某制造厂为一大型工程机械公司生产100多米高的塔式起重机等工程机械部件,这些部件均为焊接件,焊接工作量大,焊接质量要求较高,技术难度较大。原采用焊条电弧焊，焊接变形大且难以控制,生产率低。
通过对CO2气保焊、富氩气保焊及焊条电弧焊进行对比工艺试验及评定,决定除对个别有外观要求的焊缝采用富氩气体保护焊外,其余均采用CO2气保焊。生产实践证明,这样既保证了焊接质量,又提高了劳动生产率,降低了成本,取得了较好的经济效益。
1 焊接接头情况及焊缝技术要求
1)焊接接头形式有对接接头、角接接头、T形接头及搭接接头,其中绝大部分是T形接头。
2)焊缝形式有对接焊缝及角焊缝,大部分为角焊缝,由于板厚不同,焊脚分别为6mm , 8 mm , 10mm , 12 mm , 15 mm不等。
3)母材主要为碳素结构钢板Q 2352A,规格有6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 20 mm, 25 mm等几种。
4)焊缝外观要求焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、未熔合等缺陷。焊缝形状尺寸符合图样要求,焊缝与母材平滑过渡。部分焊缝要求超声波探伤合格。
2焊接试验
参照JB4708- 2000《压力容器焊接工艺评定》,进行CO2气保焊、富氩气保焊、焊条电弧焊对接接头力学性能试验, T形接头角焊缝试验及CO2气保焊、富氩气保焊飞溅成形工艺性能,进行对比分析。
2.1对接接头力学性能试验
1)试验材料Q235-A , 300 mm×125 mm×10mm , 2块；焊条电弧焊开60V形坡口, CO2气保焊、富氩气保焊开45V形坡口,单面焊双面成形。
2)焊接方法及焊接材料焊条电弧焊, E4303,φ3.2 mm ,φ4 mm；CO2气保焊、富氩气保焊焊丝ER50-6, 5φL2；富氩气：80%A r+ 20%CO2。
3)检验内容外观检查, RT检验,力学性能试验(拉力试验、弯曲试验)。
2.2 T形接头角焊缝试验
1)材料Q235-A，300 mm×125 mm×10mm，2块,不开坡口，单道焊。
2)焊接方法及焊接材料焊条电弧焊,焊条E4303，φ3.2 mm；CO2气保焊、富氩气保焊,焊丝ER 50-6,φL2 mm；富氩气: 80%Ar+ 20%CO2。
3)检验内容外观检查,切取5个截面进行金相宏观检查。要求断面无裂纹,无未焊透,无未熔合缺陷。
2. 3T形接头角焊缝成形、飞溅试验试验条件同2. 2,通过对比试验对CO2气保焊、富氩气保焊进行外观成形及飞溅大小进行评定。
3焊接试验结果分析
1)从对接接头焊缝力学性能试验可知, 3种焊接方法的焊接接头外观检查符合要求, RT检验均高于?级合格,焊接接头的抗拉强度以富氩气保焊最高, CO2气保焊次之,焊条电弧焊最低,这是因为富氩气保焊氧化性较少,合金元素烧损较少所致,但它们均高于母材规定的最小值。按规定的弯曲角,每个试件面弯、背弯各2个,弯曲试验合格。这说明3种焊接方法及焊接工艺的焊接接头力学性能试验合格。但富氩气保焊、CO2气保焊坡口角度较少,钝边较大,比焊条电弧焊生产率高,节省材料,成本低,焊接变形少。这是因为气体保护焊焊丝较细,电流密度大,熔深大,电弧穿透力强,易焊透所致。