焊工如何尽快掌握单面焊双面成形操作技术

焊工如何尽快掌握单面焊双面成形操作技术

俞年成

中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽合肥230031

摘要：焊接生产中，有些重要焊接结构如锅炉、压力容器等制造过程中常要求焊缝焊透．为了保证焊缝根部焊透及正反两面获得良好的焊缝成形．大多采用双面焊。但问题是．有的焊接结构件不便翻转进行双面焊．有的因焊接操作空间限制不能进行双面焊．这就给焊接生产带来了一定的闲难．这时就可以采用单面焊双面成形操作工艺。

关键词：单面焊双面成形；操作技术；措施

前言

虽然焊接技术发展很快，自动化程度也越来越高，但焊条电弧焊仍占有不可替代的地位。单面焊双面成形技术以其独到的优点，广泛应用于锅炉、压力容器。尤其在小直径容器和管道的焊接过程中以及重要的焊接结构制造过程中，既要求焊透而又无法在背面进行清根和重新焊接，所必须采用的单面焊双面成形焊接技术。同时，单面焊双面成形焊接技术也是国内外焊工技能培训和考核的重要内容之一。下面以单面焊双面成形V型坡口平对接焊为例作一分析。

1作好焊前准备

选用逆变直流焊机，采用直流反接。焊接前应对焊机进行调节试焊，确认焊机的引弧性能和稳定性能好，焊接工艺参数的调节方便、灵活、方可使用。选用Q345钢板工件为300×125×12mm。工件应开V形30°坡口。钝边的尺寸一般选在0.5-1.5mm之间，坡口边缘在20mm以内处用磨光机打磨，并将表面的铁锈、油污、氧化物等清除干净，露出金属光泽。工件装配间隙为3.2-4mm。预留反变形3°C。打底层采用断弧焊，短弧焊接，一点焊法，适合窄间隙。采用碱性焊条E5015，打底层焊接应选择直径3.2mm的焊条，填充层和盖面层可选用直径4.0mm的焊条，并对焊条进行350°C烘干，保温2-4小时。使用时需要将焊条放在保温筒内，随用随取焊条在保温筒外停留时间不得超过4小时，且反复烘干次数不能多于三次，焊条药皮开裂和偏心度超标的焊条不得使用。

2立焊操作技术要点

2.1引弧

在始焊处对准坡口中心开始引弧，焊条与工件的角度为左右，处于间隙中心。先让电弧稍长一些，此时熔滴向母材喷射，颗粒较细而零散，使母材始焊点达到预热的目的。稍过片刻，当坡口两侧出现汗珠时便将电弧压短，此时焊条熔滴向母材过渡的颗粒较大，并集中于电弧中心处，将已溶化的两侧坡口联在一起，形成一个椭圆形熔池。焊条继续向上运条，当熔渣清楚地从铁水上淌下而在熔池前方打开一个小眼时，表示根部已熔透，此时可听见电弧穿过间隙发出清脆的“花......”之声。这时应马上果断迅速地灭弧，以防止熔池温度过高而使熔化铁水下坠，在焊缝正、背面形成焊瘤。

2.2焊接

在上述灭弧后稍等一会，此时熔池温度迅速下降，通过护目玻璃可见原先白亮的金属熔池迅速凝固，液体金属越来越小直到消失。此过程可明显地看到液体金属与固体金属之间有一细白发亮的交接线。这交接线迅速变小，由熔池轮廓大小直到一个点而消失。重新接弧的时间应无害交接线直径大约缩小到焊条直径的1-1.5倍时，重新接弧的时间应为交接线前部边缘的下方1-2毫米处。这样电弧的一半将前方坡口完全熔化，另一半将已凝固的熔池之一部分重新熔化，从而形成一个新熔池。这新熔池一部分压在原先的熔敷金属之上，结果与母材原先的熔池形成良好的熔合。在熔池温度不过高的情况下，焊条可继续送进和向上运动，不断形成根部焊透程度良好的焊缝，直到再一次发现熔池温度过高，再一次灭弧等待熔池冷却......如此反复焊接便得整条焊缝。这就是所谓的“半击穿焊法”。

2.3焊接注意事项

（1）焊接过程中始终要分清铁水与熔,避免产生夹渣。

（2）在立焊时要密切注意熔池开状,发现椭圆形熔池之下部边缘由比较平直的轮廓逐渐鼓肚变圆时,表示熔池温度已稍高或过高,应立即灭弧,让熔池降温可免出焊瘤。

（3）要严格控制熔孔尺寸。在正常焊接时，如熔池前方出现熔孔，当熔孔直径大约为焊条直径1.5倍时，可保证焊缝背面焊透，同时不出现焊瘤。当熔孔直径为焊条直径的二分之一或没有熔孔时就可能产生未焊透，但肯定背面不会有焊瘤。

（4）机动灵活地运用“击穿焊法”、“半击穿焊法”、“不击穿焊法”和“多点焊法”。在正常坡口尺寸时用“半击穿焊法”比较好掌握。但坡口制备并不那么均匀一致，钝边，间隙及坡口角度均有大有小。在间隙小、钝边大时，仍采用上述“半击穿焊”时，则不能得到很好的焊缝。此时可采用“击穿焊法”，即在灭弧后的再次弧点，选择在交接线前部边缘的前方。在间隙较大情况下如仍采用“击穿”或“半击穿”焊法，则不可避免要出现焊瘤，此时应采用“不击穿焊”法。即在灭弧后的再次接弧点，选择在交接线后部边缘的后方。在间隙很大时，一般在焊条的直径2倍以上，采用上述方法都得不到满意焊缝，则可用“多点焊法”。间隙稍大时用两点焊法，间隙过大时可采用三点焊法，每一点的焊法与前面所述一样，即要熔化根部，又要熔化原熔敷金属，而新熔池仍应控制为椭圆形，这两三个熔池构成一组整体的横向焊波。与定位焊缝连接时应特别注意未焊透。当定位焊缝较陡时，电弧不能将其全部熔透，往往造成局部未焊透。一般焊前可将定位焊缝的两端用扁铲铲去一部分，形成斜度较小的均匀小坡，以便电弧容易将它焊爱。或者用电焊将其“割”出斜坡，然后再焊。

3平焊、仰焊及横焊操作技术要点

3.1横焊操作

当电弧指向上部坡口和下部坡口时，焊条角度稍有变化，所得焊缝及熔孔如图。操作时的形象运作，应依焊接熔池温度情况灵活运用。控制第一层双面成形的操作原则与立焊相同。

3.2平焊操作

目的是控制焊接温度，熔池前有适量弧吹到下面，且始终使熔池前端保持有同样大小的熔孔。此时形象运作俯视如图。根据熔池温度和形状大小的变化来决定选用点焊或连续焊法。在温度高、熔池形状增大时则应灭弧，在形状大小不变时，可连续焊。控制坡口中第一层焊缝得到双面成形的操作技术，原则上与立焊相同。但特别要注意防止烧穿出焊瘤。

3.3仰焊操作

具体运条时，可根据熔池温度变化，采取点焊法或小段连弧焊法。基本操作要点与立焊相同，但应特别注意焊缝正面出焊瘤，背面出塌腰。塌腰系仰焊背部所特有的一种缺陷。由于熔池在高温时表面张力较小，使铁水在自重下产生下坠而引起。显而易见，熔池温度越高，表面张力越小，越易产生塌腰，熔池横断面在根部的直线尺寸越大，熔池铁水重量越大，也越易产生塌腰；因间隙大，坡口角度大，钝边小形成根部尺寸大的熔池，也易造成塌腰。为了减少塌腰，除合理选择坡口尺寸和焊接电流外，还应特别注意焊接时坡口两侧的稳弧运作。如果用的是碱性低氢型焊条，为了得到双面成形，则不能采用上述靠灭弧或挑弧控制熔池温度的操作方法，因为这种类型焊条要求用短弧焊，否则易生气孔。采用直流弧焊机双手工作法时，即一手焊接，一手随时调节电流大小，达到随时调节熔池温度的目的，而弧长则始终保持不变。此种焊法，坡口间隙等于焊条钢芯的一半较适宜。熔池温度可以由熔池的形状和大小来判断。具体作法是将直接焊机的调流器拆下来，并用导线引到焊工身边，焊工应戴套头式面罩，以便一手施焊，一手随时调电流。

结束语

面焊双面成形是一种难度较大的操作技能，其操作方法有灭(断)弧法和连弧法两种，灭(断)弧法又分一点击穿法和两点击穿法。两种操作方法各有其特点，只要掌握得当均能获得良好质量的焊缝。

参考文献：

[1]邱葭菲，王瑞权，张伟．口诀教学法及在焊接培训(实训)中的应用[J]．焊接技术，2013，42(12)：76—78．
[2]蔡郴英．机加工职业技能培训教学方法的研究[J]．教育教学论坛．2013(36)：69—70.