试析焊条电弧焊单面焊双面成型焊接技术

试析焊条电弧焊单面焊双面成型焊接技术

王继荣

中车兰州机车有限公司   甘肃省兰州市 730070

摘要：焊接技术是目前最常见的一种制造加工工艺，是金属产品加工制造中最为常见的方法。焊条电弧焊是焊接技术中极为常见的一种，适用于各种不同类型的金属、合金焊接之中，主要包含熔合、填充等多个方面。本文先分析了焊条电弧焊的原理，着重阐述了焊条电弧焊单面焊双面成型关键技术要点和工作中需要注意的事项，希望能够给同行工作带来借鉴和参考。

关键词：焊条电弧焊；焊接材料；单面焊双面成型；焊接技术

随着我国科技水平的提升和工业化进程的加速，智能化、数字化、自动化技术在各行业被高度重视，焊接技术当然也不例外，各种现代化焊接技术此起彼伏，为我国制造业的发展带来了质的飞跃。焊条电弧焊单面焊双面成型焊接技术作为焊接工程中一种常见的技术手段，在工业结构中占有很重要的地位，更是金属产品加工生产之中不可或缺的技术之一。但就该技术的具体应用分析，其中还存在一定的问题，为此本文重点阐述了焊条电弧焊单面焊双面成型焊接关键技术要点。

一、焊条电弧焊的原理

焊条电弧焊是目前最常见的一种焊接方法，主要是通过产生弧光以及熔化电极来进行金属构件的连接、加工，其工作原理是利用电弧放电热量泥浆焊条熔化，让其与工件表面熔化交汇，形成焊缝；焊条中的焊机能够提供渣质对焊缝进行保护，确保了焊接质量。在这个过程中，焊条电弧是通过两个点击之间产生的电弧放电加热，电弧放电产生的热能能够瞬间将焊条融化并且让工件达到熔化点；电弧放电是利用直流或者交流电源提供电源，并且利用工件两端的电极形成电弧。焊条在通电之后，表面的涂层会形成相应的焊膜，同时内部的药物炽烧，产生的气体形成保护气雾，进而保护焊接区域工件的稳定性和表面完整性，金属电弧焊的焊缝区域形成相应的电弧，让焊条和工件表面出现熔化，形成液态金属电池，这个环节还会产生强烈的物力和化学反应，从而形成了良好的焊接效果。

二、单面焊双面成型技术特点

焊条电弧焊单面焊双面成型技术最大的难度便是焊缝打垫层根部焊接处理环节，该技术与传统的焊条电弧焊存在最大的不同之处就是，需要将传统碱性焊条连弧焊通过新型工艺调整和改进，采用大电流电弧焊，让铁水自动流淌到焊缝的背面，通过观察熔池温度状况和变化，焊条形成瞬间运动，工作人员根据熔孔的大小控制焊接速度以及摆动情况；并且在焊缝区域利用金属熔池的大小实现单面焊接和正反双面成型。这种技术对于焊接工作人员而言是一种操作技术要求高的内容，是焊接工作中必须要掌握的现代化工艺，也是焊接技术未来发展的主要方向之一。

三、焊条电弧焊单面焊双面成型工艺要点

1、焊接准备

为了确保焊接质量，在焊接操作之前必须要做好相应的准备工作，对焊接材料以及被焊接的工件表面进行清洁并加以固定。检查焊条参数是否与焊接工艺要求相符，并且根据母材的材质和焊接工艺要求选择与之相匹配的焊条，且这个环节需要注意观察焊接结构的厚度和材质，通常选择直径比较小的焊条，如2.5及2.5焊条最佳，这种焊条更加方便焊接操作，能够满足各种不同的焊接工艺要求。如果焊接的时候采用V型坡口，则坡口的角度需要控制在65°左右，并采用气割加工坡口法，打磨工件表面的氧化皮直至露出金属光泽,避免在实施操作的时候出现焊接缺陷。如果在焊接的时候木材的厚度在3mm左右，则焊接坡口需要预留0.5mm左右的钝边采取小电流焊接，钝边太薄易被击穿,即保证焊透又避免焊缝背面产生焊瘤缺陷。如母材厚度在12mm左右时，坡口应预留 1-2mm 钝边,采取稍大电流焊接,钝边太厚,避免坡口钝边难以熔化产生未焊透缺陷。

2、焊条电弧焊单面焊双面成型关键技术要点

2.1直流反接断弧焊法的应用

直流反接断弧焊法是目前焊条电弧焊工艺中一种较为常见的方法，其在应用中使用直流电源在进行根部打底焊接，这种方法通常又分为断弧焊和连弧焊两种方法。断弧焊在应用的时候要求焊接工作人员稳稳操作，每次起弧都必须要精准的控制在目标焊接区域，能够更好的控制熔池的形状以及大小，把握好焊缝背面的成型质量；连弧焊是通过焊接人员对焊接电流调节控制进行焊接，这种技术在应用中对于电流、间隙控制要求比较高，电流小则熔池面积小、深度浅，容易造成未焊透的现象，造成焊接缺陷；电流大则又容易出现坡口根部全部焊穿，出现焊瘤缺陷。

在这种焊接技术中，焊条主要以碱性焊条为主，通过直流正接进行根部焊接打底时，此时母材温度高,不易粘条,熔深较深,坡口钝边好击穿,焊缝背面成型较容易,对于初学者来说较容易掌握。在仰焊焊接位置应用中，焊接位置操作难度和熔池铁水重力的影响，采用此方法,焊缝背面成型很容易凸出1mm 以上,但是焊件受温度的影响熔池中间容易形成收缩气孔，第二滴铁水没有将其完全覆盖和熔化后,就形成表面气孔,所以一般不推荐使用。

2.2严格控制中间接头焊接质量

由于一根焊条焊接的长度有限,根部打底焊缝焊接由若干根焊条焊接完成，所以中间就要进行更换焊条操作，也就产生焊缝中间接头。为了避免中间接头焊缝脱节、夹渣和未焊透等缺陷产生，更换焊条要快，接头应准，即在前道焊缝收尾处尚处于红热状态，以最快的速度将待焊接头处药皮清理干净，以便引燃电弧，回行距离接头部位10-15mm处立即引弧，熔滴恰到好处熔化在焊缝根部，前面几滴铁水停留时间比正常焊接时多2秒,这样有利于前后熔滴熔合,背面成型一致,能有效地避免焊接缺陷,其焊缝中间接头质量好坏将直接影响焊缝的整体质量。

2.3焊接三个基本运条动作

首先是焊条向熔池方向送进,由于焊条端部在不断熔化,焊条慢慢在变短,为了保证电弧稳定燃烧,在焊接过程中就要将焊条适当的速度向熔池方向送进，保证电弧长度不变,其送进的速度应该等于焊芯熔化的速度;其次焊条纵向移动，为了获得一定长度尺寸焊缝,焊接方向沿焊缝轴线方向的纵向移动;最后是焊条横向摆动，对于坡口间隙稍大,焊条就要以小齿距的锯齿形运条操作,两端稍作停留中间过渡要快横向摆动。总之,焊接的三个运条动作应该有机结合,多适应、多操作、多总结,灵活运用才能确保焊缝正面、背面成型质量。

2.4克服熔滴重力对焊缝成型的不利影响

为了保证焊条电弧焊单面焊双面成型技术的整体性和主梁，选择合适的焊接电流非常关键。由于熔滴的重力，平焊位置根部打底焊接，后一熔滴覆盖前一熔滴的二分之一焊接电流比立、横、仰焊位置焊接电流略小10-15号左右。在进行立焊和仰焊位置根部焊接时，在熔池的中央，熔化的铁水和熔渣始终受重力作用垂直向下的。为此，在进行焊接的时候注意焊接角度控制，焊条引弧端指向待焊部位，与工件成 70-80℃左右压低焊接电弧,利用电弧的推力击穿熔孔。进行仰焊位置根部打底击穿熔孔焊接时，后一熔滴覆盖前一熔滴的1/3;进行平、立、横焊位置根部打底击穿熔孔焊接时，后一熔滴覆盖前一熔滴的二分之一,电弧在熔池前端或上部压低和稍作停留等方法来克服重力的不利影响。

四、结束语

总之，焊条电弧焊单面焊双面成型作为一种新型焊接工艺，其技术掌握要求比较高，操作难度也比较大，这主要是因为焊缝背面成型难以有效把握，经常在焊接工作中出现气孔、夹渣未焊透等情况，影响到焊接质量。为此，在工作中需要不断引入新技术、新设备，并且不断提高专业技术人员的工作能力，注重理论知识获取和实践的结合，在提高焊接工作水平的同时，让其更好的为现代化制造业发展服务。

参考文献

[1]于记伟.焊条电弧焊仰焊单面焊双面成型技术探究[J].农业工程与装备, 2023, 50(1):50-52.

[2]蒋应田,高学朋,李宪臣,等.一种基于脉冲电流的焊条电弧焊单面焊双面成形的方法.CN202211102232.9[2024-06-24].

[3]王元平.探究焊条手工电弧焊单面焊双面成型培训[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2022(1):4.