技术｜CO2陶瓷衬垫焊操作方法及通用工艺

把衬垫放在钢板和工件所规定的形状和尺寸的坡口背面，从正面焊，既能双面一次成形，背面焊缝成型饱满，焊迹整齐。

陶瓷焊接衬垫广泛应用于船舶建造、钢结构、桥梁、建筑、管道工程、压力容器、化工机械、冶金机械制造中。

一般衬垫中间都会有一条红色的对准线（不包括圆柱那种），贴的时候对应板缝中间。还有一点很正要，贴衬垫的时候一定要把铁板表面的灰尘清理干净，要不会贴不紧，焊接的时候容易脱落。

对接平焊、立焊、横焊和平角焊的坡口型式如下图。

为了达到高效焊接的目的，在装配的过程中，装配间隙尽可能满足下限值，减少焊逢金属的熔敷量。坡口面的朝口原则上由分段建造工艺确定，坡口尽量设在方便施焊的一侧。为了方便现场加工，保证坡口角度的准确，经过换算，表1—1给出了板厚与坡口宽度的关系值，供参考选择。

CO2单面焊双面成型工艺的焊接规范是比较灵活的，它与焊工的技能和熟练程度有关。选择焊接规范时应注意焊接电流和电压的匹配，确保焊缝的良好成型。熟练的焊工，能够使用较大电流的焊接规范，以提高劳动生产率。焊接电流最大不宜超过230A（焊丝直径ф1.2）。表4、表5所列焊接参数，可供参考选择。

3.1 燃弧点的位置

采用单面焊时，燃弧的位置十分重要，如图3所示。由于进行CO2单面焊时，电弧的电流密度较大，在熔池前端的母材上形成半圆孔，随着电弧的前进，熔化金属不断填满此半圆孔。操作时必须使燃弧点处于熔池中心，如果燃弧点太靠前，如图3中B点的位置，则会使铁水过早前淌，使熔宽减小，严重时导致两底边未熔合。若燃弧点太靠后，如图3中A点，使铁水前淌过缓，会增加熔宽，焊缝下垂过多，且容易使焊缝正面形成中间高、两边低的形式，这样在上面一层焊接时会导致两边夹渣。

正常的打底焊成形应是焊缝反面增高适当，焊缝正面为中间低，两边成弧状过渡，如图4所示。

3.2 焊丝的角度

单面平焊时可以采用左焊法，也可以采用右焊法，如图5所示。

右焊法时熔敷金属的厚度较薄，反面成型较美观，但焊强会挡住操作者的视线，影响对熔池前端的观察。采用左焊法时，焊接速度要比右焊法慢，操作者能较好的看到熔池的前方。

立焊时为防止铁水下流，焊丝处于下倾状态，如图6所示，同时焊丝左右摆动，如图7所示，此角度应不小于5º。与水平角度不当，易造成正面和背面焊缝成型不良。焊丝左、右摆动角度不当，易造成焊缝边缘熔合不良和夹渣现象。

横焊时焊丝的位置如图8所示。焊丝偏上会造成焊缝下侧未熔合，偏下会使背面焊缝过分下垂。焊丝略向前倾是为了使铁水的重力、表面张力和电弧吹力三者保持平衡，使铁水不过分前淌，保证焊缝反面有良好的形成。

3.3 焊摆动方法

单面焊时为了使焊道两侧均匀的熔化，铁水不过分下垂，防止夹渣与未熔合等缺陷，焊槍必须在焊缝两边做均匀的摆动，并在两侧做适当的停留。这样可使母材两边适当的熔化，与过渡的熔滴金属形成左右对称，下垂适量的熔池，冷却后成为合格的焊缝。摆动方式，平焊与立焊一般作月牙形摆动。但在横焊时，一般可不做摆动，焊缝较宽时，作斜三角形摆动。

3.4 收弧方式

在CO2陶瓷衬垫单面焊打底焊收弧时，在收弧处背面中央会出现缩孔。

产生缩孔的主要原因是陶瓷衬垫的导热性比母材小，而熔池上部的熔融金属因散热条件好，先行凝固，而熔池下部的融化金属散热条件差，最后凝固。在凝固时，温度降低引起体积的收缩，而此时其它部分金属均已凝固，无法有金属补充这种收缩，因而形成缩孔。

为了消除这种缩孔，首先是采用电流衰减的方法。

现在一般的CO2焊机都有填充弧坑衰减规范的调节旋钮。焊接前将此旋钮调节适当的衰减数值上，在要收弧时，二次按压槍上的按钮，此时焊接电流及焊接电压会自动从原来的参数上衰减到较小的数值。当最后的融化金属填满坑后，再将电弧引到已凝固的焊好的焊缝上。此时放开焊的按钮，电弧最终熄灭，缩孔也就不会产生，如图9所示。

3.5 打低焊和盖面焊

由于船体结构的板材较厚，在采用CO2单面焊双面成型工艺时，通常采用多层多道焊。使用多层焊时，应重点掌握打底焊和盖面焊的操作技能。

打底焊是CO2单面焊的关键，因为它关系到接头的背面成型。虽然接头反面有衬垫托住铁水，使铁水不致流失，但也必须有准确的操作方法，才能保证焊缝正反面都有良好的成型。尤其要防止焊缝反面下垂过多或者夹渣，焊缝正面不能形成中间高、两边低的形状，以免为随后的焊接造成困难。

对于结构约束度大的焊缝（如大合拢焊缝），打底焊层要连续一次性完成，并应完成第二甚至第三层焊道的焊缝（视板厚而定），保证焊缝有足够的强度。

不允许打底焊后长时间放置，以免在焊接应力的作用下，引起焊缝的纵向裂纹。每层的焊接应保持焊分发连续性，不允许焊一段好一段，造成每道卡码出的断头、焊瘤等缺陷。

盖面焊时应调整好焊接电流、电压和焊接速度等规范参数，确保焊缝外观的良好成型，减少补焊、打磨的工作量，真正提高焊接生产率。

焊缝的余量最好控制在3㎜以下。对于长焊缝，可采用逐段退焊法、跳焊法或分中施焊法。采用分中施焊法时，尽量采取对称施焊以减少焊接变形。在焊接低合金钢、铸钢和高强度钢时，应采取必要的预热措施。