2.3 组焊时，应避免强力组对，以减少构件的残余应力。临时性工艺支撑在去除时，应砂轮打磨，以避免坡坏母材。

3.2.4 定位焊时，预热与否应与构件焊接的要求一致，定位焊所用焊材应与产品焊接的填充材料相一致。

3.2.5 定位焊应有足够的强度，定位焊缝的长度要求见表2；定位焊缝的厚度≤0.5～0.6a(a 为图纸要求有效焊缝厚度尺寸)，且最大不超过6mm。定位焊时不得在焊缝区以外引弧，如图1 所示，定位焊缝应布置在交叉口50mm 以外，并避开端、角位置；起弧与收弧处应平滑过渡。

3.2.5 定位焊后应对定位焊缝进行修磨，除去飞溅，发现有裂纹或不符合要求的定位焊缝应清除重焊（用碳弧气刨等方法将缺陷部分除尽）。

3.3 焊接

3.3.1 基本操作要求

3.3.1.1 引弧

引弧时焊丝伸出保护套长度为5～8mm，超长部分应剪除，焊丝端头出现小球时，必须预

先剪除；不允许在焊接区外的工件表面引弧。

3.3.1.2 焊接

焊接时采用左焊法（电弧指向待焊金属），焊枪前倾10°～15°，如图2 所示。

3.3.1.3 接头

焊缝交叉处不允许有接头，接头应距交叉口50mm 以上；焊缝之间必须平滑过渡，避免应

力集中。焊缝接头处应先用砂轮机打磨成斜面，然后在斜面前10～20mm 处引弧，引燃电弧后

快速将电弧移至斜面处，待熔化金属填满坡口时立即向前进行正常焊接。

3.3.1.4 填充焊或盖面焊

焊前应先清理打底焊道或坡口表面的飞溅、熔渣等，并用角向砂轮机打磨成形不良的焊缝（如需磨掉焊道上局部过高部分的焊肉）。

3.3.1.5 收弧

收弧时焊枪停止前进，使用收弧电流填满弧坑。若焊机无收弧控制电路，收弧时应在熔池未凝固时，反复断弧,引弧几次，直至弧坑填满为止。操作时动作要快，若熔池凝固才引弧，则可能产生气孔及未熔合等缺陷。收弧时除焊枪停止前进外，不能抬高喷嘴，即使弧坑已经填满，电弧已经熄灭，也要让焊枪在弧坑停留几秒钟才能移开。让熔池在凝固时得到可靠的保护，以免产生缺陷。引弧点最好选在离焊缝起点20mm 左右的待焊部位上，电弧引燃后移至焊缝起点处，再沿焊接方向进行正常焊接。焊接结束时，如果直接拉断电弧，则会形成弧坑。凹陷的弧坑会减弱焊缝接头强度和产生应力集中而导致弧坑裂纹。避免弧坑的方法是当电弧移至焊缝终端时，焊丝端部做圆圈运动，直至填满弧坑后再拉断电弧；也可回焊一小段后收弧。如图3 所示。收弧电流一般为0.6I，按一般焊接规范，收弧电流约100-150A。

3.3.1.6 焊丝干伸长度

在焊接过程中，导电嘴到母材间的距离为焊丝直径的10～15 倍，约10～20mm。

3.3.1.7 气体流量

焊接过程中保护气流量一般为15～20L/min，焊接电流越大，焊接速度越快，以及仰焊时

应采用较大的气流量。

3.3.1.8 焊接时应采用合理的焊接顺序以减少变形，起弧、收弧处焊缝要平滑过渡，弧坑要求填满，不允许在焊接区外的工件表面引弧。

3.3.1.9 焊接过程中，发现缺陷（如气孔、夹渣等）时，应立即停止施焊。一般情况，焊工须彻底清除缺陷，继续焊接；若缺陷严重应经检验同意，并须彻底清除缺陷，方可继续焊接。严禁不经任何处理措施，在缺陷处敷焊。

3.3.2 对接平焊

3.3.2.1 引弧、收弧

重要焊缝焊前必须在焊缝两端点焊好引（收）弧板，引（收）弧面应不高于焊接平面1mm，引、收弧的位置以距焊缝始未端不少于20mm 为宜，如图4 所示；去除引、熄弧板严禁锤击敲

打卸除，可在接头两端近处采用气割、并用砂轮将边缘磨平。

3.3.2.2 打底焊

电弧始终在坡口内作小幅度横向摆动，并在坡口两侧稍作停留，使熔孔直径比间隙大0.5～1mm，焊接时要仔细观察熔孔，并根据间隙和熔孔直径的变化调整横向摆动幅度和焊接速度，尽可能维持熔孔直径不变，以保证获得宽窄和高低均匀的反面焊缝。

依靠电弧在坡口两侧的停留时间，保证坡口两侧熔合良好，使打底焊道两侧与坡口结合处

稍下凹，焊道表面保持平整。

打底焊时，要严格控制喷嘴的高度，电弧应在坡口底部2～3mm 处燃烧，保证打底层不超过4mm。

3.3.2.3 填充、盖面焊

填充焊前，应先清除打底焊道或坡口表面的飞溅，熔渣，并用角向砂轮机打磨掉焊道上局部过高部分的焊肉。

填充焊时，应注意掌握填充焊道的厚度，保证盖面时前一层的焊缝表面略低于工件表面1.5～2mm（这样盖面焊缝可以做到趾端平滑，成形美观）填充焊时不得烧熔棱边。

盖面焊时保持喷嘴的高度，特别注意观察熔池边缘，熔池边缘必须超过坡口上表面棱边

0.5～1.5mm，并防止咬边。要求焊角更大时，需要采用三层或三层以上的焊接方法，

3.3.2.4 当板厚较大时，需多层多道焊以控制单道焊缝的热输入，中低强度钢每层不超过6mm。

3.3.2.5 对接焊焊后要求打磨平整，余高0-3mm。

3.3.3 水平角焊

3.3.3.1 水平角缝单道焊

水平角缝单道焊时，最大焊脚高度可达7～8mm。焊脚尺寸与板厚相对应，不同的焊脚高

度时焊枪指向位置也应不同：焊脚小于5mm 时，焊枪指向根部；焊脚大于5mm 时，焊枪指向

距根部0.5～3mm 处，如图5 所示。

3.3.3.2 水平角缝多层焊

焊接第一层时，焊枪与立板夹角20-30°，并指向距根部2～3mm 处。电流稍大，略有小幅度摆动，获得带有下淌倾向的不等脚长的焊道。然后焊第二层，焊枪指向第一层焊道的凹处，焊枪与立板夹角45-50°，根据情况采用直线法或小幅度摆动法。此时电流稍小，焊接速度稍快。例如，第一层焊接电流为225A～250A，则第二层时可为175A～200A。电弧电压由第一层的

22V～25V 降到19V～22V。这样最终可得到表面平滑的等脚长焊缝。

3.3.3.3 当要求焊角更大时，需要采用三层或三层以上的焊接方法，焊角尺寸与层数、道数的关系见表3。其中第一层可按单道焊要领施焊，得到6mm～7mm 焊脚。第二层，焊枪指向第一层焊道与底板的焊趾处，可采用直线或小幅度摆动焊接法。要注意水平板一侧达到所要求的焊脚尺寸，同时保证焊趾整齐美观。如果焊脚要求较小，为8mm～12mm 时，第二层焊两道即可；

如果焊脚尺寸为12mm～14mm，第二层需焊三道。

焊脚尺寸超过14mm 时，应按以上要领进行三层以上的焊接。但应注意：焊接层数越多，热量累计越多，因而焊道易下淌。所以层数越多时，焊接电流和电弧电压都相应地减小，而焊接速度却要相应地增加。

表3 焊角尺寸及层数、道数关系

3.3.3 立焊

3.3.3.1 为了保证焊接质量，汉寿制造部产品所有立焊必须采用向上立焊的方式。对接焊尽量避免摆动焊或采用小幅度摆动。

3.3.3.2 立焊时焊枪角度应基本上保持与工件垂直，即焊枪倾角应保持在工件表面垂直线上下约10°的范围内。

3.3.3.3 摆动焊时，要注意摆幅与摆动波纹间距的匹配，并且要注意摆动纹路的取向（如图6 所示）。可根据具体情况采用图中a 或b 的摆动方式。其中a 所示为小摆幅（打底焊时），热量集中，要注意防止焊道过分凸起。b 所示摆动幅度较大，焊道平滑。

为防止下坠，摆动时中间应稍快；为防止咬边，在两侧趾端要稍作停留。图中c 的摆动方式不易采用，因为这种向下弯曲的月牙形的摆动方式易造成铁水下流，焊道中心凸起，并易在两侧产生咬边。

图6 立焊摆动纹路的取向

3.3.4 焊接参数

搅拌站、砂浆机、等的焊接中大部分为普通低碳钢的焊接，但是针对薄板件（δ≤3mm）和异种钢（45 钢与普通钢的）的焊接应该严格控制参数，如：预热温度、焊接电流、焊接电压、焊接速度等。

3.3.

4.1 预热

车间用普通低碳钢（Q235，δ<30mm）的焊接性良好，一般情况下施焊不需要预热，只是当环境气温低于低于-30 度时应该预热100-150℃。

车间用普通低合金钢（Q345B，δ<16mm）的焊接性较好，一般情况下施焊不需要预热，

当环境气温低于-10℃或湿度高于85%，也应将工件焊缝区加热到50～80℃以后再焊接。

中碳钢（35、45 钢）的焊接性尚可，常温下使用低氢型焊丝焊接前不需要预热。但当室温低于10℃时，将工件焊缝区加热到150-200℃以后再焊接。

多层焊时应注意层间温度的控制，最高不超过200°，焊前要求预热的焊件，层间温度应不低于预热温度，若中途因故停止焊接，需重新预热焊接。异种钢板间的焊接按钢板间较低层间温度执行,但不低于预热温度。

3.3.

4.1.1 预热温度测量位置

采用局部预热时，在预热范围内均匀预热，防止局部应力过大；在预热过程中，为避免母材过热，局部最高温度不得超过350℃。预热范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3 倍，且不小于100mm。定位焊和清根时应采用正常焊接时的预热温度，如果采用气焊枪预热，火焰芯应距工件表面50mm。

3.3.

4.2 焊接参数规范

不同的板厚，应采用不同的焊接线能量进行焊接（焊接线能量过大会使焊缝热影响区软化以及接头冲击韧性降低，线能量过小又易导致产生冷裂纹）。输入线能量计算：

Q=0.85×U×I×60/1000V 其中Q=输入线能量（KJ/mm），U=电压（V），I=电流（A）V=焊接速度（mm/min）。

3.3.

4.2.1 对接焊参数

对接焊一般应开坡口，采用φ1.2mm 焊丝、80%Ar+20%CO2 保护气体焊。不同位置对接焊的焊接参数如表4、5、6（考虑到电缆电压损失和电流电压表不准的影响，电弧电压可根据焊缝成形和飞溅情况作微调）。

3.3.

4.2.1 角焊参数

中低强度钢采用φ1.2mm 焊丝、80%Ar+20%CO2 保护气体焊接。不同焊接位置的焊接参数

见表7、8、9（考虑到电缆电压损失和电流电压表不准的影响，电弧电压可根据焊缝成形和飞溅情况作微调）。

3.4焊接典型接头焊接

3.4.1 Q235 钢典型接头推荐规范

平对接焊：对接焊坡口如图7 所示，每层不超过4mm，6≤δ≤8mm 的开单边Y 型坡口，焊接参数规范参见表8，δ＞8 的尽量按下图开双Y 型或K 型坡口坡口，焊接参数规范参见表10、