二保焊單面焊雙面成型技術探索

伍紅軍

摘 要：單面焊雙面成形技術是指采用不同的焊接方法，在焊接材料單面焊接，使焊接材料正、背兩面都能得到均勻整齊、成形良好，符合質量要求的焊縫的焊接方法。本文主要講述二保焊單面焊雙面成形工藝參數的選擇、操作要點等知識。使二保焊單面焊雙面成形技術進一步完善，并加以推廣，對二保焊單面焊雙面成形作業具有一定的指導作用。

關鍵詞：二保焊 工藝參數 操作要點

中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（c）-0094-02

單面焊雙面成形技術是手工二保焊操作技術中難度較大的一種，同時又是焊接技能競賽、管道焊接、鍋爐及壓力容器焊工必須熟練掌握的基本技能。掌握單面焊雙面成形技術的操作要領和技巧，對于提高焊工焊接技能水平很重要，以下就從二保焊單面焊雙面成形的工藝參數，操作要點進行論述。

1 二保焊單面焊雙面成形的工藝參數

1.1 焊接電源

這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，必然會極大的影響焊件的焊接質量，并不能保證工藝參數穩定，焊接過程就無法正常進行，焊接質量就得不到保證。對于二保焊，通常采用平外特性、下降外特性電源均能保證電弧穩定燃燒。通常采用直流反接法能夠減少飛濺，保證電弧穩定燃燒。

1.2 焊接電流、焊接電壓選擇

焊接電流大小選擇恰當與否直接影響焊接的最終質量。焊接電流大，可提高生產率，并使熔深增加，但易出現咬邊、焊穿、增加焊件變形和金屬飛濺量，也會增大氣孔傾向。在立焊操作時熔池難以控制，易出現焊瘤。焊接電流小，使電弧不穩，熔透深度減小，易出現未焊透、熔合不良等缺陷。焊接電流大小選擇應根據板件厚度、接頭形式、焊接位置、焊絲類型、焊絲直徑等因素綜合考慮。但是二保焊不同于焊條電弧焊，焊接電流大小要和焊接電壓相匹配才能保證焊接良好操作，需要根據焊機、電網等實際情況進行選取。不同的焊機、不同的電網電壓，在操作的時候焊接參數應根據實際情況適當調整。

1.3 焊接速度

這是保證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。焊接速度應該均勻適當，使焊縫寬度和余高等符合設計要求，保證金屬融合良好。焊速過快，使熔池溫度不夠，易造成未焊透、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，對焊接不利。

1.4 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影響。對于低碳鋼和強度等級較低的低合金鋼的多層焊時，每層厚度過大，對焊縫金屬的塑性（主要表現在冷彎上）有不利的影響。對于二保焊而言，每層焊接厚度過大時，焊接不好操作，熔池金屬難控制飛濺較大，金屬融合不好，對力學性能不好，一般每層厚度為3～5mm。但每層厚度也不易過小，以免造成焊縫兩側熔合不良。

1.5 焊絲伸出長度的選擇

焊絲伸出長度是指焊絲從導電嘴伸到焊件的距離。焊接過程中，隨著焊絲伸出長度的增加，焊絲的預熱狀態電阻值急劇增大，焊絲熔化速度加快，可提高焊接速度。當焊絲伸出長度過大時，則焊絲發生過熱而成段熔斷，致使焊接過程不穩定，飛濺增大，焊縫成形不良，氣體對熔池的保護也被減弱。反之，則焊接電流增大，短路頻率加快，并縮短了噴嘴與焊件之間的距離，使飛濺的金屬物質堵塞噴嘴，影響氣體的流通保護，產生氣孔。實踐表明，焊絲伸出長度是焊絲直徑的10倍左右較為適合。

1.6 氣體流量的選擇

CO2氣體的流量對熔池保護效果有直接影響。CO2氣體的流量須以排除空氣對熔池的侵襲為原則進行選擇。CO2氣體流量大小和接頭形式、焊接電流大小、焊接速度的快慢、焊絲伸出長度及周圍環境有關。當焊接電流較大，焊接速度較快，焊絲伸出長度較大時，相應氣體流量也較大。反之則較小。周圍環境空氣流動時應增大氣體流量，當空氣流動影響較大時，應終止焊接。氣體流量的增大和減小是相對的，過大的CO2氣體流量會沖擊金屬熔池，使冷卻作用加強，并且使保護氣氛紊亂反而失去了保護作用，使焊縫產生氣孔，飛濺增加，焊縫表面粗糙。CO2氣體流量過小時，保護效果差，也易產生氣孔。

2 二保焊單面焊雙面成形的操作要點

（1）焊前裝配。焊前裝配的好壞，對于焊接質量的影響較大，裝配好了有利于焊接的有效進行，有利于保證焊接質量和效率，相反則對焊接帶來操作的難度。

（2）熔池金屬和熔孔的控制。熔池金屬的大小、形狀對焊件的連接以及焊接過程的控制有重要作用。熔池體積過大，對于單面焊雙面成形不易控制。仰位焊接容易下凹，不能凸起，橫位容易造成下墜，立位容易焊瘤。良好的熔池在焊接過程中保證熔池金屬與坡口焊件圓滑過渡時不能產生夾溝，避免造成夾渣和未熔合，如圖1。熔孔的大小以融合坡口兩邊0.5～1 mm為宜，太大不容易操作，易產生焊瘤，太小不能保證背面成形，如圖2所示。

施焊過程中嚴格控制熔池的形狀，隨時觀察熔池、熔孔的變化及坡口根部的熔化情況。熔孔的大小決定焊縫背面的寬度和余高，通常熔孔的直徑比間隙大1～2 mm為好，焊接過程中如發現熔孔過大，表明熔池溫度過高，應迅速滅弧，并適當延長熄弧的時間，以降低熔池溫度，然后恢復正常焊接，若熔孔太小則可減慢焊接速度，當出現合適的熔孔時方能進行正常焊接。如果是二保焊連弧焊打底焊時，熔孔過大時可以使焊槍向遠離熔孔后方擺動，減小熔池前沿的溫度，熔孔過小則反之。

（3）填充層焊接要點 焊前先清理掉打底焊層的飛濺和熔渣，不平的地方磨平。填充層焊時，焊槍的橫向擺動較打底層焊時稍大些。同時，焊槍從坡口的一側擺至另一側時速度要稍快，防止焊道形成凸形。電弧在兩側坡口有一定的停留，保證有一定的熔深，焊道平整并有一定的下凹。填充焊時焊道的高度低于母材約1.5～2 mm，不能熔化坡口兩側的棱邊，以便蓋面時能夠看清坡口，為蓋面焊打好基礎。endprint

（4）蓋面層焊接要點。焊前先將填充焊層的飛濺和熔渣清理掉，不平的地方磨平。 焊槍的擺動幅度比填充焊層時更大些。作鋸齒形擺動時注意幅度一致，勻速上升（前進）。并觀察坡口兩側的熔化情況，保證熔池的邊緣超過坡口兩側的棱邊并不大于2 mm，避免咬邊和焊瘤。同時控制噴嘴高度和收弧，避免出現弧坑裂紋和產生氣孔。

（5）不同位置焊接是的焊槍角度。二保焊時，焊接角度變化會影響熔池金屬的保護、冷卻，焊縫的成形等。所以在焊接時必須嚴格按照不同位置的焊槍角度進行操作。在焊接單面焊雙面成形時，特別是板板對接橫焊和管管對接全位置焊接時焊槍要根據不同位置要適當調整才能保證焊接的質量。

（6）焊接姿勢和握槍要領。二氧化碳氣體保護焊由于焊槍結構較為復雜，選擇正確的焊接姿勢和握槍要領直接關系到焊接質量的好壞，其操作要領如下：

①身體和焊件的位置要合適，以方便焊接。②焊槍軟管應舒展，以免影響送絲速度均勻。③焊槍可移動范圍要大，焊接過程中可以很好地觀察焊槍角度、熔池情況。④立焊、仰焊位置時，焊槍不宜發生擺動，且焊槍上的把線不應拖墜焊槍向前移動。

（7）引弧與熄弧。在CO2氣體保護焊中，引弧與熄弧比較頻繁，操作不當易產生焊縫缺陷，如引弧處熔深淺，熄弧處凹陷嚴重，甚至產生弧坑裂紋等。

①短路引弧。引弧前焊絲端頭與焊件應保持2～3 mm的距離，然后開啟焊槍上的手動開關，焊接電弧即在焊絲與焊件之間被引燃，引弧后應盡量將電弧壓低并作適當的橫向擺動，以防焊縫中心金屬堆積過高而使焊縫兩側產生未熔合現象。

②焊縫端頭引弧。必須在焊縫端頭引弧的焊件應在距離焊縫端頭4～5 mm處引弧，然后穩步移向端頭，待基本金屬熔化后，再以正常速度沿焊縫方向移動。

③收弧當焊接電源沒有衰減電流裝置時，焊槍應在弧坑處停留一下，并在熔池尚未凝固前，間斷短路2～3次，使熔滴填滿弧坑。當焊接電源設有衰減裝置時，應使用衰減電流，將弧坑填滿，然后熄弧。

（8）接頭CO2氣體保護焊單面焊雙面成形打底焊時，由于收尾處的焊肉較厚，不宜直接接頭，故重新引弧接頭前應對前道焊縫收弧處的焊肉進行削薄打磨成斜坡狀，然后在斜坡的頂端引弧，引燃電弧后，均勻平穩地將電弧移到斜坡底部，并做均勻擺動。

（9）焊接方向（見圖3）。

①左向焊法。焊槍由右向左移動，焊槍向手把方向稍作傾斜。該焊法可以清晰觀察焊縫間隙及熔孔大小，并且熔深較淺，是單面焊雙面成形技術的主要焊接方法。

②右向焊法。焊槍由左向右移動，焊槍向焊接方向略作傾斜。該焊法熔池清晰，熔深較大，氣體保護效果好，食用于中厚板的坡口填充焊接。缺點是用小焊接參數焊接時，不易觀察焊縫，易焊偏。

（10）焊槍的擺動方法及適用范圍。

①直線法。該方法主要用于薄板及間隙較小的中厚板的打底焊。可以有效減少焊接熱輸入量，從而減小薄板焊時的變形。中厚板打底焊時可防止未焊透現象。

②鋸齒形橫向擺動法。該方法是焊工培訓中單面焊雙面成形工藝的主要擺動方法。焊接時，焊槍由右向左均勻擺動，并保持適當的熔孔直徑，即可以保持良好的背部成形。

③反月牙形橫向擺動法。該方法適用于焊接間隙較大的焊件，可有效控制熔池溫度，避免背面焊縫由于金屬過熱而超高。焊接時，焊槍由右向左在坡口間隙處作反月牙形均勻擺動，擺動兩端的終止處要稍作停留，以防焊縫中心溫度過高而產生缺陷。

④斜圓圈形擺動法。橫位打底焊時，為防止鐵液下淌，可采用右向焊法，并且焊槍由左向右作斜圓圈形上下擺動和向前移動，從而得到良好的焊縫背面成形。

在生產實際中，焊槍的擺動方法還很多，如奧氏體不銹鋼的窄間隙打底焊，宜采用直線往復方法進行焊接。但無論采用哪種方法施焊，都應根據材料的性質、施焊條件、試件所處的位置等綜合考慮，不能死搬教條。

3 結論

本文主要從焊接工藝參數和工藝方法及技術操作等幾方面論述單面焊雙面成形的方法，有利于對單面焊雙面成形技術的推廣，不妥之處請專家給予指正。

參考文獻

[1] 劉云龍.焊工技師手冊[M].機械工業出版社，2008.

[2] 邱葭菲.焊工工藝學[M].中國勞動社會保障出版社，2005.endprint