板狀工件仰焊4G(焊條電弧焊)工藝分析

焊接技術作為制造業的傳統基礎工藝與技術，在許多工業部門中為工業經濟的發展做出了重要貢獻。因此，國家、學校及各企業非常重視焊接高技能人才的培養，通過各種形式的焊接技能大賽來交流和提高操作者的水平。為提高選手的技能，通常指派在焊接方面具有高水平和豐富經驗的老師傅在現場邊操作、邊授課，用通俗易懂的語言進行講解、示范，指導學員們在焊接手法、電流大小、焊接材料和坡口形式等操作環節，克服影響焊縫成形的不利因素。本文針對板狀工件仰焊4G(焊條電弧焊)的焊接問題，從焊接方法與思路、焊接工藝、焊接要領與技巧、焊接質量評分標準分析等方面進行闡述（工件圖如下）。

試件材料：Q235；

焊條型號：E5015；規格為Ф2.5、Ф3.5、Ф4（任選）。

一、板狀工件仰焊4G（焊條電弧焊）焊接工藝

1.焊接方法與思路

仰焊指在對接焊縫傾角0°或180°、焊縫轉角270°位置的焊接。仰焊是各種位置焊接中最難的一種。由于熔池倒懸在焊件下面，液體金屬靠自身表面張力作用保持在焊件上。如果熔池溫度高，表面張力則減小，熔池體積增大，則重力作用加強，這些會引起熔池金屬下墜，甚至成為焊瘤，背面則會形成凹陷，使焊接成形較為困難。

因此，在仰焊施焊時，應采用小直徑焊條，短弧焊接。焊接電流要合適，電流太小則根部焊不透，太大則容易引起熔化金屬下墜。

在訓練項目中，確定焊接工藝應重點注意的是如何解決正面產生焊瘤、背面產生凹陷的問題。

2.確定焊接工藝

（1）焊前準備：

①焊條烘焙至350～400℃，恒溫2小時，隨用隨取；

②ZX7-400型或ZX5-400型直流焊機。

（2）試件裝配：

①修磨鈍邊0～0.5mm，無毛刺；

②焊前清理：清理坡口面及焊件兩側各20mm范圍內的油污、銹蝕，直至露出金屬光澤；

③裝配間隙始端為3.2mm，終端為4.0mm；

④定位焊：采用與焊接試件相同牌號焊條，在試件兩端正面坡口內進行定位焊，焊縫長≤15mm；

⑤預制反變形3°～4°（試板水平面到另一試板邊緣高低差）；

⑥將試件水平固定在距離地面不超過1.1m的焊接支架上，坡口向下，間隙小的始端位于遠處；

⑦采用直流正接法打底焊，直流反接法填充蓋面。

（3）焊接工藝參數：

V形坡口對接仰焊工藝參數見表1。

（4）焊接質量要求與評分標準見表2。

項目：焊條電弧焊板狀仰焊（4G） δ=12mm

二、操作要領與技巧

V形坡口對接仰焊、單面焊、雙面成形是焊接位置中最困難的一種。為防止熔化金屬下墜使正面產生焊瘤、背面產生凹陷，操作時，電弧必須采用最短的長度。施焊時采用多層焊或多層多道焊。

根據焊接質量要求與評分應注意：

1.焊縫寬度

試件組對時按照評分標準對焊縫寬度的要求，要確保間隙尺寸合理，始端3.2mm，終端4mm，始、終端點固焊縫保證15mm長，預留反變形量，后期組裝工作尤為重要。

2.打底層焊

打底層焊采用電弧擊穿法，直流正接；打底焊接頭用高速鋸片將接頭處鋸成雙面斜坡，確保接頭處不產生內凹和內部缺陷。采用擊穿法打底。嚴格控制弧長，滅弧動作要干脆利落，出現粘條，必須將粘點鏟除，重新引弧，保證打底焊縫內外平整，達到反面敲打正面焊渣自動脫落。 引弧：在定位焊上引弧，然后焊條在始焊部位坡口內傷輕微快速橫向擺動，當焊至定位焊縫尾部時，應稍作預熱，并將焊條向上頂一下，聽到“噗噗”聲后，表明坡口根部已被焊透，第一個熔池已形成，并使熔池前方形成向坡口兩側各深入0.5～1mm的熔孔，然后焊條向斜下方滅弧。

焊條角度：焊接角度為焊條與試板夾角90°，焊條與焊接方向的夾角為100°～105°。采用直線往返運條法施焊。

采用兩點擊穿法：坡口左、右兩側鈍邊應完全熔化，并使兩側母材各熔化0.5～1mm。滅弧動作要快，干凈利落，并使焊條總是向上頂，利用電弧吹力可有效地防止背面焊縫內凹。

滅弧與引弧時間要短，滅弧頻率為30～50次／分鐘，每次引弧位置要準確，焊條中心要對準熔池前端與母材的交界處。

接頭：更換焊條前，應在熔池前方作一熔孔，然后立即滅弧。

迅速更換焊條后，在弧坑后面10～15mm坡口內引弧，用連弧手法運條到弧坑根部時，將焊條沿著預先作好的熔孔向坡口根部頂一下，聽到“噗噗”聲后稍停，在熔池中部斜下方熄弧，隨即恢復原來的滅弧焊手法。

3.填充層焊接

可采用多層焊。多層焊應將第一層熔渣、飛濺物清理干凈，若有焊瘤應修磨平整。在距焊縫始端10mm左右處引弧，然后將電弧拉回到起始焊處施焊（每次接頭都應如此）。采用短弧月牙形或鋸齒形運條法施焊。焊條與焊接方向夾角為85°～90°，焊條運條到焊道兩側一定要稍停片刻，中間擺動速度要盡可能快，以形成較好的焊道，保證讓熔池呈橢圓形，大小一致，防止形成凸形焊道。

填充層焊完后，其表面應距試件表面1mm左右，保證坡口的棱邊不被熔化，以便蓋面層焊接時控制焊縫的直線度。

4.蓋面層焊接

蓋面層焊接前需仔細清理熔渣及飛濺物。焊接時可采用短弧，月牙形或鋸齒形運條法運條。焊條與焊接方向夾角為85°～90°，焊條擺動到坡口邊緣時稍作停頓，以坡口邊緣熔化1～2mm為準，防止咬邊。保持熔池外形平直，如有凸形出現，可使焊條在坡口兩側停留時間稍長一些，必要時做滅弧動作，以保證焊縫成形均勻平整。更換焊條時采用熱接法。更換焊條前，應對熔池填幾滴熔滴金屬，迅速更換焊條后，在弧坑前10mm左右處引弧，再把電弧拉到弧坑處劃一小圓圈，使弧坑重新熔化，隨后進行正常焊接。

5.焊后

焊后清理熔渣及飛濺物，檢查焊接質量，分析問題，總結經驗。

綜上所述，板狀工件仰焊4G（焊條電弧焊）焊接方法是多年焊接實踐經驗的結晶，已運用于實際的焊接技能訓練中，取得良好效果。學員參加焊接技能比賽活動，取得優異成績，效果顯著。此項內容可供焊接人員進行技能訓練及指導教師教學參考。

（作者單位：湖南化工職業技術學院）