淺談壓力容器持證焊工考試氣體保護(hù)焊板板立焊焊接工藝

趙治波 王剛 朱益民 李圣東

摘 ?要： 鍋爐、壓力容器等屬于特種設(shè)備，根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，從事其焊接工作的操作人員需要持證上崗，且持證項(xiàng)目要與所從事焊接的項(xiàng)目對應(yīng)。各持證項(xiàng)都要進(jìn)行實(shí)踐操作考試，考試合格方可從事相應(yīng)的工作。現(xiàn)以特種設(shè)備焊接操作人員考核項(xiàng)目GMAW-FeⅡ-3G-14-FefS-11/15為例，講述板對板立焊位置焊接工藝參數(shù)、操作手法及注意事項(xiàng)，特別是在打底焊時(shí)采用了向下立焊法，焊接效果更好。

關(guān)鍵詞：壓力容器、GMAW-FeⅡ-3G-14-FefS-11/15、板對板、立焊、焊接工藝

引言

特種設(shè)備焊接操作人員需要進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目考試，TSG Z6002-2010《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》的要求中明確規(guī)定了考試各事項(xiàng)。GMAW-FeⅡ-3G-Fsfs-11/15 就是一種持證焊工持證項(xiàng)目。其考核項(xiàng)目含義為表示焊接方法為手工CO2氣體保護(hù)焊，鋼板厚度為14mm的Q345R（或Q345）對接焊縫立焊試件，單面焊雙面成型，背面無保護(hù)氣體，采用噴射弧施焊，試件全焊透，填充金屬為實(shí)芯焊絲。

1 焊接質(zhì)量要求

根據(jù)TSG Z6002-2010《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》的要求，試件檢驗(yàn)為外觀檢查、射線檢測和彎曲試驗(yàn)

（1）外觀檢查

焊縫表面：不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔、焊瘤和未焊透，咬邊深度≤0.5mm、兩側(cè)咬邊總長度不得超過焊縫總長的10%，背面凹坑深度不大于2mm、總長度不超過焊縫長度的10%。

焊縫外形尺寸：焊縫余高0-4mm，焊縫余高差≤3，焊縫寬度比坡口每側(cè)增寬0.5-2.5mm、寬度差≤3mm，焊縫邊緣直線度≤2mm，背面余高≤3mm。

試件外形尺寸：焊后變形角度≤3°，錯(cuò)邊量≤1.4mm。

（2）射線檢測

試件的射線檢測按照NB/T47013.2《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，射線檢測技術(shù)不低于AB級(jí)，焊縫質(zhì)量等級(jí)不低于Ⅱ級(jí) （焊接接頭內(nèi)不允許存在裂紋、未熔合，雙面焊以及加墊板單面焊中的未焊透）。

（3）彎曲試驗(yàn)

彎曲試驗(yàn)參照GB/T2653《焊接接頭彎曲實(shí)驗(yàn)方法》進(jìn)行2件試樣側(cè)彎，拉伸面上的焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)，沿任何方向不得有單條長度大于3mm的開口缺陷。

2 焊前準(zhǔn)備

（1）焊接試件材料、規(guī)格

試件材質(zhì) Q345（Q345R）δ14mm鋼板剪板機(jī)剪切下料（2件），尺寸300mm×100mm，試件校直后機(jī)加工加工單邊V形破口，如下圖

（2）磨光機(jī)修磨鈍邊，其尺寸為0.5-1mm ，可自己調(diào)整，無毛刺。

（3）試件焊接前需要清理破口及其兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹，直至露出金屬光澤。

（4）試件點(diǎn)裝裝配焊接開始端間隙為3.2mm，最終端為4.0mm，錯(cuò)變量≤1.2mm。

（5）定位焊采用與焊接件相同的焊材，在試件反面距兩端20mm之內(nèi)進(jìn)行，焊縫長度為10-15mm，并將試件固定在焊接支架上。

（6）試件要預(yù)置反變形量為3°-4°。

（7）準(zhǔn)備鏨子、鋼絲刷等工具。

3 焊接工藝及操作

（1）焊接設(shè)備選擇

焊機(jī)型號(hào)NBC-500型（最大焊接電流500A），直流反接（工件接焊機(jī)負(fù)極，焊槍接焊機(jī)正極）。

（2）焊接材料選擇

焊材要根據(jù)焊接工件材質(zhì)選擇，其選擇原則同時(shí)要符合以下條件：CO2氣體保護(hù)焊所用材料包括母材、焊絲和保護(hù)氣體。母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，并有質(zhì)量合格證明書，方準(zhǔn)使用。焊接材料根據(jù)試件材質(zhì)選擇焊絲型號(hào)為ER50-6（H08Mn2SiA），直徑1.2mm。

CO2氣體保護(hù)焊所用保護(hù)氣體的純度應(yīng)不低于99.5%（體積分?jǐn)?shù)），其含水量不得超過0.005（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)有足夠的流量，應(yīng)及時(shí)清除附著在導(dǎo)電嘴和噴嘴上的飛濺物，確保良好的保護(hù)效果。單純CO2氣體保護(hù)飛濺較大，嚴(yán)重影響焊縫外觀質(zhì)量。目前大多數(shù)廠家采用混合氣體保護(hù)，一般采用氬氣和二氧化碳混合氣體，氣體流量一般為12-18L/min。我們選擇參數(shù)是：混合氣體保護(hù)（80%Ar+20%CO2），氣體流量15L/min。

（3）焊接工藝參數(shù)、操作

焊接層次 焊絲直徑（mm） 焊接電流（A） 電弧電壓（V） 焊接速度（m/h） 氣體流量L/min

打底焊 1.2 100-110 22 20-22 15-20

填充焊 1.2 130-150 22 20-22 15-20

蓋面焊 1.2 130-140 22-24 20-22 15-20

打底焊 ?V形坡口立焊打底，采用小規(guī)范、短弧焊接，采用向下立焊法，如下圖，焊槍向下傾斜一定角度，利用CO2氣體承托熔化金屬。采用直線運(yùn)絲法，自上而下勻速移動(dòng)，控制電弧在熔敷金屬的前方，不使熔敷金屬下墜，保證背面有良好的成形。

向下立焊焊槍角度

填充焊 ?為保證焊縫有一定熔深，采用向上立焊。如下圖，操作時(shí)，焊槍傾斜一定角度，焊絲與焊接方向保持在90±10°。焊絲采用橫向擺動(dòng)運(yùn)絲法，在均勻擺動(dòng)前提下，快速向前移動(dòng)。如果要求較大熔寬時(shí)，采用月牙擺動(dòng)。擺動(dòng)時(shí)，中間快速移動(dòng)，焊道兩側(cè)稍作停頓，以防咬邊。填充焊最后一層焊接時(shí)，使焊道低于母材1.5-2 mm ，不允許熔化破口的棱邊。

蓋面焊 ?施焊蓋面層焊縫時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整焊接電流和焊接速度，采用向上彎曲月牙形運(yùn)絲法。運(yùn)絲時(shí)中間快，兩側(cè)稍停留片刻，并保持熔化坡口邊緣0.5-2.5mm，避免產(chǎn)生咬邊和焊縫余高過大。

向上立焊時(shí)焊槍橫向擺動(dòng)運(yùn)絲法

a）小幅擺動(dòng)b） 月牙形擺動(dòng)c）不推薦的月牙形下彎擺動(dòng)

4 注意事項(xiàng)

（1）采用與v形坡口對接平焊相同的試件及試件裝配要求進(jìn)行定位焊，預(yù)置反變形量3°-4°，然后按立焊位固定在焊接架上，距離地面800-900 mm高度。

（2）采用向下立焊法焊接第一層（打底層），焊絲采用直線運(yùn)絲法;第二層以后采用向上立焊﹑月牙形擺動(dòng)運(yùn)絲法。施焊蓋面焊縫時(shí)，要避免出現(xiàn)咬邊和焊縫余高過大。

（3）焊接各層之間要清理焊渣、飛濺，漏出金屬光澤。

5 結(jié)論

本焊接工藝中打底焊采用向下立焊是比較理想的焊接工藝，利于背面成型，較傳統(tǒng)向上立焊法大大減少了焊接缺陷。焊接操作人員只要按照上述內(nèi)容，精心制作試板，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝參數(shù)，注意焊接過程注意事項(xiàng)，就能焊出合格的試件。故而此工藝方法可以推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李亞江、王娟《氣體保護(hù)焊工藝及應(yīng)用》 [M]化學(xué)工業(yè)出版社2009.9。

[2]全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)《承壓設(shè)備焊接工程師培訓(xùn)教材》[M]云南科技出版社2004.8。

[3]高忠民《熔化極氣體保護(hù)焊》[M]金盾出版社2013.02.01。

[4]沈言錦《焊接技術(shù)基礎(chǔ)》[M]機(jī)械工業(yè)出版社2018.11.01。

[5]勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室組織編寫《焊工》[M]中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社2003.12。

3978500589243