薄板细丝埋弧焊和药芯焊丝CO2焊之效率比较

江安全

（广新海事重工股份有限公司，中山528437）

1 前言

当前,埋弧焊和药芯焊丝CO2焊在船舶行业中应用较多，工艺方法成熟可靠。在8 mm及以上钢板的应用效果较好，但对于8 mm以下的钢板焊接，其工艺上则存在若干问题，例如：对于5 mm薄板焊接，使用埋弧焊（Φ3.2）很容易出现焊穿、出现气孔、变形大等工艺问题；若用药芯焊丝CO2焊接，则存在工序较多、制作周期长等缺点。为了更好解决薄板焊接问题，我们决定试验细丝埋弧焊（Φ2.4）和药芯焊丝CO2焊，对这两种焊接方法通过焊接试验进行分析比较。

2 药芯焊丝CO2焊接试验

（1）试板要求：尺寸500×200×5（mm）,坡口角度单边20°，装配间隙4～5 mm。坡口情况见图1。

图1 药芯焊丝坡口装配

（2）防变形措施：两端装配引熄弧板，坡口背面装配2个码板。

（3）焊接方式：平焊。

（4）焊接材料: CHF711（大西洋）符合AWS E71T-1标准辅助材料采用天高衬垫。

（5）焊接设备：松下CL500型焊机。

（6）试验参数：见表1。

表1 药芯焊丝试验参数表

（7）焊接示意图，见图2。

图2 焊接示意图

（8）作业时间：1小时58分。

（9）试验结果：表面质量良好，焊接变形小，内部X拍片合格。

3 细丝埋弧焊接试验情况

3.1 第一次埋弧焊试验情况

（1）试板要求：尺寸1 000×200×5（mm）I 型坡口，装配间隙0～1 mm,装配引熄弧板。装配情况见图3。

图3 药芯焊丝坡口装配

（2）防变形措施：无。

（3）焊接方式：平焊。

（4）焊接材料:H10Mn2+SJ101（大西洋）

（5）焊接设备：MZ-630型

（6）试验参数，见表2。

表2 埋弧焊试验参数表

（7）焊接示意图，见图4。

图4 埋弧焊接示意图

（8）整个制作周期时间：1小时13分。

（9）试验结果：表面质量良好，试板有弯曲变形，内部X拍片出现2个气孔，尺寸较小，拍片质量合格。

3.2 第一次试验情况分析

第一次埋弧焊试验虽然合格，但不完美，对试验中出现的气孔和变形，我们分析原因如下：

（1）气孔产生的原因：焊丝较细、焊接电流较小而焊接速度又稍快，焊缝结晶速度较快，熔池中的气孔来不及溢出而滞留在焊道中；

（2）由于焊接是不规则的加热与冷却过程，而薄板的刚性较小，容易产生塑性失稳，因而容易产生焊缝变形，主要是波浪变形；

（3）现场试验的板材尺寸较小，试板两端只是装配引熄弧板，焊接时自由收缩，焊接的变形稍大。

3.3 改进试验情况

第一次试验没有考虑到生产中的实际应用情况，为此我们决定在第一次试验的基础上稍加改动，并做正式的焊评试验：

（1）装配时，模拟生产中条件（因为生产中的板较长较宽，散热快）将试板四个角点焊固定，第一道焊接完毕后，等待30分钟，待焊缝温度降低后再翻身。

（2）试板定位后，因天气潮湿，我们适当用火焰加热坡口，将坡口中的水汽烤掉。

（3）焊接时，对第二道焊接适当降低速度和增加电流。使焊缝冶金反应充分，产生的气体有充分的时间溢出。

焊接参数如下表3所列。

表3 埋弧焊改进试验参数

（4）试验结果：变形较第一次焊接小，符合生产要求。表面质量美观，X拍片合格。并且焊接试验的理化结果合格，达到了预想效果。

4 综合分析比较

两种焊接方法的对比项目，见表4。

表4 两种焊接方法对比情况表

5 结束语

通过焊接试验，我们不断调整焊接工艺参数，最终确定了合适的焊接工艺，这不仅提高了我公司碳钢薄板焊接的生产效率，又大大提高了此类焊缝的合格率，为公司的薄板焊接积累了丰富的经验。

【1】陈听梁，沈世瑶主编.船舶焊接手册[M].北京：国防工业出版社.

【2】陈祝年.焊接工程师手册[M].北京：.机械工业出版社.