CO2焊接在起重机轨道焊接中的应用.pdf

2014年8月第三期
沙
CO2焊接在起重机轨道焊接中的应用
刘长文杨先坪
(杭州钢铁集团公司维检中心杭州310022)
摘要:着重介绍了CO2气体保护焊焊接重型轨道的焊接工艺、焊接规范、施焊要点以及必要的试验数据
等,所编制的焊接工艺经实践证明切实可靠,且经济可行,为今后类似的轨道焊接提供了参考依
据
关键词:轨道焊接;CO2;气体保护焊;エ艺
0前言
桥式起重机大车运行轨道应尽量使用无缝钢
轨,一般断裂之后必须更换,由于涉及停产检修,多
数轨道在断裂后只能采用焊接处理而无法更换。
但焊接连接由于工艺技术水平影响,钢轨接头处易
出现气裂纹、气孔、咬边等焊接缺陷,焊缝质量不达
标给起重机运行带来重大安全隐患。
现杭钢电炉精炼跨170T行车大车轨道
(QU120)突然出现开裂,该行车属生产关键设备,不
允许停用进行轨道更换,且时间紧迫,难以实施铝
热焊。通过对轨道断裂焊接方法和工艺的攻关,最
图1钢轨截面图
后决定采用CO2气体保护焊。
2工艺准备
1钢轨焊接时应注意事项
2.1坡口形式及组装
1.1钢轨材料
CO2气体保护焊对坡口形式和组装的要求较
钢轨属高碳中锰钢,可焊性差,化学成分见表为严格。坡口角度影响电弧是否能深入到焊缝的
只有通过特殊焊接工艺处理,才能获得较好的根部,使根部焊透。因此在保证电弧能够深入到焊
焊接质量。
缝根部的前提下,应尽量减小坡口角度。钝边的大
表1常用钢轨的化学成分
小直接影响根部的嫆透深度,钝边越大,越不容易
(国产重轨(CGB285~81)
焊透。
Si
2.2焊接电流
0.710.75
0.0160.0151.0240.092
焊接电流是确定熔深的主要因素,焊接电流
的大小影响焊缝的成形以及焊接缺陷的产生。电
1.2钢轨截面
流过大,则易烧穿,并出现咬边、焊瘤、气孔等缺陷
钢轨的横截面尺寸如图1,按常规开U形坡口电流过小,易出现未熔合、未焊透、夹渣和成形不
焊接已无实际意义,因而采用开30°左右斜坡口、留好。试验表明:当选用直径为1.2mm焊丝时,单面
钝边、背面加垫板的焊接方案。
焊双面成形的打底焊接电流为90~110A较为合
适
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2.3焊接电压
不稳定。所以电弧电压一定要选择合适,通常焊接
在短路过渡的情况下,电弧电压增加则弧长增电流小,则电弧电压低;电流大,则电弧电压高。焊
加。电弧电压过低时,焊丝将插入熔池,电弧变得接时的工艺参数如表3。
表2焊接工艺参数
焊道位置焊丝直径/m伸出长度/m焊接电流/A接电压V气体流量/(L-min-)
打底
90~110
18~19
10~15
填充焊
160~180
盖面焊
1,2
170~190
A4-25
15~20
2.4焊接速度
3.2焊丝与焊接轨道角度的选择
当焊丝直径、焊接电流和电压为定值时,熔深
焊丝与焊接轨道纵向以及横向的角度是保证
熔宽及余高随着焊接速度的增大而减小。焊接速打底焊质量的关键,所以应特别注意打底焊时焊丝
度过快,容易使气体的保护作用受到破坏,焊缝冷与焊接轨道的角度。焊接轨道对接平焊时,焊丝与
却的速度太快,焊缝成形不好;焊接速度太慢,焊缝焊接轨道的水平面宜成倾斜70°-80°;焊接轨道对
的宽度显著增大,熔池的热量过分集中,容易烧穿接立焊时,焊丝与焊接轨道的水平面宜成倾斜10°
或产生焊痼。
3焊接工艺
3.3打底焊
打底焊是控制轨道焊接接头质量的关键,注意
焊接轨道CO2气体保护焊是明弧操作,熔池的熔接时接头的方法,才能避免焊接缺陷的产生。焊
可见度好,容易掌握熔池的变化,能够直接观察到接电流应依椐坡口角度的大小作适当的调整,坡口
电弧击穿的熔孔,控制熔孔的大小并且保持一致,角度大时散热面积小,电流应调小一些,否则容易
在这方面要比手工电弧焊优越的多。
造成塌陷和反面咬边等缺陷
3.1干伸长度的控制
干伸长度对焊接过程的稳定性影响比较大,干4焊鏠质量
伸长度越长,焊丝的电阻值增大,焊丝过热而成段
实践证明,焊接轨道的单面焊鏠外观成形良好,
熔化,致使焊接过程不稳定,金属飞溅严重,焊缝成平滑整齐,熔宽和加强高符合双面焊尺寸公差要求,焊
形不好;干伸长度过短,则焊接电流增大,焊接的接缺陷明显少于手工电弧焊单面焊双面成形。焊缝内
视线不清楚,易造成焊道成形不良,并使得喷嘴过部质量经X射线探伤检验表明,一级片合格率明显高
热,造成飞溅物粘住或堵塞喷嘴,从而影响气体流于手工电弧焊单面焊双面成形。以壁厚为6mm,直径
通。一般情况下,选择焊丝直径的十倍为最佳干伸为35m的焊管对接焊时,手工电弧焊与CO2气体保
长度。
护焊焊接接头性能对比,见表3。
表3手エ焊与CO2气体保护焊焊接接头性能対比
015手工电弧焊
HO8Mn2SiCO2手エ电孤焊
焊接
位
Ak/i
/MIPA
焊缝HAz8/%y/%
/MPa/MPa焊缝HA2.8/%y/%
208
558
立焊599
440
11711522.572.5
562359
139
33.572.5
横焊5904201801192473.557843623624225.575.5
仰焊581
440
11424.573.5
567
429
试验结果表明:ES015手工电弧焊与HO8Mn2能相近,手工电弧焊焊接接头性能略高于CO2气体
Si、CO2气体保护焊单面焊双面成形焊接接头的性保护焊焊接接头的性能,其原因是F5015焊条的强