熔池形狀分析法在平板焊接技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用

張紅 姜新成

(國王新疆電力公司培訓(xùn)中心,新疆烏魯木齊 830026)

熔池形狀分析法在平板焊接技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用

張紅 姜新成

(國王新疆電力公司培訓(xùn)中心,新疆烏魯木齊 830026)

單面焊雙面成型焊接技術(shù)是焊接作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，熔池形狀分析法是通過觀察焊接過程中熔池的形狀和熔孔的大小確度焊條的送進(jìn)位置和熔化時(shí)間，從而達(dá)到減少焊接缺陷，提高焊接質(zhì)量的目的。

焊接 缺陷 熔池

平板對接單面焊雙面成型操作技術(shù)在學(xué)習(xí)過程中容易出現(xiàn)未焊透、弧坑裂紋、焊瘤等缺陷。

1 焊前準(zhǔn)備工藝

要求清除試件坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)油、銹及污物，使其露出金屬光澤，工件按表一要求加工。檢查焊機(jī)是否正常，焊條必須經(jīng)過150℃，1小時(shí)烘干后放在保溫筒內(nèi)使用。由于是初學(xué)，鈍邊加工為1.5～2mm，可有效減慢焊條送進(jìn)的頻率和焊接速度，彌補(bǔ)基礎(chǔ)本不扎實(shí)的弱點(diǎn)。焊接工藝參數(shù)按照表二執(zhí)行。

2 打底層起弧處熔池形狀分析及操作要領(lǐng)

打底層焊接時(shí)采用斷弧兩點(diǎn)擊穿法，由于起焊處試件溫度較低，焊條熔化后，短時(shí)間內(nèi)母材還未達(dá)到熔化溫度，此部位最容易出現(xiàn)未熔合和單邊未焊透缺陷。熔池不是凝固太快看不見，就是不完整或完全沒形成，多數(shù)學(xué)員無法控制。所以引燃電弧后要適當(dāng)抬高電弧進(jìn)行預(yù)熱，待母材溫度升高后將焊條送入坡口內(nèi)鈍邊處稍做擺動(dòng)待一個(gè)完整的熔池形成后再熄滅電弧, 熔化時(shí)間大約為1秒鐘，而且每次熄滅電弧時(shí)都必須能看見完整的月牙形熔池。

如果熔池沒有形成，說明熔化時(shí)間不夠，運(yùn)條時(shí)沒有兩邊擺動(dòng)，或焊條沒有伸入致鈍邊處。若熔池成半個(gè)月牙形說明焊條角度不對，沒有對正間隙或是焊條偏芯產(chǎn)生了單邊未透缺。正確的熔池形狀應(yīng)該是月牙形完整，寬度均勻，每一個(gè)熔池都壓上一個(gè)熔池2/3，兩鈍邊各熔化1mm。如果鈍邊熔化大于1mm說明熔化時(shí)間過長或焊條送進(jìn)位置太前，使焊條熔化的金屬完全從間隙中漏出，此時(shí)要減少熔化時(shí)間，延長熄弧時(shí)間，控制熔池溫度不要過高，以免產(chǎn)生燒穿或焊瘤缺陷，每個(gè)新熔池壓上一個(gè)熔池的2/3；如鈍邊熔化小于1mm或要根本沒有熔化，說明熔化時(shí)間不夠或焊條送進(jìn)位置太后，無法形成熔池，需增加熔化時(shí)間。

3 打底層焊接過程中的熔池形狀

起弧后，焊至10mm采用兩點(diǎn)擊穿法，雖然分左右兩點(diǎn)，可每次熄弧看到的仍是一個(gè)月牙形熔池，否則就會(huì)產(chǎn)生單邊未熔合或未焊透缺陷。打底層的目的就是將兩試件熔為一體，因此焊條必須伸入到坡口根部鈍邊處， 才能保證根部迅速熔化，達(dá)到焊層薄，兩邊溝槽淺、不易產(chǎn)生夾渣。如果不敢將焊條伸到鈍邊處，焊條與鈍邊有一定的距離，熔化鈍邊的時(shí)間會(huì)增長，要等坡口內(nèi)金屬熔化后才能熔化到鈍邊，雖然只有幾毫米的差別，可焊后會(huì)產(chǎn)生焊縫兩邊溝槽很深，焊層厚度較大，焊第二層時(shí)易產(chǎn)生夾渣缺陷。如果焊層厚，焊縫內(nèi)如有氣孔、夾渣等缺陷，在第二層焊接時(shí)也不易充分逸出，保證不了焊接質(zhì)量。

表一 (mm)

表二 (mm)

4 打底層收弧處和接頭處熔池形狀分析及操作要領(lǐng)

收弧應(yīng)填滿弧坑，使熔池緩慢降溫，保證有足夠的抗裂強(qiáng)度，消除弧坑裂紋缺陷。采用三個(gè)步驟收?。?1)待熔池收縮致2/3時(shí)送進(jìn)一次，加強(qiáng)熔池的強(qiáng)度；(2)等熔池收縮致2/3時(shí)再送進(jìn)，熔化時(shí)間要比上次短，再次加強(qiáng)填充量；(3)最后一次送進(jìn)要待上次熔池收縮致1/3時(shí)送進(jìn)，熔化時(shí)間比第二次更短。要做到3次送進(jìn)一次比一次熔化時(shí)間短，一次比一次熄弧時(shí)間長，才能達(dá)到降溫、加強(qiáng)作用，才不易產(chǎn)生弧坑裂紋。如果每次的熔化時(shí)間都一樣，就不能使熔池緩慢降溫，熔池在高溫下急劇冷卻，依然會(huì)產(chǎn)生弧坑裂紋。

焊縫接頭時(shí)，焊縫金屬已完全凝固，試件溫度低，熔化時(shí)間相對長，因此，要按起弧處觀察和手法操作，一個(gè)熔池壓個(gè)熔池2/3位置，待熔池形成后熄滅電弧。隨著試件溫度增加，焊接過程必須根據(jù)熔池大小、形狀來判斷焊條的送進(jìn)位置和熔化時(shí)間，不能簡單的模仿運(yùn)條手法和固定的熔化時(shí)間，根據(jù)當(dāng)時(shí)的熔池形狀判斷下次焊條送進(jìn)的位置和時(shí)間，才能彌補(bǔ)動(dòng)條時(shí)手不穩(wěn)、基本功不扎實(shí)的不足 。

5 第二層焊道熔池形狀分析及操作要領(lǐng)

打底層采用兩點(diǎn)擊穿斷弧焊法，各接頭高低不平，坡口內(nèi)焊縫兩側(cè)溝槽較深，焊后要徹底清理熔渣。為了保證熔化充分，第二層采用連弧焊，仍選用Φ3.2焊條，運(yùn)條作Z字形擺動(dòng)，兩邊停留時(shí)間長，中間停留時(shí)間短，熔池為大的橢圓形，如前進(jìn)速度慢了，熔渣和鐵水容易堆積，當(dāng)堆積到一定量后向前流動(dòng)，造成熔池消失，產(chǎn)生夾渣缺陷和未熔缺陷。如果前進(jìn)速度過快，熔池成型為尖橢圓形，溝槽深的部位熔化不充分，也容易產(chǎn)生夾渣缺陷。

6 蓋面層焊道熔池形狀分析及操作要領(lǐng)

蓋面層焊道最容易出現(xiàn)表面未熔合、表面夾渣缺陷。主要是因?yàn)檫\(yùn)條角度不正確，擋住視線或焊道未填滿所致，應(yīng)作Z字形擺動(dòng)，當(dāng)焊條擺至坡口邊緣，看見熔池邊緣坡口邊潤濕且熔化金屬填滿熔池與母材厚度相同即可繼續(xù)前進(jìn)，焊后可達(dá)到表面成型良好。

7 結(jié)語

采用熔池形狀對照分析和操作示范相結(jié)合方法教學(xué)，能根據(jù)熔池情況準(zhǔn)確判斷焊條送進(jìn)位置、角度和熔化時(shí)間，快速掌握關(guān)鍵部位的操作要領(lǐng)，提高在復(fù)雜焊接施工中的應(yīng)變能力，缺陷出現(xiàn)率明顯下降。焊后的試件經(jīng)各項(xiàng)檢驗(yàn)均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1]《焊工手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]《工程焊接技術(shù)與質(zhì)量試驗(yàn)檢測評定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊》.機(jī)械電子工業(yè)出版社.