板狀工件仰焊4G(焊條電弧焊)工藝分析

焊接技術(shù)作為制造業(yè)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)工藝與技術(shù)，在許多工業(yè)部門(mén)中為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。因此，國(guó)家、學(xué)校及各企業(yè)非常重視焊接高技能人才的培養(yǎng)，通過(guò)各種形式的焊接技能大賽來(lái)交流和提高操作者的水平。為提高選手的技能，通常指派在焊接方面具有高水平和豐富經(jīng)驗(yàn)的老師傅在現(xiàn)場(chǎng)邊操作、邊授課，用通俗易懂的語(yǔ)言進(jìn)行講解、示范，指導(dǎo)學(xué)員們?cè)诤附邮址?、電流大小、焊接材料和坡口形式等操作環(huán)節(jié)，克服影響焊縫成形的不利因素。本文針對(duì)板狀工件仰焊4G(焊條電弧焊)的焊接問(wèn)題，從焊接方法與思路、焊接工藝、焊接要領(lǐng)與技巧、焊接質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分析等方面進(jìn)行闡述（工件圖如下）。

試件材料：Q235；

焊條型號(hào)：E5015；規(guī)格為Ф2.5、Ф3.5、Ф4（任選）。

一、板狀工件仰焊4G（焊條電弧焊）焊接工藝

1.焊接方法與思路

仰焊指在對(duì)接焊縫傾角0°或180°、焊縫轉(zhuǎn)角270°位置的焊接。仰焊是各種位置焊接中最難的一種。由于熔池倒懸在焊件下面，液體金屬靠自身表面張力作用保持在焊件上。如果熔池溫度高，表面張力則減小，熔池體積增大，則重力作用加強(qiáng)，這些會(huì)引起熔池金屬下墜，甚至成為焊瘤，背面則會(huì)形成凹陷，使焊接成形較為困難。

因此，在仰焊施焊時(shí)，應(yīng)采用小直徑焊條，短弧焊接。焊接電流要合適，電流太小則根部焊不透，太大則容易引起熔化金屬下墜。

在訓(xùn)練項(xiàng)目中，確定焊接工藝應(yīng)重點(diǎn)注意的是如何解決正面產(chǎn)生焊瘤、背面產(chǎn)生凹陷的問(wèn)題。

2.確定焊接工藝

（1）焊前準(zhǔn)備：

①焊條烘焙至350～400℃，恒溫2小時(shí)，隨用隨??；

②ZX7-400型或ZX5-400型直流焊機(jī)。

（2）試件裝配：

①修磨鈍邊0～0.5mm，無(wú)毛刺；

②焊前清理：清理坡口面及焊件兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)的油污、銹蝕，直至露出金屬光澤；

③裝配間隙始端為3.2mm，終端為4.0mm；

④定位焊：采用與焊接試件相同牌號(hào)焊條，在試件兩端正面坡口內(nèi)進(jìn)行定位焊，焊縫長(zhǎng)≤15mm；

⑤預(yù)制反變形3°～4°（試板水平面到另一試板邊緣高低差）；

⑥將試件水平固定在距離地面不超過(guò)1.1m的焊接支架上，坡口向下，間隙小的始端位于遠(yuǎn)處；

⑦采用直流正接法打底焊，直流反接法填充蓋面。

（3）焊接工藝參數(shù)：

V形坡口對(duì)接仰焊工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

（4）焊接質(zhì)量要求與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

項(xiàng)目：焊條電弧焊板狀仰焊（4G） δ=12mm

二、操作要領(lǐng)與技巧

V形坡口對(duì)接仰焊、單面焊、雙面成形是焊接位置中最困難的一種。為防止熔化金屬下墜使正面產(chǎn)生焊瘤、背面產(chǎn)生凹陷，操作時(shí)，電弧必須采用最短的長(zhǎng)度。施焊時(shí)采用多層焊或多層多道焊。

根據(jù)焊接質(zhì)量要求與評(píng)分應(yīng)注意：

1.焊縫寬度

試件組對(duì)時(shí)按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫寬度的要求，要確保間隙尺寸合理，始端3.2mm，終端4mm，始、終端點(diǎn)固焊縫保證15mm長(zhǎng)，預(yù)留反變形量，后期組裝工作尤為重要。

2.打底層焊

打底層焊采用電弧擊穿法，直流正接；打底焊接頭用高速鋸片將接頭處鋸成雙面斜坡，確保接頭處不產(chǎn)生內(nèi)凹和內(nèi)部缺陷。采用擊穿法打底。嚴(yán)格控制弧長(zhǎng)，滅弧動(dòng)作要干脆利落，出現(xiàn)粘條，必須將粘點(diǎn)鏟除，重新引弧，保證打底焊縫內(nèi)外平整，達(dá)到反面敲打正面焊渣自動(dòng)脫落。 引弧：在定位焊上引弧，然后焊條在始焊部位坡口內(nèi)傷輕微快速橫向擺動(dòng)，當(dāng)焊至定位焊縫尾部時(shí)，應(yīng)稍作預(yù)熱，并將焊條向上頂一下，聽(tīng)到“噗噗”聲后，表明坡口根部已被焊透，第一個(gè)熔池已形成，并使熔池前方形成向坡口兩側(cè)各深入0.5～1mm的熔孔，然后焊條向斜下方滅弧。

焊條角度：焊接角度為焊條與試板夾角90°，焊條與焊接方向的夾角為100°～105°。采用直線往返運(yùn)條法施焊。

采用兩點(diǎn)擊穿法：坡口左、右兩側(cè)鈍邊應(yīng)完全熔化，并使兩側(cè)母材各熔化0.5～1mm。滅弧動(dòng)作要快，干凈利落，并使焊條總是向上頂，利用電弧吹力可有效地防止背面焊縫內(nèi)凹。

滅弧與引弧時(shí)間要短，滅弧頻率為30～50次／分鐘，每次引弧位置要準(zhǔn)確，焊條中心要對(duì)準(zhǔn)熔池前端與母材的交界處。

接頭：更換焊條前，應(yīng)在熔池前方作一熔孔，然后立即滅弧。

迅速更換焊條后，在弧坑后面10～15mm坡口內(nèi)引弧，用連弧手法運(yùn)條到弧坑根部時(shí)，將焊條沿著預(yù)先作好的熔孔向坡口根部頂一下，聽(tīng)到“噗噗”聲后稍停，在熔池中部斜下方熄弧，隨即恢復(fù)原來(lái)的滅弧焊手法。

3.填充層焊接

可采用多層焊。多層焊應(yīng)將第一層熔渣、飛濺物清理干凈，若有焊瘤應(yīng)修磨平整。在距焊縫始端10mm左右處引弧，然后將電弧拉回到起始焊處施焊（每次接頭都應(yīng)如此）。采用短弧月牙形或鋸齒形運(yùn)條法施焊。焊條與焊接方向夾角為85°～90°，焊條運(yùn)條到焊道兩側(cè)一定要稍停片刻，中間擺動(dòng)速度要盡可能快，以形成較好的焊道，保證讓熔池呈橢圓形，大小一致，防止形成凸形焊道。

填充層焊完后，其表面應(yīng)距試件表面1mm左右，保證坡口的棱邊不被熔化，以便蓋面層焊接時(shí)控制焊縫的直線度。

4.蓋面層焊接

蓋面層焊接前需仔細(xì)清理熔渣及飛濺物。焊接時(shí)可采用短弧，月牙形或鋸齒形運(yùn)條法運(yùn)條。焊條與焊接方向夾角為85°～90°，焊條擺動(dòng)到坡口邊緣時(shí)稍作停頓，以坡口邊緣熔化1～2mm為準(zhǔn)，防止咬邊。保持熔池外形平直，如有凸形出現(xiàn)，可使焊條在坡口兩側(cè)停留時(shí)間稍長(zhǎng)一些，必要時(shí)做滅弧動(dòng)作，以保證焊縫成形均勻平整。更換焊條時(shí)采用熱接法。更換焊條前，應(yīng)對(duì)熔池填幾滴熔滴金屬，迅速更換焊條后，在弧坑前10mm左右處引弧，再把電弧拉到弧坑處劃一小圓圈，使弧坑重新熔化，隨后進(jìn)行正常焊接。

5.焊后

焊后清理熔渣及飛濺物，檢查焊接質(zhì)量，分析問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

綜上所述，板狀工件仰焊4G（焊條電弧焊）焊接方法是多年焊接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，已運(yùn)用于實(shí)際的焊接技能訓(xùn)練中，取得良好效果。學(xué)員參加焊接技能比賽活動(dòng)，取得優(yōu)異成績(jī)，效果顯著。此項(xiàng)內(nèi)容可供焊接人員進(jìn)行技能訓(xùn)練及指導(dǎo)教師教學(xué)參考。

（作者單位：湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院）