板件對接仰位單面焊雙面成形技術(shù)焊接方法對比探析

唐興風

[摘要]板狀試件仰位手工電弧單面焊接與CO2氣體保護焊接，操作難度較大，焊接時由于液態(tài)金屬和熔渣受重力的作用，容易下墜，從而使正面焊縫形成焊瘤、夾渣，背面焊縫形成凹陷、未焊透等缺陷。文章闡述了其打底、填充以及蓋面的焊接方法，焊接工藝參數(shù)、操作要領和注意事項。近幾年二氧化碳氣體保護焊由單一的CO2氣體實心焊絲，發(fā)展到混合氣體藥心焊絲。被廣泛應用于航天、航空、造船、機械制造等行業(yè)。

[關(guān)鍵詞]焊條電弧焊；CO2氣體保護焊；仰位；焊接

[DOI]1013939/jcnkizgsc201630168

1操作方法概述

板狀試件水平固定仰位手工電弧單面焊接，操作難度較大，焊接時由于液態(tài)金屬和熔渣受重力的作用，容易下墜，從而使正面焊縫形成焊瘤、夾渣，背面焊縫形成凹陷。其打底層的焊接可分為連弧焊和滅弧焊兩種操作方法。滅弧焊方法較為容易掌握，包括一點擊穿法和兩點擊穿法，一般可采用一點擊穿為主、兩點擊穿為輔的操作方法。優(yōu)點是操作較靈活，容易控制熔池溫度，便于獲得良好的焊縫成形，有利于保證焊接質(zhì)量，適合初學者采用，缺點是組對間隙大，填充金屬需求大，造成焊條用量加大，效率降低，焊接時飛濺較大，焊工容易被燙傷，須加強防護；連弧焊法由于組對間隙相對較小，焊條用量小，焊接速度相對較高，但對于試件的加工、組對要求更高，焊接時對電流、焊條角度、焊條擺動速度要求更為嚴格，對焊工的技能要求更高，適于有一定實際經(jīng)驗、技能水平較高的焊工采用。

CO2氣體保護焊在仰焊打底焊時：調(diào)試好打底焊焊接參數(shù)后，在試板左端定位焊縫上引弧，焊槍開始作小幅度的鋸齒形擺動或是不擺動，當產(chǎn)生熔孔后轉(zhuǎn)入正常焊接。焊接過程中不能讓電弧脫離熔池，利用電弧的吹力防止熔池金屬下淌。打底焊時，必須注意控制熔池的大小，即保證焊透又防止焊道背面下凹，正面下墜。

11焊前準備

（1）試件加工——選用兩塊材質(zhì)為Q235鋼板，刨床刨削坡口，試件規(guī)格為：長度300mm，寬度125mm，板厚12mm，制備V形坡口，單邊坡口角度30°±25°，坡口面應平直，試件平整無變形。

試件的清理——用角向磨光機、銼刀、鋼絲刷、砂布等工具，清理坡口兩面20mm 范圍內(nèi)的鐵銹、氧化皮等污物，直至露出金屬光澤，CO2可以不清理鐵銹。

（2）試板裝配及定位焊——滅弧焊裝配，始焊端間隙控制在3～32mm范圍內(nèi)，終焊端為4～43mm。鈍邊一般為05～15mm。錯變量應小于1mm，預留反變形角度為4°～5°。連弧焊始焊端間隙為25mm，終焊端為3～35mm。為防止焊接過程中開裂、錯邊，或因熱收縮造成終焊端坡口間隙變小而影響焊接質(zhì)量，必須保證定位焊縫的長度和厚度。

（3）CO2在焊接前檢查焊槍的噴嘴與送氣的流量。試板裝配及定位焊——滅弧焊裝配，始焊端間隙控制在1～2mm范圍內(nèi)，鈍邊一般為05～15mm。錯變量應小于1mm，預留反變形角度為1°～2°或是不留。CO2焊接的變形量小幾乎沒有變形。

12焊接工藝參數(shù)

所用焊接工藝參數(shù)應在推薦標準范圍內(nèi)根據(jù)個人習慣自定，如試件裝配間隙、鈍邊焊接電流等，尤其是焊接電流，不能過大或過小，過大時；易產(chǎn)生焊瘤、氣孔和咬邊等缺陷，過小時，容易產(chǎn)生夾渣、未焊透及未熔合等缺陷。

13焊接操作

131填充層的焊接

填充前應仔細清渣，熔渣、飛濺處理要徹底、干凈。如接頭處過高，必須用角向磨光機或扁鏟清除。

焊條角度參照打底焊接時的焊條角度（蓋面層的焊接亦采用相同的角度）。第一層填充電流可以適當增大，有利于消除焊趾處難以清除的熔渣。運條采用矩齒形或反月牙形運條方式，控制好焊條角度，有的焊工改用雙手握焊鉗施焊，效果不錯。短弧焊接，在焊縫兩邊要有足夠的停留時間，以保證兩側(cè)融合良好，焊道平整。第二層填充為宜較薄的焊層焊縫更要控制好熔池形狀，保證焊縫平整，使其高度距試件母材表面1mm左右，盡量延長電弧在兩邊的停留時間使填充焊道中心稍凹，對于蓋面層的焊接起著至關(guān)重要的作用。填充過程中應注意避免熔化坡口邊緣，以保證蓋面焊縫寬度一致，平直美觀。接頭時，在弧坑前方10-15mm處引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度運條，待形成熔池，兩邊充分熔合后，正常焊接。有效地保證焊縫的內(nèi)在質(zhì)量，而且可為蓋面層的焊接打好基礎。

CO2填充層：焊絲與焊接方向夾角80°～90°，采用月牙形或鋸齒形運條，當擺動道兩側(cè)時稍作停頓，以保證焊縫平整，有利于蓋面。

132蓋面層的焊接

蓋面層的焊接關(guān)系試板焊縫的正面成形。焊接前應徹底將填充層的熔渣、飛濺清除干凈。焊接時要壓低電弧，控制好焊條角度，手把要穩(wěn)。并注意熔池形狀和溫度，控制好電弧在坡口兩邊的停留時間，防止產(chǎn)生焊偏、咬邊、未熔合等缺陷，接頭時，更換焊條速度要快，保證接頭到位，避免產(chǎn)生超高和脫節(jié)。焊縫余高、余高差、寬度、寬度差等項目都有具體要求。焊工一定要保持冷靜的心態(tài)，充分發(fā)揮技術(shù)水平，使正面焊縫高低平整，寬窄一致。蓋面層焊接時難度最大的是控制咬邊量，

CO2蓋面層：焊絲與前方夾角以90°左右為宜，操作時要注意觀察熔池始終保持成橢圓形、清晰明亮，大小和形狀始終保持一致。

2易產(chǎn)生的缺陷及克服方法

21氣孔

氣孔產(chǎn)生的原因是焊接過程中產(chǎn)生的氣體及熔池周圍的氣體被液態(tài)金屬吸收后。在凝固過程中溶解度急劇下降，氣體將會析出形成氣泡，上浮過程中如來不及逸出而殘留在焊縫金屬中就形成了氣孔。防止產(chǎn)生氣孔的途徑：一是采用短弧施焊，防止有害氣體侵入熔池。以有效地保護熔池，另外可以縮短熔滴過渡的路程。減小其吸收氣體的可能性：二是選擇合理的工藝參數(shù)，在填充層和蓋面層焊接時焊接電流不可過大，因為焊接電流增大時，會促進熔滴細化，吸收氣體量也會增加，產(chǎn)生氣孔的可能性會隨之增大；三是試板坡口兩側(cè)及層間的鐵銹及污物應盡量清除徹底，以減少產(chǎn)生氣孔的根源。

22夾渣

在施焊過程中，因為焊層間熔渣清理不徹底，又由于焊速快，熔池凝固較快，熔渣來不及浮出熔池而形成夾渣。解決夾渣時應注意兩點：一是徹底清除層間熔渣，特別是封底層與坡口兩側(cè)的夾渣較難清除，要用尖頭小錘及鋼鋸條認真清理；二是填充層施焊運條時應在坡口兩側(cè)停留的時間稍長些，不僅能使熔渣有充足的時間浮出，還可使焊縫焊得平整，為蓋面層的焊接打好基礎。

23咬邊

咬邊是蓋面層焊接時最難克服的缺陷，產(chǎn)生的原因是咬邊處液態(tài)金屬重力較大，造成下垂所致。為了防止產(chǎn)生咬邊，要做到以下三點：一是蓋面層要薄，不宜超過2～3mm；二是運條時擺動要均勻，在坡口的兩側(cè)一定要壓低電弧，使邊緣部位熔化控制在1mm左右；三是選用合適的焊接電流，當選用32mm焊條時。焊接電流為110A。以避免因熱輸入偏大而造成的咬邊缺陷。

3結(jié)論

采用堿性焊條手弧焊進行仰位板件的單面焊雙面成形時，為了得到優(yōu)良的焊接接頭，應做到：

（1）正確選擇焊接工藝參數(shù)；

（2）注意觀察、控制好熔孔大小、熔池溫度和熔池形狀；

（3）適時調(diào)整焊條角度、電弧長度；

（4）掌握好運條步伐、擺動幅度和在坡口兩邊的停留時間。

CO2焊的成形質(zhì)量可靠，它與手工電弧焊相比操作方便又簡單，熔池容易控制、背面成形良好、生產(chǎn)效率比焊條電弧焊的效率要高多，生產(chǎn)成本低，熔透性好、焊接變形小等優(yōu)點故被廣泛應用于工業(yè)制造在這里，有了一定的理論基礎，再加上我們勤于思考，最重要的是通過不斷的練習，相信我們每一名焊接操作者都能得到從外觀尺寸到內(nèi)部質(zhì)量的優(yōu)良焊縫，為提高操作技能、保證各項工程的焊接質(zhì)量打下了良好的基礎。

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