板對(duì)接仰位置單面焊雙面成形焊條焊技術(shù)楊化雨

楊化雨

摘要：仰位置焊接接頭單面焊雙面成形技術(shù)，在鍋爐、壓力容器、管道及重要結(jié)構(gòu)的焊接中得到廣泛運(yùn)用。因其操作難度大，技術(shù)不易掌握。所以目前掌握此技術(shù)的焊工占焊工總數(shù)的比例較小，不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求?，F(xiàn)階段仰位置焊接接頭單面焊雙面成形，主要使用堿性焊條電弧焊、鎢極氬弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接。因堿性焊條脫氫能力強(qiáng)，焊縫金屬含氫量少，力學(xué)性能和抗裂性都比酸性焊條好。該文主要研究Q345R使用堿性焊條電弧焊進(jìn)行仰位置單面焊雙面成形焊接操作技巧。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)蚊婧鸽p面成形；仰位置；堿性焊條

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）35-0269-02

單面焊雙面成形技術(shù)是指采用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條方法，以焊條或焊絲作為填充在適當(dāng)?shù)钠驴趦?nèi)，在正反面形成合格焊縫的操作方法。單面焊雙面成形是目前焊接技能鑒定考試主要項(xiàng)目，也經(jīng)常作為在各類(lèi)焊接比賽的考題。是焊工提高技能必修的課程。堿性焊條電弧焊單面焊雙面成形，焊接速度比鎢極氬弧焊快；比二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接質(zhì)量好，容易掌握。是一種綜合性能比較好的單面焊雙面成形焊接方法。

1 焊前準(zhǔn)備

1.1 勞動(dòng)保護(hù)

焊工在焊接操作前應(yīng)穿戴好焊工工作服、焊工專(zhuān)用勞保鞋、手套和防護(hù)眼鏡等，準(zhǔn)備好面罩在引弧前遮住面部。

1.2 材料準(zhǔn)備

1.2.1 母材

Q345R鋼，2塊，試件規(guī)格300×125×12mm，試件單邊開(kāi)30°±2°坡口，鈍邊0.5-1.0mm。坡口表面及坡口兩邊10-20mm的油、銹等必須清理干凈，露出金屬光澤。

1.2.2 焊材

焊材型號(hào)E5015（J507），焊材規(guī)格選用Φ2.5mm和Φ3.2mm。焊條在焊前進(jìn)行350-400℃烘干1-2小時(shí)，放入100-150℃保溫桶里備用，隨用隨取。

1.3 設(shè)備

使用時(shí)代逆變焊機(jī)ZX7-400，此焊機(jī)電流輸出穩(wěn)定，推力可調(diào)節(jié)，參數(shù)見(jiàn)表1 ZX7-400參數(shù)。

1.4 試件組裝和定位

將打磨好的試件擺放在同一平面內(nèi)，使焊件兩端對(duì)齊，兩焊件間留適當(dāng)?shù)拈g隙，始焊端3.0mm，終焊端3.5mm，錯(cuò)邊量控制焊件在板厚的1 /10內(nèi)，最大不超過(guò)1mm。定位焊采用與正式焊接同樣的焊接規(guī)范。定位焊位置離試板端頭10-20mm處。定位焊適用于與正式焊縫一樣的焊接參數(shù)。定位點(diǎn)長(zhǎng)度8-10mm，后焊的一端定位點(diǎn)長(zhǎng)度可適當(dāng)加長(zhǎng)至15mm，防止焊接過(guò)程收縮使間隙變小，打底不易熔透，背面易形成未熔合、未焊透等缺陷。定位點(diǎn)厚度3-5mm。定位點(diǎn)兩端盡量用角磨機(jī)修磨出一定的坡度，接頭容易金屬容易過(guò)渡。定位好的試板做2-3°的反變形。[2]

2 焊接過(guò)程

2.1 打底層焊接

打底層焊條使用E5015，Φ2.5mm，焊接電流70A，電弧推力80 A/ms。

采用連弧的運(yùn)條方法，利用電弧熱焊條和熔化坡口兩側(cè)金屬，形成熔池。熔池的大小對(duì)焊縫背面成形有很大影響。由于此時(shí)形成的熔池受重力影響向下墜，如果熔池太大，自身的重力大于熔池自身的張力，熔池上表面下凹，余高不夠，就會(huì)造成焊縫背面下凹；下表面突出，形成焊瘤或中間高兩邊低的焊縫。為避免以上缺陷，引弧要在定位焊縫尾部，用電弧保持4-5mm進(jìn)行預(yù)熱，直到熔透形成新的熔池并形成熔孔，以利于背面熔透。[1]運(yùn)條時(shí)保持短電弧，焊條后傾角70°左右。適當(dāng)左右小弧度擺動(dòng)，使坡口兩邊金屬充分熔化，焊條盡量向上伸，達(dá)到坡口底部。利用電弧吹力和熔池自身的張力把熔池向上托起，在焊縫背面形成一定的余高。換焊條時(shí)，在滅弧前適當(dāng)使焊條進(jìn)一步向上送進(jìn)，擴(kuò)大熔孔，利于接頭時(shí)與前段焊縫尾部充分熔合。接頭時(shí)起弧點(diǎn)應(yīng)退后5mm左右，起到對(duì)前面的焊縫預(yù)熱作用，防止背面焊縫熔合不良。

2.2 填充層焊接

打底結(jié)束先用敲渣錘敲掉焊縫表面熔渣，用扁鏨清理坡口及其兩邊的飛濺。如果焊縫表面有明顯凸起、焊縫兩邊有夾渣可用角磨機(jī)打磨，防止焊接填充層時(shí)焊縫表面不平和增加造成夾渣的危險(xiǎn)性。

第一層填充焊焊條使用E5015，Φ3.2mm，焊接電流105-110A，電弧推力80 A/ms。

第一層填充焊采用打底焊同樣的焊條角度，運(yùn)用“之”字形或反月牙運(yùn)條方法，采用短電弧。[3]注意運(yùn)條過(guò)程中，焊條橫向擺動(dòng)要快，電弧要在“之”字或反月牙的拐點(diǎn)稍作停留，使坡口金屬充分熔化，與焊條熔化的金屬融合在一起形成熔池。通過(guò)使用較大的電流和大的電弧推力有利于清除打底焊留下的熔渣。焊接厚度保持3-5mm，不易過(guò)厚，單道焊縫過(guò)厚易造成焊縫熱影響區(qū)組織偏析，熔池也不容易控制，易形成焊瘤。

第二層填充焊焊條使用E5015，Φ3.2mm，由于第一層打的對(duì)焊縫表面的調(diào)整，焊縫表面相對(duì)打底焊平滑均勻，造成夾渣的可能性也小些，焊接電流可適當(dāng)減?。?00A），電弧容易掌控。通過(guò)運(yùn)條的調(diào)整，可對(duì)焊縫表面進(jìn)行修整，形成高度一致、波紋整齊的焊縫。蓋面焊也容易形成高度一致的焊縫。填充完以后焊縫表面應(yīng)離坡口頂部棱線(xiàn)1-2mm。如果留的太多，蓋面焊厚度大，需要填充的金屬多，一方面焊接操作難以掌握；由于線(xiàn)能量大，冷卻過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生更大內(nèi)應(yīng)力，造成更大的收縮。

蓋面焊使用的焊條和電流同第二層填充焊。蓋面焊時(shí)應(yīng)注意，此時(shí)焊縫寬度較寬，焊條擺動(dòng)幅度相應(yīng)增大。運(yùn)條時(shí)看準(zhǔn)坡口頂部棱線(xiàn)，兩邊分別熔合0.5-1mm。當(dāng)電弧靠近棱線(xiàn)停住，讓電弧繼續(xù)加熱，使熔池?cái)U(kuò)大與棱線(xiàn)熔合，焊條迅速回?cái)[熔合另一邊，重復(fù)同樣動(dòng)作，這樣使熔池飽滿(mǎn)，避免咬邊、焊縫余高不足等。蓋面焊完成后，不要立即敲焊渣，讓其自然冷卻。由于焊渣的保溫作用，焊縫金屬可得到較均勻的組織。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上焊接技巧的運(yùn)用，焊接的焊縫，經(jīng)過(guò)拉伸試驗(yàn)，試樣寬度20.0mm厚度12.0mm，試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度為540Mpa，母材韌性斷裂。側(cè)彎試驗(yàn)試樣厚度10.0mm，彎心直徑40.0mm，彎曲角度180°，取4個(gè)試樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果合格。射線(xiàn)檢測(cè)一級(jí)焊縫率普遍達(dá)到90%以上。由此可見(jiàn)，堿性焊條的單面焊雙面成形的仰位置焊是可行的焊接操作方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 英若采. 熔焊原理及金屬材料焊接[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.

[2] 鄧洪軍. 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2004.

[3] 王新民. 焊接技能實(shí)訓(xùn)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2005.endprint