焊條電弧焊仰板焊接缺陷成因分析和應(yīng)對(duì)措施

申紅崗

摘 要：仰焊是焊條電弧焊中的一種操作難度較大的焊接位置，易產(chǎn)生各種焊接缺陷.通過對(duì)缺陷產(chǎn)生的原因分析，改進(jìn)焊接工藝和操作方法，從而獲得良好的焊縫成型和焊接質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：焊接；焊接方法；仰焊；焊接缺陷

1、研究背景，問題的提出

低合金鋼板對(duì)接仰焊難度大。一是，操作中使用直流反接易在打底層背面產(chǎn)生凹陷。其次，在一、二次填充后，焊道易呈現(xiàn)凸型，導(dǎo)致夾角處形成夾渣，不利于蓋面的進(jìn)行。最后，蓋面層易出現(xiàn)氣孔、咬邊或余高過高的情況。尋求克服以上缺陷的方法就顯得尤為重要。

2、針對(duì)問題分析原因并提出解決方案

（1）打底層采用直流反接法仰焊時(shí)。熔滴主要依靠電弧的吹力、熔化金屬的表面張力作用克服熔池金屬自身重力過渡于熔池，從而避免產(chǎn)生下墜。但由于直流反接法熱量集中在焊條上，焊條熔化過快，而焊件受熱不足，加之焊接操作手法不當(dāng)、不能正確掌握運(yùn)條方法、不能靈活調(diào)整焊條角度、弧長控制不穩(wěn)定、電流值大小不適宜等原因，導(dǎo)致焊條上頂不夠，電弧不能保證大部分在焊件背面燃燒，造成仰焊背面凹陷。為此，仰焊時(shí)可以采用直流正接。（采用直流正接時(shí)，電弧中的熱量大部分集中在焊件上，有利于加快焊件熔化，電弧推力較大，能夠保證破口擊穿）。

（2）一次填充時(shí)，由于打底焊接較大的難度導(dǎo)致打底焊接容易出現(xiàn)夾渣等焊接缺陷，同時(shí)由于焊縫夾角處焊渣比較隱蔽很難完全清除，導(dǎo)致在一次填充過程中容易出現(xiàn)排不盡渣的問題出現(xiàn)。為此，在一次填充過程中應(yīng)采用大電流快速度的焊接方法，在兩側(cè)稍稍停頓，保證排渣徹底。采用短弧操作，減少過多熱量輸入，避免焊件燒穿。

（3）二次填充過程中，由于電流大小不合理、不能采用短弧操作、電弧在焊道兩側(cè)和中間的?；r(shí)間分配不合理、焊條角度不正確等原因使熔池溫度過高造成熔池形狀不規(guī)則，產(chǎn)生凸形焊道。凸形焊道的產(chǎn)生不利于蓋面，并易在夾角處形成夾渣。因此，焊工應(yīng)根據(jù)自己的手法調(diào)整在自己控制范圍內(nèi)的合適的焊接電流，采用短弧焊接，降低焊接電壓，減少焊接能量輸入從而控制熔池溫度和成形。運(yùn)條至兩側(cè)時(shí)，焊條應(yīng)轉(zhuǎn)換一定角度指向夾角處，并使電弧停留片刻，保證鐵水過渡充足，從而利于排渣和形成凹形焊道。

（4）蓋面過程中，由于填充層高度不夠或過高、成型不好（凸型焊道）、焊接手法不正確、沒有采用短弧焊接導(dǎo)致蓋面層的焊接出現(xiàn)氣孔、咬邊或余高過高的情況。為此，應(yīng)努力提高填充質(zhì)量，為蓋面層的焊接做好準(zhǔn)備；采用短弧焊接充分發(fā)揮焊條藥皮熔化產(chǎn)生的氣體和熔渣對(duì)熔池的保護(hù)作用，避免氣孔產(chǎn)生。利用短弧焊接時(shí)電弧和鐵水過渡穩(wěn)定，鐵水飛濺小的特點(diǎn)保證焊接質(zhì)量和良好的焊縫成型，避免咬邊產(chǎn)生。

3、研究過程一，打底層的焊接操作：

為便于操作，達(dá)到較好的成形目的，打底層宜采用滅弧焊焊接方法。

（1）焊接時(shí)，首先在距定位焊縫10—15mm處的坡口一側(cè)引弧，焊接角度為90°-100°。然后緩慢將電弧拉回至定位焊縫上，將電弧拉至坡口根部加熱，稍作停頓待形成熔池后迅速壓低電弧將焊條上頂，借助電弧吹力作用將熔滴送到焊縫根部，焊條頭與焊件背面處于同一水平面。至少使電弧的1/2在坡口背面燃燒，當(dāng)聽到“噗”的聲音說明電弧已擊穿試件背面，觀察已形成熔孔，熔孔大小約為焊條直徑的1.5倍，同時(shí)將焊條稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)，以便充分發(fā)揮電弧的吹力，克服電弧偏吹現(xiàn)象，使熔孔更加均勻?qū)ΨQ，保證接頭熔合良好。待熔孔正常后，迅速將焊條向前方斜下快速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到滅弧的目的。

（2）熄弧后熔池溫度逐漸降低，當(dāng)熔池當(dāng)熔池顏色由明亮稍微變?yōu)榘导t色，由1.5倍縮小至1倍焊條直徑大小的圓時(shí)，立即將焊條落在縮小的熔池前沿，即在原熔池的1/2邊緣處用接觸法引弧，電弧引燃后，聽到電弧擊穿聲時(shí)，控制焊條不要擺動(dòng)，輕輕向上頂送焊條，使電弧燃燒0.8s左右。并保持弧柱長度1/2穿過熔孔。然后迅速將焊條拉回側(cè)后方熄弧。重復(fù)以上動(dòng)作，有節(jié)奏的向前進(jìn)行滅弧焊接。

4、研究過程二，填充層和蓋面層的焊接操作：

為提高施焊效率，填充和蓋面時(shí)，可采用直徑為4.0mm的焊條焊接。焊前要認(rèn)真清理焊道，防止焊接夾渣。接頭處焊道凸起部分或焊瘤應(yīng)鏨削平，采用鋸齒形運(yùn)條法焊接填充層。焊接時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）焊接第一道填充層時(shí)，填充電流可以適當(dāng)增大，有利于消除焊趾處難以清除的熔渣。采用運(yùn)條采用矩齒形或反月牙形運(yùn)條方式做小幅擺動(dòng)，擺動(dòng)時(shí)在焊道兩側(cè)與坡口面的夾角處要有足夠的停留時(shí)間，以保證兩側(cè)融合良好，焊道平整。為隨后的第二道填充焊道施焊創(chuàng)造良好的條件。

（2）焊接第二道填充時(shí)，由于焊縫寬度增大，焊條擺動(dòng)的幅度也隨之加大，注意不要將電弧擺出坡口外，造成坡口損傷，以保證蓋面焊縫寬度一致，平直美觀。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(shí)間使填充焊道中心稍凹，為蓋面層施焊打好基礎(chǔ)。接頭時(shí)，在弧坑前方10-15mm處引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度運(yùn)條，待形成熔池，兩邊充分熔合后，正常焊接。

（3）蓋面層焊道應(yīng)力求成型美觀。焊接時(shí)用短弧操作，弧長最好控制在3mm以下，以防止產(chǎn)生氣孔。蓋面層焊道采用鋸齒形或反月牙形運(yùn)條法施焊，注意坡口兩側(cè)的熔合情況，運(yùn)條至坡口兩側(cè)時(shí)焊條可作適當(dāng)偏轉(zhuǎn)、停留，靈活調(diào)整電弧與坡口間的角度，以防止產(chǎn)生咬邊、未熔合等缺陷，嚴(yán)格控制焊縫工藝要求尺寸，確保焊縫與母材邊緣過渡圓滑，成型美觀。

5、研究結(jié)論與收獲

按以上操作方法施焊，焊接效果較好。采用直流正極性進(jìn)行仰面打底層的焊接，達(dá)到了兩側(cè)鈍邊熔化較均勻，焊縫背面無凹陷，正面焊道無焊瘤的理想效果。避免了一次填充過程中，焊縫和母材的夾角處的夾渣缺陷?？朔硕翁畛浜傅莱尸F(xiàn)凸型，在夾角處形成夾渣的困難。并且消除了蓋面層的焊接出現(xiàn)氣孔、咬邊和余高過高的情況。整體焊縫成形良好，內(nèi)部質(zhì)量?jī)?yōu)良。

參考文獻(xiàn)：

[1]《焊工技能訓(xùn)練》中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社

[2]《焊工工藝與技能》中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社

[3]《焊工-技師、高級(jí)技師》機(jī)械工業(yè)出版社endprint