二氧化碳气体保护焊焊接工艺

二氧化碳气体保护焊焊接工艺

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。

第一节 材料要求

1.1 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。如果用其它钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。

1.2 焊丝 焊丝成份应与母材成份相近，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CO2气体保护焊焊丝是H08Mn2SiA，其化学成分见GB1300-77。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》。

1.3 CO2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。 1.4 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）。

1.5 不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差(1)不超过表5.1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(1)。

表5.1 较薄板厚度（mm） 允许厚度差(1)（mm） 11≥2~5 1 ＞5~9 2 ＞9~12 3 ＞12 4 a)b)

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第二节 主要机具 表2.1 焊接用机械设备表CO2 备名称 电动空压机 柴油发电机 CO2焊机 焊接滚轮架 翼缘矫正机 表2.2 工厂加工检验设备、仪器、工具表 备名称 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

第三节 作业条件

3.1 焊接区应保持干燥、不得有油、锈和其它污物。

3.2 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。

3.3 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，调到所需气体流量后焊接。

3.4 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。

3.5 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—0.40mm。送丝软管内的曲率半径不得小于150mm。

3.6 焊丝伸出长度以10倍焊丝直径为宜。

3.7 焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。

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设备型号 数 量 单位 台 台 备注 碳弧气刨 应急使用 结构焊接 结构焊接 型钢校正 根据工程实际情况确定 根据工程实际情况确定 台 台 台 设备型号 数 量 单位 台 台 个 个 设备能力 检查焊缝内部缺陷 测量层间温度 测量焊接电流 测量空气湿度 检验焊缝外观尺寸 检查焊缝外观尺寸 检查焊缝外观尺寸 测量 根据工程实际情况确定 根据工程实际情况确定 把 台 把 把 远望科工贸

3.8 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.3.1的规定。

表3.1 焊接连接组装允许偏差值

ttt项 目对接间隙a 41.0 2.0t/10但不大于3.0 t>40t/10但不大于4.0stsaa p坡口角度 钝边 p+-5°+-1.0+-5.01.0 aLt搭 接长度 L间隙 a顶接间隙a1.0第四节 操作工艺

4.1 焊丝直径的选择 根据板厚的不同选择不同的直径，为减少杂含量，尽量选择直径较大的焊丝，见表4.1。

4.2 焊接电流和电弧电压的选择，见表4.2。 4.3 典型的短路过渡焊接工艺参数，见表4.3。

4.4 细颗粒过渡的电流下限值及电弧电压范围，见表4.4。 4.5 1.6焊丝CO2半自动焊常用工艺参数，如表4.5。 4.6 半自动焊时，焊速不超过0.5m/min。 4.7 二氧化碳气体保护焊必须采用直流反接。

4.8 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

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割的方法切除，并修磨平整，不得用锤击落。

4.9 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1.5mm-2mm;盖面焊时焊接熔池边缘应超过坡口棱边0.5mm-1.5mm，防止咬边。 4.10 不应在焊缝以外的母材上打火引弧。

表4.1 焊丝直径的选择

母材厚度 焊丝直径 ≤4 5- 1.2 ＞4  1.0- 2.5 表4.2 常用焊接电流和电弧电压的范围

焊丝直径 （mm） 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 短路过渡 电流(A) 30-60 30-70 50-100 70-120 90-150 140-200 电压(V) 16-18 17-19 18-21 18-22 19-23 20-24 细颗粒过渡 电流(A) 160-400 200-500 200-600 300-700 500-800 电压(V) 25-38 26-40 27-40 28-42 32-44 注：最佳电弧电压有时只有1-2V之差，要仔细调整。 表4.3 不同直径焊丝典型的短路过渡焊接工艺参数 焊丝直径mm 焊接电流A 电弧电压V 0.8 100-110 18 1.2 120-135 19 1.6 140-180 20 表4.4 不同直径焊丝细颗粒过渡的电流下限值及电弧电压范围 焊丝直径(mm) 焊接电流(A) 电弧电压(V) 1.2 300 1.6 400 2.0500 34-45 表4.5 1.6焊丝CO2半自动焊常用工艺参数

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3.0650 4.0750 远望科工贸

熔滴过渡形式 焊接电流A 电弧电压V 气体流量(L/min) 适用范围 短路过渡 细颗粒过渡 160 400 22 39 15-20 20 全位置焊 平焊 4.11 常用普通低合金结构钢施焊最低温度，可按表4.6选用。

表4.6 常用普通低合金钢施焊温度 钢号 12Mn 18Nb 16Mn 二级重16MnCu 一、 14MnNb 15MnV 要钢结构 使用对象 接头种类 对接 对接 T型接 T型接 (包括搭接） 焊接方法 自动焊 金属厚度t (mm) t≤25 t＞25 t≤14 手工焊 （碱性焊条） 14＜t≤22 22＜t≤30 t＞30 t≤16 气体保护焊 手工焊 （碱性焊条） 16＜t≤20 t＞20 t≤12 12≤t≤20 t＞20 手工焊 （碱性焊条） t≤8 8＜t≤16 t＞16 最低的施焊温度(C) -10 -5 -10 -5 0 +5 -10 -5 0 -10 -5 0 -10 -5 0 。15MnTi 十字接 4.12 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。 4.13 焊接工艺参数示例

1） 1焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数，见表4.7。 2） 1焊丝CO2焊T型接头贴角焊焊件的焊接工艺参数，见表4.8。

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板厚 (mm) 焊丝直径 (mm) 接头形式 表4.7 1焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数

焊接参数 装配间隙 焊接电电弧电层数 焊接速度 焊丝外伸长 流 压 (mm) (A) (V) (m/min) (mm) 1.0-1.5 1 1 2 1-2 2 2 2 2 3 270 400-430 190 210 280-300 120-130 130-140 350-380 400-430 450 350-360 400-420 27 36-38 19 30 28-30 26-27 28-30 35-37 36-38 41 34-36 34-36 0.55 0.80-0.83 0.25 0.30-0.37 0.3-0.5 0.4-0.5 0.7 0.48 0.40 0.45-0.5 12-14 16-22 15 10d但不大于40 12-40 16-22 10d但不大于40 10d但不大于40 10d但不大于40 气体流量 (l/min) 10-15 15-20 备注 1.2 1.6 6 1.2 2.0 1.2 1.6 8 1.6 2.0 2.0 1 0-1 1.6-2.2 1-1.5 1 d为焊丝直径 15 16-18 20 20-25 16-18 16 16-18 用铜垫板，单面焊双面成型 采用陡降外特性 采用陡降外特性 1.9-2.2 1.9-2.2 1.9-2.2 - 6 -

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板厚 (mm) 焊丝直径 (mm) 接头形式 续表4.7 1焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数

焊接参数 装配间隙 焊接电电弧电层数 焊接速度 焊丝外伸长 流 压 (mm) (A) (V) (m/min) (mm) 1.9-2.2 1 450-460 35-36 0.40-0.47 10d但不大于40 10d但不大于40 16-22 15 气体流量 (l/min) 16-18 备注 用铜垫板，单面焊双面成型 用铜垫板，单面焊双面成型 2.0 8 2.5 1.6 1.6 1.9-2.2 1.0 0-1.5 1 1 2 600-650 420 340 360 130-140 41-43 38 33.5 34 20-30 30-33 37-39 0.40 0.5 0.45 0.3-0.5 0.25-0.30 0.70-0.82 20 20 20 9 1.2 11-1.5 2 280-300 300-320 15 20 V型坡口 10 1.2 2 2 300-320 37-39 0.70-0.82 15 20 X型坡口 2.0

600-650 37-38 0.60 10d但不大于40 20 采用陡降外特性 - 7 -

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板厚 (mm) 焊丝直径 (mm) 1.2 接头形式 续表4.7 1焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数

焊接参数 装配间隙 层数 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝外伸长 (mm) (A) (V) (m/min) (mm) 0-1.5 1.8-2.2 2 2 2 3 310 330 400-430 280-300 120-140 300-340 300-340 410 430 140-160 260-280 270-290 270-290 400-430 400-430 32 33 36-38 20-30 25-27 33-35 35-37 34.5 36 24-26 31-33 34-36 34-36 36-38 36-38 0.5 0.70 0.27-0.33 0.40-0.50 0.30-0.40 0.20-0.30 0.27 0.45 0.20-0.30 0.33-0.40 0.50-0.60 0.40-0.50 0.50-0.60 0.50-0.60 15 16-22 10d但不大于40 15 气体流量 (l/min) 20 备注 12 1.6 2.0 1.2 20-26.7 18-20 20 自动焊或半自动焊均可 V型坡口 16 1.6 2321 2 20 20 X型坡口 1.2 16 1.6 341 4 15 20 无钝边 21 34 4 16-22 25 - 8 -

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板厚 (mm) 焊丝直径 (mm) 1.2 接头形式 4321续表4.7 1焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数

焊接参数 装配间隙 层数 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝外伸长 (mm) (A) (V) (m/min) (mm) 120-140 25-27 0.40-0.50 300-340 33-35 0.30-.040 4 15 300-340 33-35 0.30-0.40 300-340 33-37 0.12-0.15 140-160 260-280 300-320 300-320 400-430 24-26 31-33 35-37 35-37 36-38 0.25-0.30 0.45 0.40-0.50 0.40 0.35-0.45 气体流量 (l/min) 25 备注 2 1.2 20 3414 15 20 1.6 1 2344 0-2.1 2 16-22 26.7 2 2.5 440-460 30-32 0.27-0.35 20-30 21.7 22 2 360-400 38-40 0.4 10d但不大于40 16-18 双面面层堆焊 4- 9 -

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板厚 (mm) 25 焊丝直径 (mm) 1.6 接头形式 续表4.7 1焊丝CO2焊全熔透对接接头焊件的焊接工艺参数

焊接参数 装配间隙 层数 焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝外伸长 (mm) (A) (V) (m/min) (mm) 2 480 500 38 39 0.3 20 气体流量 (l/min) 25 备注 25 2 2.5 0-2.0 4 420-440 30-32 0.27-0.35 20-30 21.7 32 2.5 600-650 41-43 0.4 10d但不大于40 20 双面面层堆焊，材质16Mn 2 2.5 40以上 2 2.5 4 40.2.0 10层以上 440-500 30-32 0.27-0.35 20-30 21.7 U型坡口 0.2.0 10层以上 440-500 30-32 0.27-0.35 20-30 21.7 - 10 -

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接头形式 搭接角焊 搭接角焊 水平角焊 板厚 (mm) 1.6 2.3 3.2 4.5 ≥5 ≥5 6 6 6 6 6 8 12.0 12.0 1.2 1.6 2.3 3.2 4.5 6.0 8.0 表4.8 1焊丝CO2焊T型接头贴角焊焊件的焊接工艺参数

焊接参数 焊丝直径 焊接电焊角尺寸 电弧电气体流焊接速度 流 压 量 (mm) (A) (V) (m/min) (l/min) (mm) 0.8-1.0 90 19 0.50 10-15 3.0 1.0-1.2 120 20 0.50 10-15 3.0 1.0-1.2 140 20.5 0.50 10-15 3.5 1.0-1.2 160 21 0.45 10-15 4.0 1.6 260-280 27-29 0.33-0.43 16-18 5-6 2.0 280-300 28-30 0.43-0.47 16-18 5-6 1.2 230 23 0.55 10-15 6.0 1.6 300-320 37.5 20 5.0 1.6 340 34 20 5.0 1.6 360 39-40 0.58 20 5.0 2.0 340-350 35 20 5.0 1.6 390-400 41 20-25 6.0 1.2 290 28 0.50 10-15 7.0 1.6 360 36 0.45 20 8.0 0.8-1.2 1.0-1.2 1.0-1.2 1.0-1.2 1.2 1.2 1.2 90 120 130 160 210 270 320 19 19 20 21 22 26 32 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 10-15 10-15 10-15 10-15 10-15 10-15 10-15 焊丝对 备注 中位置 1 1 1 2 2 2 2 焊1层 焊1层 - 11 -

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4.13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。 两板等厚两板不等厚 （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。

T型接头平角焊时的焊丝位置- 12 -

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