筒体内侧坡口自动GMAW外侧坡口SAW焊接工艺
江苏双良集团锅炉有限公司（江阴市 214444）
谢彦武 万丙义 刘铁 屠文枫
摘要介绍
了筒体内侧坡口熔化极自动气体保护焊外侧坡口埋弧自动焊焊接工艺（以下简称新工艺）设计的原理、试验过程、试验结果及实际产品的应用情况，并对新旧工艺在经济效益、生产效率两方面进行了对比。
关键词: 新工艺 原理 试验 应用
WELDING PROCEDURE OF AUTOMATIC GMAW IN INSIDE GROOVE AND SAW IN OUTSIDE GROOVE OF SHELL Jiang Su ShuangLiang Boiler Co.,Ltd
Xie Yanwu, Wan Bingyi, Liu tie， Tu Wenfeng
Abstract This paper introduced the design principle， the test procedure，test results and application of the welding procedure of automatic GMAW in inside groove and SAW in outside groove of shell. The comparison of the economical benefit and productive efficiency between the new and original procedure was completed.
Key words: new procedure， principle， test， application
1 设计原理 由于气体保护焊较埋弧焊使用的热输入较小，背面成形能够得到控制，且易实现背面成形。主要设计出合理的坡口形式，消除根部的未焊透缺陷；采用合理的焊接气体配比，达到合理的焊缝成形要求，以保证两侧的熔合情况良好；合理的焊接工艺参数，实现熔滴稳定的射流过渡形式，以保证焊接过程的稳定,减少气孔等缺陷。
1. 1 坡口形式 坡口形式见图1。 如何解决新工艺根部未焊透缺陷是此坡口设计的难点。既要保证内侧熔化极自动气体保护焊良好的成形，又要有利于焊工的操作。间隙太大，有利于焊透，但容易焊穿，操作难度较大；太小则反之。钝边太大，易造成根部未焊透；钝边太小易塌边，使操作困难。 另外，在设计上外侧既要尽量采用高熔敷效率的埋弧焊焊接方法，又要避免由于内侧熔敷金属太薄，容易造成自动埋弧焊焊穿的现象，还要避免内侧熔化极自动气体保护焊焊接速度太慢，否则易造成焊穿、焊瘤等缺陷。针对以上的利与弊，经过大量试验研究，设计了如图1的坡口形式。
1.2 气体配比 由于CO2焊难以实现稳定的射流过渡，而短路过渡熔深较浅，难以消除根部未焊透缺陷，故采用了Ar+ CO2混合气体联合保护。由于氩气的电离能较低，所以在富氩的情况下，电弧燃烧稳定，维弧容易，且熔滴很容易呈稳定的轴向射流过渡，飞溅较小。如Ar气过多，则弧柱十分狭窄，容易受阴极斑点漂移现象的干扰，电弧不易稳定，电弧吹偏，产生未熔合，且液体金属的粘度及表面张力较大，使熔池中的气体难以逸出，造成气孔。焊缝金属润湿性差，易形成指形熔深。试验表明采用92%Ar+8%CO2保护气体配比较为适宜。
1.3 焊接参数 要实现熔化极自动气体保护焊稳定的射流过渡，不但要有合理的气体配比，而且焊接电流必须chao过其临界电流。参数的选择要保证熔化极气体保护自动焊首层的焊透、操作便利、良好的背面成形。
2 试验过程
（1）母材材质及规格 20g钢，φ1 000 mm×14 mm，L=300 mm。
（2）数量 三节筒体，3条环缝，3条纵缝。
（3）焊接方法 筒体内侧自动GMAW焊，外侧埋弧自动焊。
（4）焊接材料 气体保护焊焊丝ER50-6,φ 1.2 mm；埋弧焊焊丝H08MnA，φ3.2 mm 焊剂:HJ431。
(5)气体配比及流量 92%Ar+8%CO2，流量为18.5～22.5L/min。
(6)焊丝伸出长度 自动GMAW焊选用10～15 mm；埋弧自动焊为30～40 mm。
(7)焊接设备 自动GMAW焊电源选用MiLLer602；埋弧焊电源选用Lincoln DC-1 000，操作架为�4 000 mm�×4 000 mm。
(8)坡口形式 见图1。
(9)焊接顺序 内侧采用自动GMAW焊焊两层，外侧采用自动埋弧焊焊满。
(10)焊接工艺参数见表1。
(11)技术要求 坡口采用机械加工，严格控制装配间隙、错边量。装点在外侧点固。内侧熔化极气体保护焊焊后，外侧打磨点固焊点。
3 试验检测结果
（1）射线检测 按GB3323标准检验，Ⅱ级合格。
（2）宏观金相检测 内侧熔化极自动气体保护焊焊后取宏观金相切片6片，成形情况见图2a。埋弧焊 焊后取宏观金相切片6片，成形情况见图2b。检验合格。
（3）力学性能试验：按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》检验合格，其结果见表2。
4 生产应用和经济效益
2000年公司采用新工艺焊接制造了56台锅炉，X射线检测拍片1 407张，其中,一次合格率为97.5%。 生产效率和经济效益明显提高。以WNS2-1.25-Y（Q）型卧式内燃锅炉为例，新工艺使生产效率提高了1.35倍，焊接材料消耗费用降低了26%。
5 结 论
从模拟试验、应用情况来看，新工艺对于筒体纵、环缝的焊接，主要能保证装配质量和足够的观察空间（或在较小的空间内有辅助监控系统），合格率完全可以达到97%以上。新工艺较好地解决了筒体双面埋弧焊必须清根的问题，提高了生产效率，降低了生产成本，减少了人为因素造成的质量问题，避免了由于碳弧气刨对外侧坡口的破坏及带来的噪音、飞溅、污染、火灾等事故隐患，具有很好地发展前景。
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