角焊縫焊接質量的控制

蒲俊東++尚超

[摘 要]角焊縫就是沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫。由于角焊縫向母材金屬過渡較急劇，導致接頭在外力作用下力線扭曲很大，應力分布極不均勻，在其根部和過渡處易產生很大的應力集中。再加上角焊縫一般不做無損探傷檢驗，使得角焊縫質量控制難度相對較大，有時甚至成為焊接接頭或整個焊接結構質量的重要影響因素。基于此，本文主要對角焊縫焊接質量的控制進行了簡要的分析，希望可以為相關的工作人員提供一定的參考。

[關鍵詞]角焊縫；焊接質量；控制

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）20-0058-01

1 T型角焊縫焊接工藝

1.1 腹板坡口

腹板坡口的型式和角度的選擇是保證T型角焊縫質量的重要環節。坡口型式選用單V型，無鈍變。根據二氧化碳氣體保護焊機的焊接槍頭噴咀尺寸19mm以及有效出絲長度12mm，最終確定坡口開設角度為60°。

1.2 腹板組裝

腹板組裝是T型角焊縫焊接的前序工序，腹板組裝過程中必須做好如下幾點，為T型角焊縫的焊接打好基礎。1）腹板組裝前，必須用角磨機將腹板與頂底板結合處的油漆、雜物清理干凈。2）使用火焰切割開設腹板剖口后，使用角磨機清理剖口處的氧化渣、氧化皮。3）腹板組裝過程中，嚴禁在剖口內側點焊固定。

1.3 焊縫鋼箱梁內側焊接

T型角焊縫鋼箱梁內側焊接俗稱打底焊，包含打底焊接和蓋面焊接兩部分，均采用二氧化碳氣體保護焊接。T型角焊縫多道焊接示意圖可以看出共包含3道焊接：第①道進行打底焊接，由于姿勢局促，容易產生作業疲勞，因此采用小電流，速度稍慢，保證焊肉與母材充分融合，焊接電壓25V，焊接電流250A。第②，③道是蓋面焊接，焊接速度稍快，焊接電壓30V，焊接電流300A。在鋼箱梁內側進行焊接T型角焊縫時，作業空間為半封閉，照明光線不足，焊接煙塵不能順利排放。工人在作業時，眼口鼻離焊點較近，故吸入煙塵較多，常常感覺較累，容易疲乏。為保證焊接質量，改善作業環境，采取以下措施：1）在鋼箱梁內部設置電壓36V的照明。2）在鋼箱梁出口處，設置通風機，促使鋼箱梁內側空氣流通順暢，焊接煙塵及時排放。3）工人在鋼箱梁焊接作業時，必須正確佩戴防護罩。4）設置專職監護人員，隨時與作業人員溝通。

1.4 焊縫鋼箱梁外側清根、焊接

T型角焊縫清根是指去除母材及打底焊接時產生的氣孔、夾渣、裂紋等焊接缺陷，形成如同坡口形式的焊接空間，待清根完成，即出現金屬光澤，無氣孔、夾渣、裂紋。使用角磨機將清根部分的氧化皮、雜物清除干凈后，即可進行焊接，T型角焊縫鋼箱梁外側焊接采用二氧化碳氣體保護焊接。

1.5 焊縫驗收

焊縫驗收包含外觀質量驗收以及無損檢測。T型角焊縫外觀成型為45°斜角，焊縫表面平整，不得出現缺肉、氣孔、咬邊。焊縫無損檢測采用超聲波探傷，焊縫質量等級為一級，檢測比例為100%。探傷前，應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等。焊縫兩側探傷面的修整寬度一般為100mm。焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣和裂紋，根據熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。

2 控制角焊縫質量的主要措施

2.1 制定正確的操作工藝，掌握正確的角焊

縫操作技能對于角焊縫，一般焊腳在8mm以下時，采用單層焊；焊腳為8～10mm時，采用多層焊（2層）；焊腳大于10mm時，采用多層多道焊。現以焊條電弧焊平角焊為例，介紹角焊縫操作技能與技巧，其他焊接方法基本操作與其相似。（1）焊腳<8mm時，采用單層焊。焊接時，選擇直徑3.2mm焊條，直線形運條法，短弧焊接，焊條與水平板的夾角為45°，焊條與焊接方向的夾角為70°～80°。（2）8mm≤焊腳≤10mm時，采用多層焊（2層）。焊接第一層時，采用直線形運條法，選擇直徑3.2mm或4.0mm的焊條，焊接電流應稍大些，以達到一定的熔透深度。以后各層可選擇直徑4.0mm焊條，采用斜鋸齒形運條法焊接。（3）焊腳>10mm時，采用多層多道焊。如焊腳為12mm，就可采用兩層三道焊。第一層為一道，即第1道。第1道焊接時電流稍大，采用直線形運條法，焊條與水平焊件夾角為45°～50°，焊條與焊接方向夾角為60°～70°。第二層有兩道即第2道、第3道。焊接第2道時，焊條應指向第1道與水平焊件熔合處，應覆蓋第1道的1/2～2/3，焊條與水平焊件夾角為45°～50°，焊條與焊接方向夾角為65°～80°。運條采用直線形或鋸齒形運條法。焊接第3道時，焊條應指向第1道與第2道交匯處，應覆蓋第2道的1/3～1/2，焊條與水平焊件的角度為40°～45°，焊條與焊接方向夾角為65°～80°采用直線形或鋸齒形運條。此時焊接速度稍快，以避免因溫度增高立板產生咬邊現象。需要注意的是，焊接不等厚板的平角焊時，電弧應偏向于厚板的一邊，增加厚板所受熱量。

2.2 正確設計角焊縫的焊腳、焊縫長度及焊縫形式

角焊縫焊腳大小通常是按焊縫與母材等強的強度原則設計，有時也按剛度設計，這時可根據相關計算公式確定。在實際生產中，角焊縫焊腳多按相關標準或經驗公式確定或經驗數據選取。對于鋼結構角焊縫焊腳，標準就明確了角焊縫的最小焊腳值不得小于厚件厚度平方根的1.5倍，最大焊腳值不宜大于薄件厚度的1.2倍。對于重要結構或接頭的角焊縫，可以采用開坡口焊透的方法來保證質量，因為開坡口并焊透消除了根部的應力集中，開坡口后還會使焊縫向母材金屬過渡趨于平滑，消除了焊趾截面的應力集中。這時只要填充材料合適，對接焊縫就能保證母材與焊縫等強，角焊縫部分主要起到改善力流傳遞、減少應力集中作用，所以角焊縫焊腳可大大減少。

結束語

生產中，對于作用力不大的角焊縫接頭，為降低其引起的焊接變形或減少焊接工作量，有時常采用斷續角焊縫，其形式有單邊、兩邊并列或交錯排列。這種斷續角焊縫的每段短焊縫的兩端都會引起應力集中，所以在重要結構或重要焊縫（如承受動載）中不得使用斷續角焊縫，即使其他情況使用了斷續角焊縫，也必須嚴格控制每段焊縫的起點和終點的焊接質量。

參考文獻

[1] 代瑞龍.儲罐角焊縫漏磁場特性仿真分析[D].東北石油大學，2014.

[2] 孫紅.多向角焊縫節點受力性能和設計方法研究[D].西安建筑科技大學，2012.

[3] 王磊.角焊縫彈塑性應力分析和試驗[D].華僑大學，2005.