第一篇：CO2焊接工藝及其在造船中的應用

CO2焊接工藝及其在造船中的應用

——焊接工藝及設備論文

作者：邱廣賀

周凱莉

姜興海

陳家奧

張世超

杜宗憲

分工情況：

邱廣賀：負責整體概況，及所有章節編寫。

周凱莉：負責焊接工藝部分資料查找。

姜星海：負責應用案例部分資料查找。

陳家奧：負責論文排版布局。

張世超：負責論文修改審查。

杜宗憲：負責論文打印裝訂。

2014.12

CO2焊接工藝及其在造船中的應用

摘 要：CO2氣體保護焊是利用CO2作為保護氣體的一種熔化極電弧焊方法，簡稱CO2焊。該項技術無論在研究開發的深度方面，還是在應用的廣度方面, 都有了很大發展。本文通過對CO2氣體保護焊的介紹，以及對CO2氣體保護焊在造船業的應用的闡述，并通過對我國造船業焊接技術現狀及日本造船業焊接技術現狀的對比，從而展望我國船用焊接技術的發展前景。

關鍵詞：CO2氣體保護焊；焊接工藝；造船

正 文：

1.CO2氣體保護焊的特點

CO2氣體保護焊是用CO2作為保護氣體,依靠焊絲與焊件之間產生的電弧來熔化金屬的一種電弧焊接法。CO2氣體比重大,受電弧加熱后體積膨脹大,所以在保護電弧和焊接熔池、避免有害氣體侵入方面,效果顯著。其特點如下: 1.CO2氣體是酒精廠的附產品,來源廣,價格低,而且消耗的焊接電能少,其焊接成本只有埋弧焊和手弧焊的40%～60%；

2.因使用的焊接電流密度高達100～200安/毫米2,使熔深增大,焊絲熔化率提高, 熔敷速度加快。另外, 焊后沒有焊渣,特別是在進行多層焊時,節省了清渣時間, 所以其生產率通常比手弧焊高1～4倍；

3.可使焊工不必在窄小艙室等惡劣環境下進行手工仰焊；

4.CO2氣體保護焊中,熔池具有強烈的沸騰現象,有利于氣體逸出,同時由于采用了高錳硅型焊絲,使焊縫金屬的還原作用大為增加,對鐵銹的敏感性大為降低。因此, 焊縫中不易產生氣體,而且含氫量低,其強度和沖擊韌性都較高；

5.由于熔深大,工作的鈍邊也可由手弧焊的2mm到4～6mm,坡口角度可由一般的60°減少到45°,這樣也就大大減少了熔敷金屬量； 6.由于電弧熱量集中,加熱面積小,焊速快,同時CO2氣流具有較大的冷卻作用, 因此焊接熱影響區和焊接變形較小,特別適合于焊接薄板；

7.由于是明弧焊,可以看清電弧和熔池,能隨時發現問題而加以調整。同時,CO2半自動焊具有手弧焊的靈活性,特別適宜于全位置焊接。CO2氣體保護焊還易于實現機械化和自動化；

8.CO2氣體保護焊也存在一些不容忽視的問題,如:飛濺較大,焊縫表面形成較差；不能在有風的地方施焊,否則容易出現氣孔；很難用交流電焊接,焊接輔助設備較多。

2.CO2氣體保護焊的焊接工藝參數的選擇

合理地選擇焊接工藝參數是獲得優良焊接質量和提高焊接生產率的主要條件。

2.1 焊絲直徑的選擇

焊絲直徑應根據焊件厚度、焊接位置及生產率的要求來選擇。當焊接薄板或中厚板的立橫、仰焊時,多采用直徑在1.6mm以下的焊絲；在平焊位置焊接中厚板時,可以采用直徑1.2mm以上的焊絲。焊絲直徑的選擇可參照下表：

2.2 焊接電流

用直徑0.8～1.6mm的焊絲,短路過渡時,焊接電流通常在50～230A內；對于平板外縫和底板內縫這種水平位置的焊縫,為了提高焊接速度,可以選取25OA以上電流,與焊絲直徑相適應。

2.3 電弧電壓

當焊絲直徑、電流、焊接位置一旦確定,最佳的焊接電弧電壓往往只有2V左右的變化(通常電弧電壓在17～24V范圍內),必須仔細認真地進行調整,過高或過低都會影響焊縫成形或產生飛濺,或易生成氣孔,或是電弧不穩定。

2.4 焊接速度

在一定的焊絲直徑、焊接電流和電弧電壓條件下,焊速增加,熔寬與熔深減小, 焊速過大, 容易產生咬邊及熔合等缺陷, 且氣體保護效果變差,可能出現氣孔；但焊速過低,則生產率下降。一般焊接速度控制在15～40m/h。

2.5 焊絲伸出長度

焊絲伸出長度對焊接過程的穩定性、飛濺、焊縫的成形及氣體保護均有影響, 伸出過長過短都不合適。焊絲伸出長度取決于焊絲直徑,一般約等于焊絲直徑的10倍,且不超過15mm。

2.6 CO2氣體的流量

CO2氣體流量應根據焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長度及噴嘴直徑等選擇, 細絲為5L/min～15L/min ,粗絲為2OL/min。

2.7 電源極性及電路電感值

為了減少飛濺,保證焊接電弧穩定燃燒,一般都采用直流反接。

電路電感值應根據焊絲直徑和電弧電壓來選擇。電感值通常隨焊絲直徑增加而增大,可通過試驗來確定,若焊接過程穩定,飛濺很少,則此電感值是合適的。

3.我國船用焊接技術發展現狀 3.1 我國船用焊接設備技術發展現狀 從圖2中分析可知，我國的機械化、自動化焊接主要是半自動CO 焊和埋弧自動焊等，焊接機器人幾乎等于零,因此處于自動化焊接的初級階段，與日本、韓國相比存在較大的差距，尤其在機器人焊接方面存在較大的發展空間。

3.2 我國船用焊接材料技術發展現狀

一個國家焊接消耗材料的生產情況可以反映該國焊接技術的總體水平。近8年來我國產量增加了兩倍多。僅統計焊條與焊絲，1996年產量為62.96萬噸，發展到2003年已達192萬噸，如果加上進口的焊材，總耗量超過200萬噸，成為世界最大的焊材生產與消費國家。

但從不同焊材的產量構成看（表4）,在我國生產的焊材中，手工焊的焊條產量一直占75%以上，而機械化、自動化焊接需要的各種焊絲總量不足25%。按熔敷金屬計算，我國焊接機械化、自動化率僅能達到35%左右，而世界工業發達國家一般都在60%以上。可見我國焊接生產的總體自動化率仍比較低。埋弧焊多在船舶、壓力容器、管道和鋼結構件的制造中使用。我國埋弧焊絲的產量近年來也有較大增長，但是只占焊材總量的5%左右。而工業發達國家埋弧焊絲的比例一般在8%～10%。

目前我國船廠焊接高效化率平均已達到90%以上，而且所應用的焊接材料除小部分的專用藥芯焊絲需要進口外，其余均已采用國產焊接材料，這也為降低焊接成本作出一定的貢獻。表5為2003年我國船廠使用的焊材比率。

4.日本船廠應用CO2氣保護焊近況 總的說,日本造船焊接技術朝著效率更高、更機械化、更實用的方向發展。一些原有的焊接工藝更成熟,配套裝置更完善,機器人的應用在船用管子焊接中基本過關,在造船的其他工位也開始逐步應用。

4.1 部件裝配階段的應用

由于日本船廠目前采用的鋼板日趨大型,最大的鋼板尺寸達4.5×22m。因此, 有些船廠已開始采用單板法工藝進行造船,即在鋼板拼板焊接前預先焊裝加強筋板的方法。

拼板焊接多見FCB法,機頭大多為多頭焊機。如長崎造船廠在拼板工位上的埋弧焊機為三絲埋弧焊機。焊接時,前絲通常采用中4.8mm焊絲,后二根絲則較祖, 均為巾φ6.4mm。焊機導向采用前導向輪在焊縫坡口內導向的辦法,以減少搬運安裝軌道的工作量。實際施工時,則根據不同的板厚選擇單絲、雙絲或三絲,保證一次焊接即能完成一條捍縫。

為了提高加強筋板的焊接效率,日本各船廠廣泛在多頭焊機上下功夫。例如前面提到的香燒工場20頭CO2自動角焊機,一次可同時完成5根肋骨板的角焊, 效率極高。整個裝置較為龐大,所有的焊機、焊絲都固定在可移動橫梁架上,而控制系統則負責對中、焊接工藝參數、焊接同步等的控制。另外,在香燒工場還見到1臺“十點同時點焊機雙,主要用以焊接“L”型加強筋板,目的是減少焊接工作量和焊接變形, 提高焊接效率。焊點的間距約為200mm,焊后的焊點直徑通常達25mm。由于不同于塞焊,其筋板厚度通常以小于6mm為宜。完成10點焊接僅需時7s。點焊時采用中φ1.6mmCO2氣保護焊絲進行焊接,效率頗高。而對于大型“T”排。以及重復性較大的零件,則大都在專用的角焊裝置上進行角接焊,盡可能減少手工操作。

4.2 船臺裝配階段的應用

日本造船焊接的一大特點是盡可能多地采用單面焊接方法。船臺裝配階段CO2氣保護焊的應用情況大致如下:(1)甲板的焊接

甲板的縱縫由于裝配條件較好,因此大都采用單絲或雙絲的FAB單面焊法,而橫接縫的焊接由于裝配間隙、板邊差、焊接位置等因素,不少部位則采用CO2氣保護單面焊接法,其反面襯墊在香燒工場多見新日鐵提供的SB-41襯墊。蓋面層考慮到提高焊接效率,多數采用埋弧自動焊蓋面。

(2)舷側板的焊接

三家船廠對舷側邊板橫向對接縫的焊接,均采用SB-41襯墊的CO2氣保護半自動單面焊方法。襯墊粘貼在舷側板內側,焊工則在外側面焊接。為防止風的干擾,焊接區局部用一矩形擋風框。立向對接焊縫所用襯墊亦同,不同的是,對于彎曲段的焊接大都見襯墊粘貼于舷側板外側,即焊工在內側面進行焊接。平直段則采用SEGARC-2裝置的垂直自動氣電焊(國內部分船廠已有引進),襯墊為KL-4GT專用襯墊,悍絲為DWS-43G。據介紹,工藝上要求坡口伺隙通常為6±2mm , 板邊差應小于1mm。

5.我國船用焊接技術的發展前景

5.1 大力發展逆變焊機，提高逆變焊機的使用比例

電弧焊是造船廠最重要、應用最廣泛的一種焊接工藝，在船舶建造中要獲得優良的焊接質量，就必須有好的焊接設備作保證。逆變式弧焊機具有良好的電氣性能和焊接工藝性能，是目前國際上公認的最先進的電焊機，也是最具有發展潛力的一種焊機。在造船廠推廣應用IGBT逆變式CO2焊機最具有現實和長遠的技術經濟價值。

5.2 大力推廣應用藥芯焊絲

藥芯焊絲是20世紀后期飛速發展起來的一種新型焊接材料，它摒棄了焊條和實芯焊絲的缺點，并進一步發展了兩者的優越性。其特點是高效（熔敷效率是手工焊條的4倍，比實芯焊絲也高許多）、焊接質量優良、節能、節材、綜合成本低、焊接工藝性能好，且可與CO2焊接工藝相結合，目前船廠已普遍采用CO2氣保藥芯焊絲來焊接船舶結構。

5.3 大力發展新工藝、新方法

重點推廣應用平面分段裝焊流水線拼板工位多絲埋弧自動焊單面焊雙面成形新工藝、新裝備。船體平面分段構架裝焊采用半自動或自動氣體保護角焊工藝，船臺大合攏時的垂直對接縫（長度達15～30m）采用CO2氣電垂直自動焊工藝提高焊接速度的雙絲單面MAG焊接技術與裝備。

參考文獻：

[1] 劉斌.金屬焊接技術基礎.國防工業出版社，2012.7.[2] 張洪濤，陳玉華.特種焊接技術.哈爾濱工業大學出版社，2013.8.[3] 黃新珍,馬玉江,陳家本.船舶工業技術經濟信息.《現代船舶工業中逆變焊機與氣保護焊絲的應用情況》,2004.227(3):38-41.[4] 陳家本,鄭惠錦.船舶焊接技術與可持續發展.機械工人,2005.10.[5] 船舶高效焊接技術指導組2003年工作總結和2004年工作計劃，2004.7.[6] 陳家本.船舶焊接機械化、自動化的概況與發展趨勢.船舶高效焊接,2004.7.[7] 林尚揚.我國焊接生產現狀與焊接技術的發展.船舶工程,2005.2.

第二篇：材料熱力學在焊接中的應用

材料熱力學在焊接中的應用

1.材料熱力學在呂鐵異種材料連接中的應用

鋁及鋁合金具有比強度大、重量輕等特性“而鋼具有高強度、抗腐蝕性等優點”因此鋁和鋼的焊接結構具有越來越廣泛的應用前景。但對鋁/鋼異種金屬材料連接而言“兩者之間的固溶度很低”物理化學性能差異明顯“極易反應生成一定厚度的Fe-Al金屬間化合物”，生成的金屬間化合物主要以脆性相為主, 根據二元相圖,鐵和鋁兩者相互作用可以形成Fe3Al , FeAl2 , Fe2Al5 與FeAl3等一系列金屬間化合物"。為進一步探明鋁/鍍鋅鋼板界面反應區的組織結構與生成物和進一步說明在鋁/鋼異種金屬焊接過程中各Fe-Al金屬間化合物的生成機理，可以采用熱力學計算的方法，預測鋁/鍍鋅鋼板焊接接頭界面處各Fe-Al金屬間化合物相生成的可能性。

各種Fe-AL-金屬間化合物相的吉布斯標準自由能可表示為

純液態鐵的自由能為:

左式中的一項是體心立方晶格的鐵的標準吉布斯自

由能，第二項是具有磁性的鐵的吉布斯自由能，第三項是非磁性Bcc鐵轉化為液態鐵時的吉布斯自由能的變化

在二元組分體系中,某一組分的偏摩爾吉布斯自由能即為該組分的化學勢,因此可得:

同理,可得AI的化學勢。金屬間化合物的吉布斯自由能變化計算和繪圖的結果如下圖所示：

通過計算可以得出Fe Al形成相的標準吉布斯自由能最大，當溫度介于300~1500 K時，形成Fe Al的吉布斯自由能大于零，所以在焊接鋁和鋼的過程中Fe Al不可能生成Fe Al而其他化合物在此溫度區間內均可形成。

另外，有關研究發現，FeAl2是一種亞穩相，因而在焊接過程中，這種化合物也不可能生成。而Fe3Al的生成吉布斯自由能在溫度低于900 K時小于零，當溫度超過900 K時大于零。且整個溫度范圍內幾乎接近于零，說明在溫度小于900 K時，該化合物在鋁鐵界面上可能生成，當溫度超過900K時，該化合物在鋁鐵界面上不可能生成。由計算還可得Fe2Al5的吉布斯自由能變化比生成FeAl3的要小得多。根據吉布斯判據，吉布斯自由能的值越負，說明反應的自發性越強，故在鋁/鍍鋅鋼板焊接接頭界面處開始形成的金屬間化合物可以認是Fe2Al5此 外Fe2Al5相具有斜方型晶體結構，沿C軸具有較多原子空位，AL原子容易占據此處，因此Fe2Al5長大很快，在隨后的冷卻過程中Fe2Al5與多余的Al原子結合而生成層次不齊的Fe3Al相。通過上面的熱力學分析可知，在鋁/鍍鋅鋼板焊接接頭界面處可以生成Fe2Al5和FeAl3這兩種化合物相。

通過對Fe-Al金屬間化合物的熱力學計算，結果表明，在鋁/鋼異種金屬焊接界面處可以生成Fe2Al5和FeAl3兩種化合物相，與實驗結果基本一致。并且由于生成的Fe2Al5的吉布斯自由能變化比生成FeAl3的要小得多，故在界面上Fe2Al5要比FeAl3優先生成，而FeAl3相是在熔體冷卻過程中Fe2Al5與Al原子結合而生成的。

2材料熱力學在研究焊縫形成過程中的應用

研究鈦合金電子束焊接接頭相變的熱力學特征，從熱力學角度分析鈦合金電子束焊接接頭在不同的熱處理條件下形成不同組織結構的機制，可以為通過改變熱處理制度控制鈦合金電子束焊接接頭相變的方法提供理論基礎。通過熱力學研究鈦合金電子束焊接接頭相變的熱力學特征表明，鈦合金電子束焊接接頭的相變驅動力來源于新相馬氏體和母相的化學自由能差，形成的馬氏體貫穿整個晶粒，并且其取向呈一定的角度；低于Ms點的焊后熱處理只能使馬氏體長大，而高于Ms點的焊后熱處理不僅使馬氏體長大，還使部分β相成為飽和固熔體，并殘留在馬氏體片層之間。

總之，材料熱力學在焊接中有著重要的應用，材料熱力學是研究焊縫成型與熔渣的重要理論基礎。焊縫成型過程中金屬的凝固是非常快的，在較大溫度梯度下組織轉變必然與其他不同，但它也不可例外的符合熱力學規律，因此利用熱力學研究焊縫成型過程及產物是可靠的。熱力學在焊接熔渣的活度研究方面也有著重要的應用，由于焊劑的復雜性研究各個成分的活性，從而確定各成分的作用與配比，以有助于焊接質量的提高。利用材料熱力學的知識研究氣體夾雜等對焊縫的影響方面也是和有用的。

第三篇：超聲波探傷儀在焊接中的應用

超聲波探傷儀在焊接中的應用

一、無損檢測的方法: 無損檢測的常規方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內部缺陷，而射線照相等方法則可以通過各種各樣的儀器或設備來進行檢測，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內部缺陷，也可以大大進步檢測的正確性和可靠性。至于用什么方法來進行無損檢測，這需根據工件的情況和檢測的目的來確定。

二、超聲波的常識: 超聲波頻率超過人耳聽覺，頻率比20千赫茲高的聲波叫超聲波。用于探傷的超聲波，頻率為0.4-25兆赫茲，其中用得最多的是1-5兆赫茲。利用聲音來檢測物體的好壞，這種方法早已被人們所采用。例如，用手拍拍西瓜聽聽是否熟了；醫生敲敲病人的胸部，檢驗內臟是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來判定聲響的檢測法，比聲響法要客觀和正確，而且也比較輕易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有探測間隔大，探傷裝置體積小，重量輕，便于攜帶到現場探傷，檢測速度快，而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測用度較低等特點，目前建筑業市場主要采用此種方法進行檢測。

三、超聲波探傷在焊接中的應用: 首先要了解圖紙對焊接質量的技術要求。目前鋼結構的驗收標準是依據GB50205-95《鋼結構工程施工及驗收規范》來執行的。標準規定：對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規范規定要求做100%超聲波焊接；對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規范規定要求做20%超聲波探傷；對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為三級時不做超聲波內部缺陷檢查。在此值得留意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫，其探傷比例按每條焊縫長度的百分數計算，并且不小于200mm。對于局部探傷的焊縫假如發現有不答應的缺陷時，應在該缺陷兩真個延伸部位增加探傷長度，增加長度不應小于該焊縫長度的10%且不應小于200mm，當仍有不答應的缺陷時，應對該焊縫進行100%的探傷檢查，其次應該清楚探傷時機，碳素結構鋼應在焊縫冷卻到環境溫度后、低合金結構鋼在焊接完成24小時以后方可進行焊縫探傷檢驗。另外還應該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止在實際工作中接觸到的要求探傷的盡大多數焊縫都是中板對接焊縫的接頭型式，所以下面主要就對焊縫探傷的操縱做針對性的總結。

一般地母材厚度在8-16mm之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進行探傷前的預備工作。在每次探傷操縱前都必須利用標準試塊（CSK-IA、CSK-ⅢA）校準儀器的綜合性能，校準面板曲線，以保證探傷結果的正確性。具體的方法如下：

1、探測面的修整：應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側探傷面的修整寬度一般為大于即是2KT+50mm，（K:探頭 K值，T：工件厚度）。一般的根據焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如：待測工件母材厚度為10mm,那么就應在焊縫兩側各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應考慮到粘度、活動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗，而且經濟，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

3、由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側進行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調節儀器的掃描速度。

5、在探傷操縱過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉角掃查、環繞掃查等幾種掃查方式以便于發現各種不同的缺陷并且判定缺陷性質。

6、對探測結果進行記錄，如發現內部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內部缺陷分級應符合現行國家標準GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》的規定，來評判該焊否合格。假如發現有超標缺陷，向車間下達整改通知書，令其整改后進行復驗直至合格。

四、焊縫檢驗 焊縫檢驗方法: 1,外觀檢查.2,致密性試驗和水壓強度試驗.3,焊縫射線照相.4,超聲波探傷.5,磁力探傷.6,滲透探傷.關于返修規定:具體情況具體對待,總之要力爭減少返修次數在廠房建設及設備安裝中大量使用鋼結構，鋼結構的焊接質量十分重要，無損檢測是保證鋼結構焊接質量的重要方法。一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質進行正確的評判，只是根據熒光屏上得到的缺陷波的外形和反射波高度的變化結合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。對于內部缺陷的估判以及缺陷產生原因和防止措檀越有有以下幾點：

1.氣孔：單個氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩定。從各個方向探測，反射波大體相同，但稍一動探頭就消失，密集氣孔會出現一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當探頭作定點轉動時，會出現此起彼落的現象。產生這類缺陷的原因主要是焊材未按規定溫度烘干，焊條藥皮變質脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時電流過大，電弧過長；埋弧焊時電壓過高或網絡電壓波動太大；氣體保護焊時保護氣體純度低等。假如焊縫中存在著氣孔，既破壞了焊縫金屬的致密性，又使得焊縫有效截面積減少，降低了機械性能，特別是存鏈狀氣孔時，對彎曲和沖擊韌性會有比較明顯降低。防止這類缺陷防止的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規定溫度烘干，坡口及其兩側清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。2.夾渣：點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似，條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動，從各個方向探測時反射波幅不相同。這類缺陷產生的原因有：焊接電流過小，速度過快，熔渣來不及浮起，被焊邊沿和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學成分不當，含硫、磷較多等。防止措施有：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈，多層焊時必須層層清除焊渣；并公道選擇運條角度焊接速度等。

3.未焊透：反射率高，波幅也較高，探頭平移時，波形較穩定，在焊縫兩側探傷時均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點，承載后往往會引起裂紋，是一種危險性缺陷。其產生原因一般是：坡口純邊間隙太小，焊接電流太小或運條速度過快，坡口角度小，運條角度不對以及電弧偏吹等。防止措施有：公道選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

4.未熔合：探頭平移時，波形較穩定，兩側探測時，反射波幅不同，有時只能從一側探到。其產生的原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過小或過大，焊條角度不對，電弧偏吹等。防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操縱防止焊偏等。

第四篇：焊接工藝指導書

焊接工藝指導書 下載此文本文檔

第1頁/共2頁 下一頁>

文本預覽：

湖北鄂東長江公路大橋 A、D 匝道 鋼箱梁制作與安裝 焊接工藝指導書

中國十五冶金建設有限公司 湖北鄂東長江大橋項目經理部 湖北鄂東長江大橋項目經理部 二 OO 九年五月

目

一、編制依據

二、焊接質保體系程序

三、焊接工藝規程 錄

目前進場焊接 焊接設備技術參數及操作細

四、目前進場 焊接 設備技術參數及操作細 則 附件： 附件：

1、焊接人員證件復印件、2、焊接工藝評定報告、編制依據

本質保資料按《公路橋涵施工技術規范》 本質保資料按《公路橋涵施工技術規范》JTJ041-2000、施工技術規范、《鐵路鋼橋制造規范》TB10212-98、低合金高強度結構鋼》 鐵路鋼橋制造規范》、低合金高強度結構鋼》 《 GB/T1591-94、《 金 屬 材 料 室溫拉伸試驗方法》

GB/T228-2002、金 屬 材 料 夏 比 擺 錘 沖 擊 試 驗 方 法 》 《 GB/T229-2006、金屬材料 彎曲試驗方法》、《 彎曲試驗方法》 GB232-1999、承、《 壓設備無損檢測第二部分:射線檢測》 《鋼 壓設備無損檢測第二部分 射線檢測》JB/T4763.2-2005、鋼 射線檢測、《 焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》 焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345-89 等 編制。編制。焊接質保體系程序

1、優化生產管理體系和質量保證體系的人員組成，建立健全責任制。建立了以項目經理為組長、項目總工程師為副組長、項目經理部各部 門負責人、各施工主任、技術負責人為主要成員的質量管理領導小組，建立健全崗位責任制，完善質量監督控制網絡，實行全面質量管理，使焊接的每個環節都得到控制。

2、宣傳教育，改變人們對質量的陳舊觀念，提高質量意識。加強了 宣傳教育力度，嚴格執行質量管理制度，實行科學管理，召開多種形 式的評比會、現場會、分析會、宣傳會。在項目施工中做到“三工教 育”（工前教育、工中指導、工后講評）；“三不交接”（無自檢記錄不 交接、無施工記錄不交接、無專職質檢員簽字不交接）；

3、增加自檢與抽檢頻率。對每道切割切口嚴格把關，保證自檢頻率。由項目總工組織項目經理部工程部和質檢部對施工隊伍的原材料、機 械設備、人員數量質量、焊接工藝方法、關鍵工序和焊接質量進行抽 檢。

4、建立健全對各崗位人員在崗及責任落實情況的檢查制度，即上級 對下級檢查，監理對承包人的檢查等。建立健全項目經理、項目副經理、總工程師、項目經理部各部門 及負責人、施工技術負責人、檢測員的崗位責任制，加強崗位責任制 的落實工作的檢查，項目經理部檢查各部、各施工隊的質量保證體系，施工隊檢查各施工組乃至各序操作人的質量保證體系。

6、加強工地檢測的管理，確保儀器設備符合規定、檢測操作符合標

準、檢測結果數據可信。配備齊全的檢測、測量儀器設備。儀器設備均經過國家計量部門 標定。操作人員熟悉檢測規程、操作步驟和注意事項，并對所使用的 儀器設備性能完全了解，操作過程中檢測人員應在規定范圍操作，保 證檢測數據真實可信，嚴禁偽造修改數據。

7、完善科技文件的管理制度，所有科技文件、科技材料及時歸檔，確保所提交的科技文件、材料（質量保證資料）全面、真實、完整。建立健全完善的資料管理體系和資料流程，按照流程和分類對質量保 證資料進行上報、收集、整理、歸檔，上述過程，由工程部、質檢部 組織人員對質量保證資料的全面性、真實性、完整性、及時性進行檢 查。焊 接 工 藝 規 程

1、基本要求： 1.1 鋼箱梁結構件的所有焊縫必須嚴格按照焊接工藝評定報告所制定 的焊接工藝執行。1.2 焊工應經過考試并取得合格證后方能從事焊接工作。焊工停焊時 間超過六個月，應重新考核。1.3 焊縫金屬表面焊波均勻，無裂紋。不允許有沿邊緣或角頂的未熔 合溢流、燒穿、未填滿的火口和超出允許限度的氣孔、夾渣咬肉等缺 陷。焊接后應等焊縫稍冷卻后再敲去熔渣。1.4、所有對接焊縫均為I級焊縫，必須焊透，咬合部分不小于0.2 mm。腹板與面板及底板之間貼角焊縫，并開坡口焊透，焊縫標準為I級，支座處橫隔板與面底板及腹板為貼角焊縫，必須焊透，焊縫標準為I 級焊縫。其它橫隔板與腹板必須焊透，焊縫均為II級焊縫。1.5、所有 I、II 級焊縫都應進行外觀檢查，內部質量檢驗以超聲波和

射線探傷為主。

2、焊接用材料： 2.1、所有水平對接焊縫用埋弧自動焊，焊絲用 H08MnA,規格： φ4。焊劑 HJ350。《熔化焊用鋼絲》GB/T14957-94。2.2、腹板與頂板、底板，隔板與頂板、底板及加勁肋與各板的焊接 均采用 C02 氣保焊，焊絲為 ER50-6,焊絲直徑為φ1.2。執行標準《焊 絲選用指南》 《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》。GB/T8110-1995。2.3 CO2 氣體保護焊的氣體純度應大于 99.5%。

3、焊縫質量要求： 3.1 試板焊接后對焊縫進行外觀檢查，不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤等缺陷，外觀質量符合 TB10212-98 中表 4.7.11-1 的規定。3.2 焊縫無損檢驗 3.3 無損檢驗在焊接 24 小時后進行。3.4 對接焊縫及熔透角焊縫應符合 GB11345-89Ⅰ級標準； 頂板、底板、腹板的對接焊縫應符合 GB11345-89Ⅰ級標準，腹板與頂板、底 板坡口角焊縫應符合 GB11345-89Ⅰ級標準，橫隔板與腹板間坡 口角焊縫應符合 JB/T6061-92Ⅱ級標準。3.5 接頭力學性能試樣的制取及試驗 3.5.1 接頭力學性能試驗項目及試樣數量按 TB10212-98 的規定執行，即： 試件型式 對接接頭試件 驗 試驗項目 接頭拉伸（拉板）試 1 試樣數量（個）

焊縫金屬拉伸試驗 接頭側彎試驗① 低溫沖擊試驗② 接頭硬度試驗 熔透角焊縫、坡口角焊 縫、T 型接頭試件 焊縫金屬拉伸試驗 接頭硬度試驗 1 1 6 1 1 1 注：①側彎試驗彎曲角度 α=180o。板厚≤16mm°時，d=2a，板厚 ＞16mm 時，d=3a。②低溫沖擊試驗缺口開在焊縫中心及熱影響區（熔合線外 1mm）處各 3 個。3.5.2 焊接接頭力學性能的試樣的制取和試驗按照 GB2649～2655-89 執行。3.5.3 每一組試板進行一次宏觀斷面酸蝕試驗，試驗方法應符合《鋼 的低倍組織及缺陷酸蝕試驗方法》（GB226）的規定。另外，通 過斷面檢查，還應滿足以下要求： 1）等厚或不等厚板對接焊縫，必須全熔透。2）熔透角焊縫必須全熔透。3）坡口角焊縫的熔深達到設計要求。

4、工藝要求 4.1、鋼箱梁零部件制作的切割、焊接設備其使用性能必須滿足要求。4.2、焊接時，不得使用生銹的焊絲和受潮結塊的焊劑及熔燒過的渣 殼。4.3、焊絲在使用前應清除油污、鐵銹，焊劑的粒度埋弧自動焊宜用 1.0～3.0mm，埋弧半自動焊宜用 0.5～1.5mm。4.4、為防止氣孔和裂紋的產生，焊條使用前應按產品說明書規定的 烘焙時間和溫度進行烘焙，低氫型焊條經烘焙后應放入保溫桶內，隨 用隨取。4.5、施焊前，焊工應復查焊件接頭質量和焊區處理情況，當不符合 要求時應經修整合格后方可施焊。4.6 施焊前應對焊縫邊緣 30～50mm 范圍內的鐵銹、油污、水分等雜 質進行清除和烘烤。4.7、對接接頭、T 型接頭、角接接頭及對接焊縫及對接和角接配合焊 縫，應在焊縫兩端設置引弧板和引出板，其材質和坡口形式應與焊件 相同，引弧和引出的焊縫長度：埋弧焊應為 80mm 以上，手工焊和氣 保焊為 50mm 以上，焊接完畢應采用氣割切除引弧和引出板，并應磨平整，不得用錘擊落。4.8、為防止起弧坑缺陷出現在應力集中的端部，角焊縫轉角處宜連 續繞角施焊，起落弧點距焊縫端全部宜大于 10 mm。4.9、每層焊接宜連續施焊，每一層焊道焊完后應及時清理檢查清除 缺陷后再焊。施焊時母材的非焊接部位嚴禁引弧。4.10、總體組裝時，則先將各小構件焊接校正后再與底板和腹板焊接，對于底板、腹板之間焊接則需采用分段退焊法和合理的焊接順序等措 施，防止焊接變形。有頂緊要求的肋板，應從頂緊端開始向另一端施 焊。4.11、定位焊縫所采用的焊接材料型號應與焊件材質相匹配，焊腳尺 寸不得大于設計焊腳尺寸的 1/

2、焊縫長度為 50～100 mm 并應在距 端部 30 mm 以上。4.12、焊縫出現裂紋時，焊工不得擅自處理，應查清原因，定出修補 工藝并經批準后方可處理。

4.13、焊接完畢，焊工應清理焊縫表面的熔渣及兩側的飛濺物，檢查 焊縫外觀質量，檢查合格后應在兩端明顯部位打上焊工鋼印。其內部 質量的檢查應在焊后 24 小時進行。4.14、埋弧自動焊焊接中不應斷弧，如有斷弧則必須將停弧處刨成 1： 5 斜坡后在繼續搭接 50 mm 施焊。4.15、埋弧自動焊焊劑覆蓋厚度不應小于 20mm，埋弧半自動焊不應 小于 10 mm，焊接后應稍冷卻再敲去熔渣。

5、工藝要點： 5.1 本工程的接頭形式 5.1.1 對接焊縫 a．板單元制造中對接焊縫 1）底板對接； 2）頂板對接； b．工地連接對接焊縫 1）節段間頂、底板橫向對接焊縫； 2）邊腹板、中腹板對接焊縫。3）邊縱腹板肋板嵌補段對接焊縫； 4）底板及頂板 T 型肋嵌補段對接焊縫。5.1.2 熔透角焊縫 a．節段整體焊接中熔透角焊縫 1）頂板與腹板間熔透角焊縫； 2）底板與腹板間熔透角焊縫； 3）橫隔板與腹板間熔透角焊縫； b 工地連接融透角焊縫 1)腹板與頂板及底板熔透角焊縫； 5.1.3 坡口角焊縫 a．節段整體焊接中坡口角焊縫 1）橫隔板與頂板間坡口角焊縫。2）橫隔板與底板間坡口角焊縫。3）挑梁與頂板、腹板及堵板角焊縫。5.1.4T 型角焊縫 a．板單元制造中 T 型角焊縫 1）T 型加勁肋角焊縫 b ．梁段整體焊接和梁段間焊接 T 型角焊縫 1）橫隔板與底板間角焊縫； 2）T 型肋與底板間角焊縫； 3）T 型肋與底板角間焊縫； 4）腹板與縱向加勁板間角焊縫： 5）頂板與加勁板間間角焊縫： 6)支點處加勁板與底板間角焊縫： 7）支點處加勁板與腹板間角焊縫： 8）支點處加勁板與隔板間角焊縫 C 工地連接 T 型角焊縫 1）T 型肋嵌補段與頂板、底板角焊縫 2)腹板加勁肋嵌補段角焊縫 5.2 本工程擬采用的焊接方法 焊接方法 手工電弧焊 CO2 氣體保 護焊（底）板的組合焊 埋弧自動焊平頂板、底板、適用位置平、橫、立、仰 施焊部位 附屬設施焊接 頂板、底板、對接縫組合焊的打底、平、橫、立、仰 腹板對接、橫隔板對接焊，腹板與頂 對接縫組合焊等

6、熔化焊縫缺陷返修： 6.1、焊縫表面缺陷超過相應的質量驗收標準時，對氣孔、夾渣、焊 瘤、余高過大等缺陷應用砂輪打磨、鏟鑿、鉆等方法去除，必要時應 進行焊補；對焊縫尺寸不足、咬邊、弧坑未填滿等缺陷應進行焊補。6.2、經無損檢測確定焊縫內部存在超標缺陷時，應進行返修，返修 應符合下列規定：

1、返修前應由施工企業編寫返修方案；

2、應根據無損檢測確定的缺陷位置、深度，用砂輪打磨或碳弧 氣刨清除缺陷。

3、清除缺陷時應將刨槽加工成四側邊斜面角大于 10°的坡口，并應修整表面、磨除氣刨滲碳層。

4、焊補時應在坡口內引弧，熄弧時應填滿弧坑；多層焊的焊層 之間接頭應錯開，焊縫長度不小于 100mm。

5、返修部位應連續焊成。如中斷焊接時，應采取后熱、保溫措 施，防止產生裂紋。再次焊接前宜用磁粉或滲透探傷方法檢查，確認 無裂紋后方可繼續補焊；

6、焊縫 正、反面各作為一個部位，同一部位返修不宜超過兩次；

7、對兩次返修后仍不合格的部位應重新制訂返修方案，經工程 技負責人審批并報監理工程師認可后方可執行；

8、返修焊接應填報返修施工記錄及返修前后的無損檢測報告，作為工程驗收及存檔資料。6.3、碳弧氣刨應符合下列規定：

1、碳弧氣刨工必須經過培訓合格后方可上崗操作；

2、如發現“夾碳”，應在夾碳邊緣 5～10mm 處重新起刨，所刨 深度應比夾碳處深 2～3mm；發生“粘渣”時可用砂輪打磨。

7、鋼箱梁焊接順序： 7.1、焊縫標準和位置及焊角高度按設計焊接圖紙進行焊接 7.2、根據以上質量要求，總體裝配的焊接順序為： 腹板與底板 板、頂板

8、焊接工藝 8.1、對接接頭埋弧自動焊工藝參數見下表: 腹板與頂板 支點處加勁板 橫隔板與腹板 裝飾板 挑梁與腹 板厚

第五篇：焊接工藝規程

焊接工藝規程

一、材料介紹

1.Q345化學成分如下表（%）：

元素

C≤

Mn

Si≤

P≤

S≤

Al≥

V

Nb

Ti

含量

0.2

1.0-1.6

0.55

0.035

0.035

0.015

0.02-0.15

0.015-0.06

0.02-0.2

Q345C力學性能如下表（%）：

機械性能指標

伸長率（%）

試驗溫度0℃

抗拉強度MPa

屈服點MPa≥

數值

δ5≥22

J≥34

σb（470-650）

σs（324-259）

其中壁厚介于16-35mm時，σs≥325Mpa；壁厚介于

35-50mm時，σs≥295Mpa

2.Q345鋼的焊接特點

2.1

碳當量(Ceq)的計算

Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5

計算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時制定嚴格的工藝措施。

2.2

Q345鋼在焊接時易出現的問題

2.2.1

熱影響區的淬硬傾向

Q345鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區的硬度提高，塑性下降。結果導致焊后發生裂紋。

2.2.2

冷裂紋敏感性

Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。

二、焊接施工流程

坡口準備→點固焊→預熱→里口施焊→背部清根（碳弧氣刨）→外口施焊

→里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無損檢驗（焊縫質量一級合格）

三、焊接工藝參數的選擇

通過對Q345鋼的焊接性分析，制定措施如下：

1.焊接材料的選用

由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應選用低氫型的焊接材料，同時考慮到焊接接頭應與母材等強的原則，選用E5015

（J507）型電焊條。

化學成分見下表（%）：

元素

C

Mn

Si

S

P

Cr

Mo

V

Ti

含量

0.071

1.11

0.53

0.009

0.016

0.02

0.01

0.01

0.01

力學性能見下表：

機械性能指標

σb（Mpa）

σs（Mpa）

δ5（%）

Ψ（%）

AkvJ-30℃

數值

440

540

164

114

2.坡口形式：（根據圖紙和設備供貨）

3.焊接方法：采用手工電弧焊（D）。

4.焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）。焊道的寬度不大于焊條的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A。

5.預熱溫度：由于Q345鋼的Ceq＞0.45%，在焊接前應進行預熱，預熱溫度T0=100-150℃，層間溫度Ti≤400℃。

6.焊后熱處理參數：為了降低焊接殘余應力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應對焊縫進行熱處理。熱處理溫度為：600-640℃，恒溫時間為2小時（板厚40mm時），升降溫速度為125℃/h。

四、現場焊接順序：

1.焊前預熱

在翼緣板焊接前，首先對翼緣板進行預熱，恒溫30分鐘后開始焊接。

焊接的預熱、層間溫度、熱處理由熱處理控溫柜自動控制，采用遠紅外履帶式加熱爐片，微電腦自動設定曲線和記錄曲線，熱電偶測量溫度。預熱時熱電偶的測點距離坡口邊緣15mm-20mm。

2.焊接

2.1

為了防止焊接變形，每個柱接頭采用二人對稱施焊，焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時（里口為靠近腹板的坡口），第一層至第三層必須使用小規范操作，因為它的焊接是影響焊接變形的主要原因。在焊接一至三層結束后，背面進行清根。在使用碳弧氣刨清根結束后，必須對焊縫進行機械打磨，清理焊縫表面滲碳，露出金屬光澤，防止表層碳化嚴重造成裂紋。外口焊接應一次焊完，最后再焊接

里口的剩余部分。

2.2

當焊接第二層時，焊接方向應與第一層方向相反，以此類推。每層焊接接頭應錯開15-20mm。

2.3

兩名焊工在焊接時的焊接電流、焊接速度和焊接層數應保持一致。

2.4

在焊接中應從引弧板開始施焊，收弧板上結束。焊接完成后割掉并打磨干凈。

3.焊后熱處理：焊口焊接完成后應在12小時內進行熱處理。如不能及時進行熱處理應采取保溫、緩冷措施。在進行熱處理時，應采用兩根熱電偶測溫，熱電偶點焊在焊口的里外側。

Q345鋼的焊接溫度曲線如下圖

4.焊接檢驗

根據《鋼結構工程施工及驗收規范》的要求，焊口采用超聲波探傷法進行檢驗，檢驗比例為100%。

五、現場技術管理

1.編制詳細的焊接施工作業指導書。

2.全過程控制焊接工藝是確保質量的核心。

每個柱接頭的焊接時，應有專人監控焊接工藝，如焊工不按作業指導書施工應立即終止焊接。在焊接過程中，熱處理人員應全程監控層間溫度，如超標應立即通知焊工暫停。

3.提高施工人員質量意識是貫徹焊接工藝的關鍵

在施工前，進行全員交底，并且開取施工工藝卡。交底中詳細講解焊接工藝特點及嚴格控制現場焊接工藝的必要性和控制要點。

六、結論

按此焊接工藝措施施工，經過實際施工的驗證，此焊接工藝措施不僅能在現場指導對Q345鋼的焊接，而且能夠保證焊接質量。

對Q345鋼，是一種可焊性很好的鋼材，采用埋弧焊絲H08MnA沒有問題。只是焊劑，所用的SJ301屬燒結焊劑，建議用熔煉焊劑HJ431完全滿足質量要求，并且對焊劑的烘干要求也不是太高。q345鋼板也就是熱軋鋼16Mn，這種鋼的焊接性比較好，對焊接線能量的敏感性比正火鋼以及調質鋼等小，在選擇焊接材料的時候除了要考慮強度匹配的問題，還要考慮熔合比和冷卻速度以及熱處理等方面因素。

q345鋼板埋弧焊是采用H08MNA和H08A，要具體情況而定。當不開坡口對接焊時，由于母材溶入量較多，用普通的低碳鋼焊絲H08A配合高硅高錳焊劑即能達到要求。如是大坡口對接焊時，由于母材熔入量減少，如再用H08A就使焊縫的強度偏低，因此要采用含Mn高的焊絲H08MNA或H10Mn2來補充焊縫中的含Mn量。另外不開坡口的角焊縫時，雖然母材的溶入量也不多，但是由于冷卻速度比對接焊接時大，因此在焊接的時候還是采用低碳鋼焊絲效果好些，如采用H08MNA或H10Mn2可能會引起焊縫強度偏高、塑性偏低的后果

焊接Q345R對應的焊絲為H10Mn2

+SJ101或者H10MnSi+HJ431

表7

低合金高強鋼焊接材料的選用

鋼?號

強度級別

（MPa）

手弧焊

埋?弧?焊

電?渣?焊

CO2焊焊絲

焊條

焊劑

焊絲

焊劑

焊絲

09Mn2

09Mn2Si

09MnV

294

E43

HJ430

HJ431

SJ301

H08A

H08MnA

H10MnSi

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

16Mn

16MnCu

14MnNb

343

E50

SJ501

薄板：H08A

H08MnA

HJ431

HJ360

H08MnMoA

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

YJ502-1

YJ502-3

YJ506-4

HJ431

HJ430

中板開坡口對接

開I形坡口對接

SJ301

H08MnA

H10Mn2

HJ350

厚板深坡口

H10Mn2

H08MnMoA

15MnV

15MnVCu

16MnNb

392

E50

E55

HJ430

HJ431

開I形坡口對接

H08MnA

中板開坡口對接

H10Mn2

H10MnSi

HJ431

HJ360

H10MnMo

H08Mn2MoVA

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

HJ250

厚板深坡口

HJ350

SJ101

H08MnMoA

15MnVN

15MnVNCu

15MnVTiRe

441

E55

E60

SJ431

H10Mn2

HJ431

HJ360

H10MnMo

H08Mn2MoVA

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

HJ350

HJ250

SJ101

H08MnMoA

H08Mn2MoA

18MnMoNb

14MnMoV

14MnMoVCu

490

E60

E70

HJ250

HJ350

SJ101

H08Mn2MoA

H08Mn2MoVA

H08Mn2NiMo

HJ431

HJ360

H10Mn2MoA

H10Mn2MoVA

H10Mn2NiMoA

H08Mn2SiMoA

16Mn鋼的焊接工藝。

16Mn鋼屬于碳錳鋼，碳當量為0.345%～0.491%，屈服點等于343MPa（強度級別屬于343MPa級）。16Mn鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預熱。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業）或在大剛性、大厚度結構上焊接時，為防止出現冷裂紋，需采取預熱措施。不同板厚及不同環境溫度下16Mn鋼的預熱溫度，見表8。

16Mn鋼手弧焊時應選用

E50型焊條，如堿性焊條E5015、E5016，對于不重要的結構，也可選用酸性焊條E5003、E5001。對厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊條。

表8

焊接16Mn鋼的預熱溫度

焊件厚度（mm）

不同氣溫下的預熱溫度計（℃）

16以上

16～24

25～40

40以上

不低于－10℃不預熱，－10℃以下預熱100～150℃

不低于－5℃不預熱，－5℃以下預熱100～150℃

不低于0℃不預熱，0℃以下預熱100～150℃

均預熱100～150℃

16Mn鋼埋弧焊時H08MnA焊絲配合焊劑HJ431（開I形坡口對接）或H10Mn2焊絲配合焊劑HJ431（中板開坡口對接），當需焊接厚板深坡口焊縫時，應選用H08MnMoA焊絲配合焊劑HJ431。

16Mn鋼是目前我國應用最廣的低合金鋼，用于制造焊接結構的16Mn鋼均為16MnR和16Mng鋼。

低溫用鋼的焊接工藝。

工作溫度等于或低于－20℃的低碳素結構鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，其牌號及成分，見表9。對低溫用鋼的主要要求是應保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能力。

表9

低溫容器用鋼的牌號及成分

鋼

號

化學成分（質量分數）（%）

C

Mn

Si

V

Ti

16MnDR

09MnTiCuREDR

09Mn2VDR

06MnNbDR

≤0.20

≤0.12

≤0.12

1.20～1.60

1.40～1.70

1.40～

0.20～0.60

≤0.40

0.20～0.05

0.04～0.10

0.03～0.08

≤0.07

1.70

1.20～1.60

0.17～0.37

鋼

號

化學成分（質量分數）（%）

Cu

Nb

RE

S

P

≤

16MnDR

09MnTiCuREDR

09Mn2VDR

06MnNbDR

0.20～0.40

0.02～0.05

0.15(加入量)

0.035

0.035

0.035

0.030

0.035

0.035

0.035

0.030

低溫用鋼由于含碳量低,淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時，為避免焊縫金屬及熱影響區形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重熱作用細化晶粒，多道焊時要控制層間溫度不得過高，如焊接06MnNbDR低溫用鋼時，層間溫度不得大于300℃。

焊接低溫用鋼的焊條，見表10。

表10

焊接低溫用鋼焊條

焊

條

牌

號

焊條型號

主

要

用

途

J506G

J507GR

W707

W707Ni

W907Ni

W107Ni

E5016G

E5015G

TW70-7Cu

E5515C1

E5515C2

TW10-7Cu

焊接－40℃工作的16MnDR

鋼

焊接－70℃工作的09Mn2V及09MnTiCuRe鋼

焊接－70℃工作的低溫鋼及2.5%Ni鋼

焊接－90℃工作的3.5%Ni鋼

焊接－100℃工作的06MnNb、06AINbCuN及3.5%Ni鋼

低溫用鋼焊后可進行消除應力熱處理，以降低焊接結構的脆斷傾向。

3）埋弧焊焊接材料的選配：

鋼材

焊劑型號，焊絲牌號

牌號

等級

Q235

A、B、C

F4A0——H08A

D

F4A2——H08A

Q345

A

F5004——H08A,F5004——H08MnA,F5004——H10Mn2

B

F5014——H08A,F5014——H08MnA,F5014——H10Mn2

F5011——H08A,F5011——H08MnA,F5011——H10Mn2

C

F5024——H08A,F5024——H08MnA,F5024——H10MnA

F5021——H08A,F5021——H08MnA,F5021——H10MnA

D

F5034——H08A,F5034——H08MnA,F5034——H10MnA

F5031——H08A,F5031——H08MnA,F5031——H10MnA

E

F5041