關于單面焊雙面成形焊接技術的探究

在生產中，焊接技術是最為重要的金屬加工技術。焊接技術發展較快，自動化程度越來越高，但由于焊接產品的特殊性，使焊條電弧焊仍然占據著不可替代的地位。由于焊接過程中設備、材料、工藝及操作等原因，焊縫達不到質量要求，從而對結構的工作質量和使用壽命產生嚴重的影響。

一、焊縫成形質量的危害

1.增加消耗、降低結構的質量和使用壽命

焊接生產中，優質的焊接質量可以滿足設計要求，保證結構的正常使用壽命。然而，一但出現嚴重的焊接缺陷，就會增加板材、焊材、電力及人力的消耗等。同時，這些焊接缺陷在使用過程中還會引起嚴重的應力集中，降低結構的使用壽命。

2.威脅結構安全，引發安全事故

單面焊雙面成形焊接技術，主要應用于鍋爐及壓力容器等重要構件的焊接生產中。焊縫中存在嚴重缺陷，工件的焊補非常困難。在生產過程中，產品會受到各種載荷作用，使焊縫在缺陷處產生應力集中。同時，由于焊縫的有效截面積減小，削弱了焊接接頭的強度。后果是使產品的使用壽命下降。

二、影響焊接質量的原因

1.焊接電源

焊接電源是焊接工藝執行過程中最重要的因素，若焊接電源自身性能不好，如焊機的引弧性能差、電弧燃燒不穩定等，則無法保證工藝參數穩定，導致焊接過程不能正常進行。

2.焊接工藝因素

焊接電流大小選擇恰當與否，直接影響到焊接的最終質量。焊接電流過大，雖然可以提高生產率，使熔透深度增加，便易出現咬肉、焊瘤等缺陷，也會增加生產氣孔傾向。若焊接電流過小，則熔透深度減小，容易出現未焊透、熔合不良、夾渣及脫節等缺陷。

3.焊接速度

焊接速度是表征焊接生產效率的主要參數。合理選擇焊接速度，對保證焊接質量尤為重要。焊速過度使熔池溫度不夠，易產生未焊透、未熔合、焊縫成形不良等缺陷；焊速過慢使高溫時間長，熱影響區寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，機械性能降低，焊件的變形量增大。

4.電弧電壓

焊接過程中，合理的控制電弧長度是保證焊縫質量穩定的重要因素。電弧過長，對熔化金屬保護差，空氣中的氧、氮等有害氣體容易侵入，使焊縫易產生氣孔，焊接金屬的機械性能降低；若弧長過短就會引起粘條現象，同時因電弧對溶池的表面壓力過大，不利于溶池的攪拌。

5.焊接層數

單面焊雙面成形焊接層數的選擇，對焊縫質量也有一定的影響。每層厚度過大，對焊縫金屬的塑性有不利的影響，且焊接過程中熔渣易倒流，產生夾渣和未熔合等缺陷。但是，每層厚度也不易過小，以免造成焊縫兩側熔合不良。

6.焊條類型及焊條直徑

焊條類型選擇恰當與否，是影響焊縫質量的重要因素。焊條直徑的大小，除了對生產率有一定的影響外，對焊接質量也有一定的影響。焊條直徑過大，在進行打底層焊接和立焊焊接時，熔池難以控制，易產生焊瘤等缺陷。

7.操作因素

在焊接生產過程中，焊工單面焊雙面成形操作技術水平低，就意味著打底層的方法、焊條角度、接頭方法、中間層及蓋面層的運條方法、接頭、收尾等操作方法掌握不熟練，這是造成焊縫質量差的重要原因之一。

8.其他因素

焊前對工件上的油、銹、水分清理不嚴格，焊條未經烘干處理或烘烤溫度不夠而投入使用，會促使焊縫產生大量的氣孔，從而使焊縫質量達不到要求。

三、防止焊接缺陷的措施

1.焊前準備

焊前應對焊機進行試焊，確認焊機的引弧性能和穩定性能好，工藝參數的調節方便、靈活、方可使用。工件應開V形的坡口，鈍邊的尺寸一般選為0.5～1.0mm之間，坡口邊緣20mm以內處用磨光機打磨，并將表面的鐵銹、油污等清除干凈，露出金屬光澤。鍋爐壓力容器及重要結構的焊接一律采用堿性焊條。打底層焊接應選擇直徑3.2mm的焊條，中間層和蓋面層可選用4.0mm的焊條，并對焊條進行400℃焊干，保溫2～4小時。使用時，需要將焊條放在保溫筒內隨用隨取。焊條在爐外停留時間不得超過4小時，且反復烘干次數不能多于三次。

2.焊接操作

焊接電流應根據板件厚度、焊接位置、焊條直徑和焊接經驗進行選擇，保證所選擇的電流不易造成焊縫咬邊、燒穿、夾渣、未焊透等缺陷。焊接過程中，應選擇短弧焊，以避免咬肉、未焊透、氣孔等缺陷的產生。焊速應合適，不宜過慢，以每層厚度不大于4mm為宜，以避免高溫停留增長，影響焊縫的機械性能。

3.焊工技術水平

焊接生產中，焊工對單面焊雙面成形操作技術掌握的水平往往決定了焊縫的質量。因此，加強焊工單面焊雙面成形操作技能的訓練，是保證焊縫質量的關鍵。

（作者單位：黑龍江省龍江供水有限公司）