陶瓷襯墊在COCO22氣體保護(hù)焊對接焊縫中的應(yīng)用

山東海陽豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司 （265116） 周傳國

1.概述

近年來，隨著陶瓷焊接襯墊技術(shù)的開發(fā)和不斷成熟，陶瓷焊接襯墊作為焊接的輔助材料，被廣泛應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和造船業(yè)的焊接作業(yè)中。在實際的鋼結(jié)構(gòu)制造和造船生產(chǎn)中，存在大量型材和板材的對接焊，以往的傳統(tǒng)工藝正面打底、填料、蓋面，反面碳弧氣刨清根，并用角向磨光機打磨光亮，去除氧化鐵等雜質(zhì)后，再進(jìn)行焊接。我們采用陶瓷襯墊焊接后，采用單面焊，一次成形，省去了碳弧氣刨、打磨等諸多工作，生產(chǎn)效率大大提高，陶瓷襯墊單面焊給對接焊帶來了革命性的突破。

2.陶瓷襯墊的功用和結(jié)構(gòu)特點

陶瓷襯墊的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。陶瓷襯墊的單段圖片和截面分別如圖2、圖3所示。由于陶瓷襯墊焊是一種以特殊材料為襯托，使焊縫強制成形的焊接工藝方法，所以陶質(zhì)襯墊是目前應(yīng)用最廣的焊接襯墊。其特點是：單面焊接雙面成形，同時具有以下優(yōu)點。

（1）高效率 由于避免了清根、打磨、仰焊及工件翻身，所以提高了勞動生產(chǎn)的效率。

（2）高質(zhì)量 由于焊接操作難度降低，較為容易獲得高質(zhì)量的焊縫，所以最大限度地減小了人為因素的影響，使得焊接質(zhì)量統(tǒng)一性較高。

（3）低成本 由于減少了部分工序和焊接量，故節(jié)省了材料、電力、工作量及場地等。

（4）低勞動強度 取消了清根、打磨仰焊及狹窄封閉環(huán)境內(nèi)焊接作業(yè)，降低了焊接煙塵對人體的危害。

圖1 陶瓷襯墊結(jié)構(gòu)形式

圖2 陶瓷襯墊的單段

圖3 陶瓷襯墊的截面

3.陶瓷襯墊在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用實例

鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)中，月產(chǎn)量的多少決定了整個企業(yè)的效益。在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，存在大量型材或者板材的對接焊，這些型材或者板材的對接焊速度大大影響整個鋼結(jié)構(gòu)項目生產(chǎn)的總體效率。下面我們舉一個具體實例，來闡述陶瓷襯墊的應(yīng)用方法及其優(yōu)點。

規(guī)格為HW340mm×250mm×9mm×14mm的型鋼需要對接，步驟如下：

（1）開坡口 根據(jù)對接標(biāo)準(zhǔn)，我們采用斜接的對接方式，翼緣板用半自動火焰切割機開出45°的單面坡口，腹板開30°單面坡口，用角向磨光機打磨干凈坡口表面，直至露出金屬光澤。腹板與翼板對接交界處開R=35mm的工藝圓弧。

（2）兩段型鋼對接 如圖4所示，將兩段型鋼對接在一起，兩段對接型鋼留有3～5mm間隙。翼板對接焊縫兩頭安裝厚度為14mm的引弧板。

圖4 型鋼對接示意

（3）粘貼陶瓷襯墊 在對接焊縫背面粘貼陶瓷襯墊，輕輕按壓陶瓷襯墊，使其緊緊貼在焊縫鋼板的背面。

（4）焊接 按照附表中的焊接參數(shù)，依次按照打底→清理藥皮→填料→清理藥皮→蓋面的順序?qū)⑷龡l焊縫焊接完成。

（5）清理焊縫 焊接結(jié)束后，去除焊縫背面襯墊，先將焊縫周圍飛濺清理干凈，然后將探傷區(qū)域用角向磨光機打磨平整光滑。

（6）檢查焊接接頭熔合情況 從圖5可看出焊縫背面及正面余高和熔寬都均勻合適，無成形缺陷。陶瓷襯墊CO2氣體保護(hù)焊打底時，由于陶瓷襯墊是不導(dǎo)電的，因此焊速不宜過快，否則熔池不連續(xù)，易出現(xiàn)熄弧，造成焊接過程不穩(wěn)定。同時在焊接過程中，焊絲應(yīng)做適當(dāng)擺動，在邊緣處停留一下，這樣可有效防止未熔合缺陷的產(chǎn)生。按照GB／T l1345規(guī)定進(jìn)行超聲波探傷，結(jié)果為合格。

（7）力學(xué)性能檢測 焊接接頭力學(xué)性能測試結(jié)果合格，各項指標(biāo)均滿足GB／T19879—2005要求。

陶瓷襯墊CO2氣體保護(hù)焊焊接參數(shù)

圖5 焊接接頭熔合情況

4.采用陶瓷襯墊焊焊接應(yīng)注意的工藝問題

陶瓷襯墊CO2氣體保護(hù)焊焊接過程中應(yīng)注意的工藝問題如下：

（1）CO2氣體保護(hù)焊單面焊打底層焊接時，焊接電流按焊接參數(shù)嚴(yán)格控制，以防止產(chǎn)生裂紋。

（2）打底層焊接，坡口兩根趾應(yīng)完全熔透，對于坡口間隙較大時，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖謩輸[動，兩根趾處略作停頓，以確保焊縫背面成形良好。

（3）打底層焊接中，由于各種原因需停頓時，重新引弧應(yīng)采用熱接法接頭。若熔池已完全冷卻，重新引弧前必須用碳刨或砂輪修整弧坑，使弧坑形成圓滑過渡狀，然后再引弧正常焊接。

（4）焊接過程中，任何一層或一道的焊接必須從引弧板的坡口起點焊接，焊縫的終點收弧需焊至引出板的坡口終止。

（5）拼縫坡口安裝好襯墊后，應(yīng)立即開始焊接并連續(xù)一次完成，第二層焊接隨即應(yīng)馬上進(jìn)行，防止打底層焊縫難以承受焊接應(yīng)力而形成裂紋。

（6）當(dāng)焊接位置傾斜時，必須采用上坡焊。

（7）室外焊接時，當(dāng)風(fēng)速超過2m/s時，焊接中必須采取相應(yīng)的擋風(fēng)措施，下雨時不得焊接。

5.結(jié)語

陶瓷襯墊生產(chǎn)廠家還研發(fā)出了不同厚度鋼板對接、槽鋼對接等各種形式的陶瓷焊接襯墊。對于型鋼或板材的焊接，采用陶瓷襯墊CO2氣體保護(hù)焊打底、填充、蓋面的焊接工藝，焊接效率高，焊縫成形美觀，焊接接頭綜合力學(xué)性能優(yōu)良。我們將該工藝應(yīng)用部分鋼結(jié)構(gòu)的焊接生產(chǎn)中，取得了很好的效果。

（20131205）