二氧化碳气体保护焊安装过程（二氧化碳气体保护焊技术交底）

适用范围：本工艺适用于钢结构制作与安装二氧化碳气体保护焊焊接工艺。工艺规定了一般低碳钢、普通低合金钢的二氧化碳气体保护焊的基本要求。凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件的二氧化碳气体保护焊均应按本工艺规定执行。

一、材料要求

1钢材及焊接材料应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。如果用其他钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。

2焊丝。焊丝成分应与母材成分相近，主要考虑碳当量含量，它应具有良好的焊接工艺性能。焊丝含C量一般要求<0.11%.其表面一般有镀铜等防锈措施。目前我国常用的CO气体保护焊焊丝是H08Mn2SiA,其化学成分见GB 1300-77（表8-1）。它适用于焊接低碳钢和抗拉强度为500MPa级的低合金结构钢。H08Mn2SiA焊丝熔敷金属的机械性能详见GB8110-87《二氧化碳气体保护焊用焊丝》。

3 CO气体纯度不低于99.5%,含水量和含氧量不超过0.1%,气路系统中应设置干燥器和预热装置。当压力低于10个大气压时，不得继续使用。

4焊件坡口形式的选择。

要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊材，提高劳动生产率，降低成本。一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。

5不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差（δ一δ1)不超过表5规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择：否则应在厚板上作出如表中图示的单面a)或双面削薄b），其削薄长度L≥3(δ一δ1).

二、主要机具

1焊接用主要机具有：电动空压机、柴油发电机、CO焊机、焊接滚轮架。

2工厂加工检验设备、仪器、工具有：超声波探伤仪、数字温度仪、数字钳形电流表、温湿度仪、焊缝检验尺、磁粉探伤仪、游标卡尺、钢卷尺。

三、作业条件

1焊接区应保持干燥，不得有油、锈和其他污物。

2当焊接区风速过大而影响焊接质量时，应采用挡风装置。对焊接现场进行有效防护后方可开始焊接。

3施焊前打开气瓶高压阀，将预热器打开，预热10-15分钟，预热后打开低压阀，调到所需批体流量后焊接。

4直径不大于1.2mm时，二氧化碳气体流量一般为6～15L/min为宜。当选用大电流焊时，焊速提高，室外焊及仰焊时，应采用较大气体流量。

5为保证焊接过程的稳定性，细丝导电嘴孔径一般不大于焊丝直径的0.1～0.25mm，粗丝焊导电嘴孔径一般应不大于焊丝直径的0.20～0.40nim。送丝软管内的曲率半径不得小于150mm，

6焊丝伸出长度以10倍焊丝直径为宜。

7焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。

8施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。焊接连接组装允许偏差值见表8的规定。

四、施工工艺

工艺流程：

(二)操作工艺：

1焊丝直径的选择。根据板厚的不同选择不同的直径，为减少杂质含量，尽量选择直径较大的焊丝，见表1。

2焊接电流和电弧电压的选择，见表2.

3典型的短路过渡焊接工艺参数，见表3。

4细颗粒过渡的电流下限值及电弧电压范围，见表4.

5 1.6焊丝CO半自动焊常用工艺参数，如表5。

6半自动焊时，焊速不超过0.5m/min。

7 CO气体保护焊必须采用直流反接。

8重要焊缝要加引弧板、熄弧板，其材质和坡口形式应与焊件相同。引弧和熄弧焊缝长度应大于或等于25mm。引弧和熄弧板长度应大于或等于60mm 。引弧和熄弧板应采用气割的方法切除，并修磨平整，不得用锤击落。

9打底焊层高度不超过4mm填充焊时焊枪横向摆动，使焊道表面下凹，且高度低于母材表面1.5～2mm；盖面焊时焊接熔池边缘应超过坡口棱边0.5～1.5mm,防止咬边。

12对于非密闭的隐蔽部位，应按施工图的要求进行涂层处理后，方可进行组装；对刨平顶紧的部位，必须经质量部门检验合格后才能施焊。

13 焊接工艺参数示例：

焊丝CO2焊全熔透对接接应焊件的焊接工艺参数，见表7。

焊丝CO2焊T型接头贴角焊件的焊接工艺参数，见表8。

14在组装好的构件上施焊，应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行，以控制焊后构件变形。

(1)控制焊接变形，可采取反变形措施，其反变形参考值见本篇第5章表5.4.2-4。焊接收缩量参见本篇第5章表5.4.2-5。

(2)在约束焊道上施焊，应连续进行：如因故中断，再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。

(3）采用多层焊时，应将前一道焊缝表面清理干净后再继续施焊。

15因焊接而变形的构件，可用机械（冷矫）或在严格控制温度的条件下加热（热矫）的方法进行矫正。

(1)普通低合金结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于-16℃；热矫时，其温度值应控制在900℃以下。

(2)普通碳素结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于-20℃：热矫时，其温度值不得超过900℃。

(3)同一部位加热矫正不得超过2次，并应缓慢冷却，不得用水骤冷。

五、质量标准

详见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001。

六、成品保护

1 构件焊接后的变形，应进行成品矫正，成品矫正一般采用热矫正，加热温度不宜大于650℃，构件矫正应符合下列要求：

2凡构件上的焊瘤、飞溅、毛刺、焊疤等均应清除干挣。要求平的焊缝应将焊缝余高磨平。

3根据装配工序对构件标识的构件代号，用钢印打入构件翼缘上，距端500MM范田内。构件编号必须按图纸要求编号，编号要清晰、位置要明显。

4应在构件打钢印代号的附近，在构件上挂铁牌，铁牌上用钢印打号来表明构件编号。

5用红色油漆标注中心线标记并打钢印。

6钢构件制作完成后，应按照施工图的规定及《钢结构工程施工质量验收规范》进行验收，构件外形尺寸的允许偏差应符合上述规定中的要求。

七、应注意的问题

(一)材料和质量要求：

1材料的关键要求。

(1)焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

(2）重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

(3）所用钢材及焊接材料的规格、型号、材质以及外观检查，均应符合设计图纸和规程的要求。

2技术关键要求。

焊工应严格按照焊接工艺及技术操作规程施焊。

3质量关键要求。

建筑钢结构焊接质量检查应由专业技术人员担任，并须经岗位培训取得质量检查员岗位合格证书。

4职业健康安全关键要求。

焊工须有合格证及施焊资格，禁止无证上岗。

5环境关键要求。

雪雨天气时，禁止露天焊接。构件焊区表面潮湿或有冰雪时，必须清除干净方可施焊。在四级以上风力焊接时，应采取防风措施。

(二)质量记录。

作好质量记录。

(三)安全环保措施

1认真贯彻执行国家有关安全生产法规，认真贯彻执行有关施工安全规程。同时结合公司实际，制定安全生产制度和奖罚条例，并认真执行。

2牢固树立“安全第一”的思想，坚持预防为主的方针，对职工经常进行安全生产教育，定期开展安全活动，充分认识安全生产的重要性，掌握一定的安全生产知识，对职工进行安全生产培训。在安全生产上，一定要克服麻痹思想。

3坚持所有进入车间的人员必须戴安全帽，每天上班前检查车间用气体的安全措施。

4搞好安全用电。所有电缆、用电设备的拆除、车间照明等均由专业电工担任，要使用的电动工具，必须安装漏电保护器，值班电工要经常检查、维护用电线路及机具，认真执行JGJ46-88标准，保持良好状态，保证用电安全。

5各种施工机械编制操作规程和操作人员岗位责任制，专机专人使用保管，特殊工种必须持证上岗。

6切实搞好防火。氧气、乙炔气要放在规定的安全处，并按规定正确使用，车间、工具房、操作平台等处设置足够数量的灭火器材。电焊、气割时，先注意周围环境有无易燃物后再进行工作。

7文明施工具体措施：

(1)对施工人员进行文明施工教育，加强职工的文明施工意识。

(2）实行区域管理，划分责任范围，定期进行文明施工检查。

（3)切实加强火源管理。车间禁止吸烟，电、气焊及焊接作业时应清理周围的易燃物，消防工具要齐全，动火区域要安放灭火器，并定期检查。

(4) 废料要及时清理，并在指定地点堆放，保证施工场地的清洁和施工道路的畅通。

(5)做好成品的外观及形体保护，减少污染。

(四)当设计对厚板有Z向性能要求时的焊接工艺措施。

在高层及超高层钢结构中，大量采用厚板焊接。由于钢板存在微裂纹等缺陷、Z向力学性能差，因此厚板焊接、特别是大于40mm钢板焊接时，易导致层状撕裂。

1选择合理的焊接节点连接形式：

由于规范往往只考虑节点连接的强度及施工的可行性，而对厚板焊接时的层状撕裂未做明确规定，因此在按规范要求进行焊接设计时并不能保证避免层状撕裂的现象发生。为此，在进行大于40mm厚钢板焊接时，应选择合理的节点连接形式，图1以减小局部区域由于焊缝收缩引起应力集中或尽量避免钢板Z向受拉。

(1)在满足要求焊透深度的前提下，采用较小的焊接坡口角度及间隙，图1 (a).

(2)在角接接头中，采用对称坡口或偏向册板的坡口，减小板厚方向承受的收缩应力，图1（b）。

(3）采用对称坡口，减小焊接收缩应力，图1 (c).

(4）在T型或角接接头中，不应在厚板方向受焊接拉应力的板材端部设置焊缝，而应使该板厚度方向受拉的板材端部伸出接头焊缝区，图1 (d）。

(5）在T型、十字型接头中采用过渡段，以对接接头取代T型、十字型接头，图1（e）、图1（f)。’

(6)对大型连接节点，建议采用图的构造设计来避免或减小厚度方向的应变，图1（g）。

2焊材及母材的选择。

(1)对有特殊要求的部位，可选用Z向延性性能好的钢材；

(2)在满足受力要求的前提下，尽可能选择屈服强度低的焊条。

3使用涂层和垫层。

采用软金属丝（一般为低强度的焊条）做垫层，使收缩变形发生在焊缝中，而避免在母材中产生应力集中。或在节点焊缝处涂焊一层低强度延性焊接金属，让焊缝收缩变形发生在涂焊金属中。图2.

4防止层状撕裂的工艺措施。

T型焊接时，在母材板面用低强度焊材先堆焊塑性过渡层，图3.

(2）厚板焊接时，可采用低氢型、超低氢型焊条或气体保护焊施焊，并适当的提高预热温度。

(3）当板厚≥80mm时，对I类或Ⅱ类以上钢材箱形柱角焊缝，板边火焰切割面宜用机械方法去处淬硬层，图4。

(4)对大尺寸熔透焊，可采用窄焊道焊接技术，并选择合理的焊道次序，以控制收缩变形，焊接过程中，应用锤击法来消除焊缝残余应力。

(5)采用合理的焊接顺序和方向。

先焊收缩量较大的焊缝，使焊缝能较自由地收缩；

先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝；

先焊工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。

(6）采取反变形降低局部刚性。

(7)当焊缝金属冷却时，锤击焊缝区。

锤击时温度应维持在100℃～150℃之间或在400℃以上，避免在200℃～300℃之间进行；

多层焊时，除第一层和最后一层焊缝外，每层都要锤击。

(8）焊前预热。

(9)加热减应区。

(二)附加说明。

1工艺参数对焊缝形状的影响，见下图。

2其他因素对焊缝形状的影响。

(1)引弧。引弧前要求焊丝端头与焊件保持2-3mm的距离。还要注意剪掉粗大的焊丝端头，因为球状端头的存在等于是加粗了焊丝直径，并且该球面端头覆盖了一层氧化膜，对引弧不利。为清除未焊透、气孔等引弧的缺陷，对接焊应采用引弧板，或在距板材端部2~4mm处引弧，然后缓慢引向接缝的端头，待焊缝金属熔合后，再以正常焊接速度前进。

(2)熄弧。一条焊缝焊完后，应注意将收尾处的弧坑填满。如果收尾时立即断弧则会形成低于焊件表面的弧坑，过深的弧坑会使焊道收尾处的强度减弱，并且容易造成应力集中而产生裂纹。

(3)T型接头焊接时．易产生咬边、未焊透、焊缝下垂等现象。为了防止这些缺陷，在操作时，除了正确执行焊接工艺参数，还要根据板厚和焊角尺寸来控制焊丝的角度。如果焊角尺寸为5mm以上，可将焊丝水平移开离夹角处1～2mm。见下图。

(4)焊角尺寸小于8mm时，可以采用单层焊。焊角尺寸小于5mm时，可用直线移动法和短路过渡法进行匀速焊接。焊角尺寸在5～8mm之间时，可采用斜圆圈形送丝法进行焊接。

(5）焊角尺寸在8～9mm时，焊缝可用两层两道焊，第一层用直线移动送丝法施焊，电流稍偏大，以保证熔深足够。第二层，电流稍偏小，用斜圆圈形左焊法施焊。焊角尺寸大于9mm时，可用多层多道焊。无论是多层多道焊或是单层单道焊，在操作中使每层的焊角在该层中从头到尾一致，保证均匀美观，其起始端和收尾端的操作要领同前面所述。

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