6mm板厚Q235A TIG焊对接立焊焊接工艺 (6)

一、 明确任务

1、制定板厚为6 mm的Q235A TIG对接立焊焊接工艺设计，Q235A是屈服强度最大值为235MPa的低碳钢，塑性、韧性良好，具有良好的焊接性能和热性能。Q235A化学成分见表1

表1 Q235A化学成分

牌号 Q235A 等级 A 0.14～0.22 0.30～0.50 0.30 0.050 0.045 C 化学成分（质量分数） Mn Si S ≤ P

2、TIG焊接的特点

⑴可焊金属多，氩气能有效隔绝焊接区域周围的空气，它本身又不溶于金属，不和金属反应。

⑵适应能力强，钨极电弧稳定，不会长生飞溅，焊缝成形美观。

⑶焊接生产率低，因TIG焊电流小，焊缝熔深浅，熔敷速度小，生产率低。 ⑷生产成本较高，TIG焊的惰性保护气体较贵。

3、分析任务

⑴试件尺寸：300mm × 100mm × 6mm ⑵焊接要求：单面焊双面成形 ⑶焊接位置：立焊 ⑷焊接接头：对接接头

二、母材的技术状况

1、钢种选择为Q235A钢

2、钢板尺寸为300mm × 100mm × 6mm 3、钢板接收时无较大变形，无任何质量问题

4、对于木材的种类、厚度都要进行辨认与测量、抗拉强度、屈服强度要做力学实验

三、焊接材料选择与技术状况

1、焊丝类型：H08Mn2SiA （要求与母材要等强度匹配原则） 2、钨极类型：铈钨极(放射性小，引弧性能好) 3、保护气体：氩气（要求气体纯度大于99.99%）

4、喷嘴直径：根据钨极直径选择 D=(2.5～3.5)d 5、气体流量：根据喷嘴直径选择 Q=(0.8～1.2)D 6、钨极伸出长度：一般为5～6 mm 7、钨极端部形状：锥形平端

四、焊前准备

1、检查焊机：检查焊机的接线是否正确、牢固、可靠，并调试好焊机。同时，应检查氩弧焊系统中的水冷却和气冷却系统有无堵塞、泄露，如发生故障，应及时排除。

2、焊丝及焊件清理：清除焊丝表面坡口内及其正反两侧20mm范围内的油、锈、水分及其他污物，直至露出金属光泽，再用丙酮清洗。由于在手工钨极氩弧焊过程中惰性气体仅起保护作用，无冶金反应，所以坡口的清洗质量直接影响焊缝的质量。使用氩弧焊是，应特别重视对坡口的清洗工作，并对试板的清洁度、试板尺寸进行检查（按图样及技术要求）

3、坡口的选择与制备 根据母材的材质与厚度确定，应开Y形坡口如图1，钝边高度0.5～1mm，坡口的角度为60°±2°如下图2。

技术要求

焊接方法：手工钨极氩弧焊；接头形式：板对接接头；焊接位置：立焊（向上立焊）；试件材质：Q235A；根部间隙 b=2.5～3.5；α=60º；p=0.5～1。

图1 板对接立焊施工图

图2 坡口形式及钝边

4、试板的矫正与处理 ： 如去毛刺、飞边，矫正平面度等。 5、焊丝烘干：焊丝烘干小于2次，并在保温筒中保温。 6、准备好工作服、焊工手套、护脚、面罩、钢丝刷、锉刀。

五、焊接设备

1、焊机设备：WSE-250 2、焊枪：采用水冷式

六、焊接确定

1、装配：钝边0～0.5mm；装配间隙为2.3～3.5；错边量应不大于0.6mm，如图3；所示预置反变形量为3º如图4。

图3 板对接立焊装配示意图

图4 反变形角度示意图

2、定位焊：采用与焊接焊件时相同牌号的焊丝进行定位焊，并定位焊于焊件反面两端，定位焊焊缝长度10～15mm：焊后对装配位置和定位焊质量进行检查。

七、 焊接工艺参数确定

1、根据板厚6mm，焊接电流电压范围，可选择焊接钨极直径为Φ1.6mm 焊牌 WCe-13

2、由喷嘴直径 D=(2.5～3.5)d 可得 D=(4～5.6)mm 选喷口直径D=5mm 3、气体流量 Q=(0.8～1.2)D 即（4～6）L∕min 选气体流量为6L 4、根据电流、板厚电压等可选择焊丝直径为Φ2.5mm 参数如表2

表2 板对接立焊接参数

焊接层次 打底 填充层 盖面 焊接规格∕min 2.5 焊接电流∕A 85～95 90～100 85～100 电弧电压∕V 12～14 12～13 12～14 6～8 气体流量∕(L∕min) 6～10

5、电源：直流正接

八、操作要点

将装配好的试板装夹在焊接工位上，使焊缝与工作面垂直，把间隙小的一端作为始焊端，焊接方向由下而上，左手持焊枪，右手填充焊丝。

1、准备：

⑴保证正确的持枪姿势，随时调整焊枪角度及喷嘴高度 ⑵注意气体对熔池的保护

⑶焊接时要保证电弧稳定和气流稳定

2、引弧：为了确保熔池保护良好，在引弧前5～10s供气，然后将焊枪喷嘴以45°位置斜靠在坡口内，使钨极端部离母材表面2～3mm，然后再引弧。引弧后，先对钢板进行预热，等到钢板达到熔融状态时，即可开始打底焊。

3、打底焊：打底焊时的电流略小于填充和盖面，焊枪在沿焊道中心做小幅

度摆动，摆动速度要均匀适当。在打底焊中，焊枪做小幅度反月牙形摆动，焊丝端部始终不离开熔池上边缘，保护在钝边每侧熔化0.5～1mm，焊到焊件最上方时收弧，注意先断电再收枪，使末端熔池得到充足的气体保护。焊枪和焊丝与板件之间的具体位置角度如图5。

图5 焊枪的与角度焊丝的相对位置（板对接立焊）

4、接头：接头前先用电弧将收弧处加热至熔化状态，然后将熔孔扩大到正常的焊接尺寸，再将焊丝送进至熔池中，即可重新进入焊接过程。

5、填充：填充时的操作方法与打底焊时相同，但焊接电流略大于打底焊，且焊枪的摆动幅度适当大一些，但是摆动幅度一定要平稳而均匀，以免保护气体的偏吹而使熔池失去保护状态。在焊枪摆动到焊缝两侧时应稍作停留，保证焊缝根部母材熔化，使焊缝熔合良好。

6、盖面：盖面前，将填充层焊缝的表面清理干净，以防出现夹渣等缺陷。盖面时的操作方法和填充时相同，但焊枪横向摆动应更大些，同样也要摆动平稳而均匀。在电弧熔至坡口边缘时再将电弧移走，既要保证不能出现未熔透，还要保证不能产生要变。在焊缝即将焊完时应加快焊丝的填充速度，保证焊缝的结尾饱满，达到要求的力学性能。

7、收弧：焊接结束时，首先将焊丝抽离电弧区，但不脱离保护区，避免端

部氧化。然后将焊枪移到熔池边缘上方抬高，拉断电弧，此过程中熔池不能失去。

九、注意事项

1、清理填充焊焊道及坡口上的飞溅、焊渣、打磨掉焊道上局部凸出的焊瘤。 2、盖面焊时摆动幅度较填充焊时稍大。

3、焊到顶端收弧，待电弧熄灭熔池凝固后才能移开焊枪，以免局部产生气孔。

4、一定要防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅大、焊缝形状不规则、电弧不稳等现象

十、其他

1、安全防范措施： ⑴通风措施 ⑵防护射线措施 ⑶防护高频的措施。

2、焊前预热

3、清理现场：焊接结束后，必须整理工具设备，关闭电源，清理打扫场地；做到“完工清场”；并有值日生或指导教师检查，作好记录。

十一、检验要求：

1、根据GB/T3323—2005标准中规定，由缺陷性质、数量和大小将焊接接头质量分为四等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，质量依次降低。

Ⅰ级焊接接头：不允许存在任何裂纹、未熔合、未焊透以及条形缺陷，允许一定数量和一定尺寸的圆形缺陷存在。

Ⅱ级焊接接头：不允许存在任何裂纹、未熔合及未焊透，允许一定数量和一定尺寸的条形缺陷和圆形缺陷存在。

Ⅲ级焊接接头：不允许存在任何裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透，允许一定数量、一定尺寸的条形缺陷和圆形缺陷及未焊透（指非氩弧焊封底的不加垫板的单面焊）存在。

Ⅳ级焊接接头：焊接接头中缺陷超过Ⅲ级者。

十二、参考资料

1、雷世明主编. 焊接方法与设备. 北京：机械工业出版社，2008 2、杨跃主编. 典型焊接接头电弧焊实作. 北京：机械工业出版社，2009 3、殷树言主编.气体保护焊工艺基础. 北京：机械工业出版社，2007