双丝MAG焊的开发、应用及推广

双丝MAG焊的开发、应用及推广

陈照中胡杰

陈照中胡杰

广船国际有限公司广东省广州市邮编：510000

摘要：造船拼板焊目前主要存在两种模式，一种是埋弧焊，即用焊剂来保护焊接的一种焊接方法，该方法效率较低，设备较为庞大，典型的有：FCB平面分段流水线等，另一种就是利用CO2气体保护进行焊接，如MAG等方式。本论文重点是分析MAG双丝单面焊双面成型的焊接方式的应用及开发。

关键词：双丝MAG焊；单面焊；大合拢焊接

1.研究背景

双丝单面MAG焊机是一种新颖的中厚板平对接焊接的自动化焊接设备。双丝单面MAG焊机采用双丝双弧CO2气保护焊，主要用于平对接焊缝的焊接，特别适合于12～22mm的板厚，能达到一次焊接正反面焊缝成型的目的，焊接效率较高。双丝单面MAG焊机在国内企业使用范围不大。焊接工艺积累不够丰富，焊接工艺指导不当，很容易产生内部夹渣的焊缝缺陷，由此对焊接工艺的摸索研究很有必要。

2.介绍MAG焊机

焊机型号：DEW-1型单面MAG焊机

3.焊机性能

双电极双摆动CO2气体保护焊单面焊双面成型[1]；坡口背面粘帖型陶瓷衬垫成型；采用两台600A可控硅型CO2气保焊接电源，负载率100％；行走速度100－1000mm/min。

4.双丝单面MAG焊机的优点

（1）节约焊材。

（2）手工CO2＋埋弧自动焊和双丝单面MAG焊的焊缝坡口都是40～50°V型坡口，不同的是手工CO2＋埋弧自动焊要留6～8mm的间隙，而双丝单面MAG焊坡口间隙可以为0，填充截面减少，熔敷量自然减少，两者相比，焊材消耗量可节约35％以上[3]（上海船舶工艺研究所数据）。

（3）装配方便、快捷。

（4）装配不用∏型卡码，因此不需要焊后割码，批、补、磨码脚。

5.双丝单面MAG焊机的缺点

（1）自重较重（90kg），连接管线太多，搬运较困难。

（2）操作不当容易产生未溶合或夹渣

6.双丝单面MAG焊机的操作

（1）贴好衬垫，衬垫帖不紧会使背面成型出现焊水外溢或焊接过程中衬垫脱落而造成焊穿。贴衬垫前要将坡口两边的铁锈、灰尘等杂物清洁干净，如有水份必须烘干。

（2）按焊接电源分组将焊接电源线、气管、水管、焊接电源控制线、行走小车电源线连接好（接线过程应该在断开电源的情况下进行），把焊枪装在枪夹上并装好焊丝。

（3）由于双丝焊机的横向调节幅度受整机横向移动机构和焊枪横向微调移动两方面的影响，而且可调幅度也不是很大，由此，焊枪的对中好坏直接关系到焊接过程是否顺利[4]。

（4）焊丝对中调好后，把调中按钮打到开始位置，按板厚、坡口情况调（5）小铁粒的作用是消耗能量，减小焊缝被焊穿的几率，增加熔敷量。在相同的焊接规范的情况下，小铁粒放的越多，焊缝在单位时间内的熔敷量就大，会使焊接过程铁水往焊接方向涌，影响熔池熔深，造成背面焊缝成型瘦小，使第一道焊缝的成型较差。如图所示，焊缝中间会偏高，使焊缝与坡口的夹角加深，控制不好会造成夹渣或未焊透。

（6）沪东船厂双丝焊焊丝牌号：前丝YM-55H￠1.6(实芯)，后丝SF-I￠1.6（药芯），填充细丝粒YK-CM直径￠1mm。以下是实际焊接过程的规范数据：

（注：表中*的意思是焊接过程看坡口的宽度和焊缝高度的具体情况定）

坡口内垫放1×1mm的小铁粒（由YK-CM/￠1.0mm的焊丝切断而成）[5]

焊缝正面成型良好焊缝背面成型良好

由此可看到，双丝单面MAG焊用于平对接拼板缝的焊接，在造船内场施工效率较高。通过现场的应用，采用双丝单面MAG焊，经过半年的事实，内场的拍片合格率达到93%，公司的内场焊接拍片和个目标指示：90%，完全达到目标。

7.双丝单面MAG焊的开发推广

由于双丝单面MAG焊在内场使用的高效性，特别适合12~18mm的拼板，能达到一次焊接正反面焊缝成型，效率较高，但18mm~22mm的焊接出现的问题还是较多，目前一些船厂造大船的板都较厚，故此问题必须得以解决；另外目前船坞大合拢的平直对接缝大部分船厂是使用CO2手工焊打底，埋弧自动焊盖面的模式，效率较低，如果船坞能采用双丝单面MAG焊那么就能一次焊接正反面成型，那末效率将会大幅度提高。但由于大合拢的间隙一般都较大，同MAG焊的要求2mm以下要求相差太远，[6]故决定做一些工艺改变，通过做多次试验。

7.1试验方法

（1）把试板铺放在胎架上现场切割坡口，坡口切割模拟大合拢建造的实际情况，有用切割小车切割的符合工艺要求的坡口，有手工切割的坡口，各类坡口的长度不做界定，现场随意取舍。

（2）装配间隙同样模拟大合拢建造的实际情况，在0～5之间不规则取舍。

（3）控制好装配定位焊的高度，装配完成后对坡口和间隙情况做好标示和纪录，按工艺要求进行焊接。

采用双丝焊一次成型的焊接工艺，焊接时做好相应的焊接规范的纪录。（包括小铁粒的投放量、电流、电压、焊接速度、摆动幅度等）

7.2试验结果分析

从两次试验结果来看，双丝焊在18mm以上板缝的焊接，以及超间隙（1~5mm），在控制好规范的前提下，使夹渣问题解决了，X光拍片合格率100％，焊缝只是存在熔敷量不够的问题，出现正面焊缝不够高的情况。

要解决双丝焊在18mm以上的板缝焊接存在焊缝高度不够的问题，只有采取单丝打底，双丝填充盖面的焊接工艺。

参考文献：

[1]中国机械工程学会焊接学会编.北京：机械工业出版社，2001，《焊接手册》第一篇.

[2]曾乐主编.北京：机械工业出版社，1998，《现代焊接技术手册》.

[3]中国船舶工业总公司船舶工艺研究所《双丝单面MAG焊机使用说明书》

[4]俞尚智主编.上海：上海科学技术出版社，1991，《焊接工艺人员手册》

[5]张文钺.北京：机械工业出版社，1980，《金属熔焊原理及工艺手册（上册）》

[6]（日）焊接学会方法委员会编.尹上科等译.北京：机械工业出版社，1988，《窄间隙焊接》.

作者简介：

陈照中（1970—），男，工程师。主要从事船舶与海洋结构物建造工艺研究及管理。

胡杰（1986-），男，助理工程师。主要从事生产管理。