浅谈薄板埋弧自动焊焊接工艺

摘要：薄板埋弧自动焊在船舶及海洋工程生活区以及等功能性模块建造中，经常出现焊缝X光拍片不合格现象，缺陷性质主要为未焊透和气孔。笔者根据多年现场经验，为了降低上述埋弧焊施工缺陷的产生比例，按照埋弧自动焊工艺顺序，从原材料要求、焊前准备、焊接过程控制等方面进行总结，以提高薄板埋弧自动焊工艺质量。

关键词：薄板；埋弧焊；未焊透；气孔； 

1 原材料要求

1.1钢板的材质和规格应满足设计图纸和规范要求

1.2 钢材表面要求

钢材表面不应有气泡、结疤、裂纹、拉裂、夹杂、压入氧化皮（起皮）、分层等缺陷。

1.3焊丝的工艺性能必须匹配板材

1.4焊剂的使用性能必须匹配焊丝、板材

板材材质及焊丝焊剂选择如下表：

注：接头型式为对接

2 焊前准备

2.1设备工具

2.1.1下料设备工具—等离子切割设备、卷尺、马克笔等。

2.1.2清洁工具—风磨机、钢丝刷、风铲、扫把、畚箕等。

2.1.3埋弧焊设备工具—埋弧焊电源、埋弧焊小车、轨道、断丝钳等。

2.1.4装配工具—割枪、榔头、铁楔、卷尺、管道气（天然气/氧气）、二氧气保焊焊接电源、二氧焊小车（含送丝机构/控制系统/焊枪）、管道气（二氧化碳）、流量计、尖嘴钳等。

2.2下料

利用等离子切割设备根据技术提供的切割程序进行板材切割，并用记号笔标识项目名称、船级、材质等级、零部件号，同时，利用卷尺对切割后的板材尺寸进行测量并现场标识实际测量尺寸（长/宽/对角线）。

2.3清理

使用风磨机将拼板的缝截面以及焊接面20mm范围内的氧化物，油漆等进行打磨处理，使其露出金属光泽。

2.4焊材烘焙和领用

焊剂使用前需说明书进行烘焙（烘焙温度300-350℃，时间1.5-2小时）

2.5装配及要求

2.5.1坡口形式为I型坡口。

2.5.2拼板时，板缝间隙需控制在0-1mm以内，以防间隙过大而焊穿，如间隙过大或等离子切割后形成的非正常角度偏差，可在拼板焊缝背面进行封底焊，预防焊穿。

2.5.3 定位焊长度30-50mm，间距200-300mm左右，焊缝交叉处不可定位，定位焊距离焊缝交叉处应大于20mm以上。 

2.5.4 拼板两端装焊上引、熄弧板，尺寸为6*150*150（图1示），引、熄弧板坡口、材质、厚度应与被焊母材相同或兼容、相似。

2.5.5 拼板尺寸检查（长/宽/对角线）。

2.5.6 拼板不允许存在错边现象。

2.5.7四周采用7字码进行固定，可以有效控制板材的角度偏转变形，但不影响到板材焊接后纵横收缩水平方向收缩变形（图2示）。

2.5.8焊缝平行两侧铺上压铁，在埋弧焊机行走侧注意压铁与焊缝间的距离，确保埋弧焊机能够正常通行（图3示）。

2.5.9焊前焊缝区域要确保干燥和清洁，避免因油漆、油污、水分、锈、氧化皮等影响焊接质量。

 图一             图二          图三

3 焊接过程

3.1轨道铺设及轨距测量。

3.2焊丝与焊缝对中调整。

3.3设定焊接电流、电压、速度（参照下表）。

3.4从引弧板上开始起弧，起弧点与正式焊缝端长度不小于80mm。

3.5焊接开始后，及时观察焊缝的成型及焊透情况，并根据实际情况随时微调参数。

3.6焊接过程中随时观察焊丝与焊缝的对中，避免焊偏，一旦焊偏，极易造成焊缝焊不透，而导致RT射线拍片不合格。

3.7焊剂要做好新旧对半的混合使用。

3.8单面焊接结束后，移开焊接设备，清扫焊剂及焊渣。

3.9正面焊缝检查修补（外观检验及修补要求详见第4、第5部分）。

3.10拼板翻身。

3.11背面焊道焊前清洁打磨。

3.12开始重复3.1-3.9步骤。

3.13特别注意：尽可能做到当天拼板当天焊接，避免隔夜焊接。

4 焊后检验

4.1外观检验要求如下

4.1.1焊缝表面光顺，且余高不大于3mm。

4.1.2焊缝表面无气孔、夹渣、裂纹、焊瘤、咬边、未熔合、弧坑、焊穿、低于母材等。

4.1.3 焊缝两侧各100mm范围的马脚等需全部处理完毕。

4.2 RT检测（应满足ISO 10675-1焊缝的无损检测---射线检测验收等级）。

4.3密性试验（抽真空试验），往试验焊缝上喷洒预先配好的肥皂水，将真空试验箱附在焊缝上，试验压力为0.014Mpa，检查焊缝上是否有气泡产生，若有气泡则说明焊缝密性试验不符合，需要补焊。

5 补焊要求

补焊是针对现有焊缝有缺陷的现象进行的一种补救措施。

5.1对于焊瘤以及余高过大，可采用风磨机直接打磨光顺的方式予以解决。

5.2对于咬边、未熔合、弧坑以及低于母材的缺陷，可采直接补焊在打磨光顺处理，补焊长度不得小于50mm。

5.3 对于气孔、裂纹、夹渣、焊穿、未焊透的缺陷，需采用碳弧气刨或风磨机将缺陷予以彻底清除后方可补焊。

5.4 同一部位返修2次仍不合格的，应重新制定方案，并经业主或焊接工程师认可后方可实施。

参考文献 

[1]GB 50661-2011钢结构焊接规范

[2]AWS A5.17-2019埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂规范

[3]ISO 10675-1焊缝的无损检测---射线检测验收等级