單面焊雙面成形質量不良的原因分析及防止措施

張軍元 郭睿涵

摘要：單面焊雙面成形質量是影響機械設備質量的重要因素，隨著焊接工藝技術的進步，人們對焊接質量的要求也越來越高。本文主要分析該種焊接工藝技術在實際焊接過程中成形質量不良的主要原因，并在此基礎上提出了相關的防止措施。

關鍵詞：焊接工藝單面焊雙面成形斷弧焊法

1單面焊雙面成形技術簡介

單面焊雙面成形操作技術其實也是使用普通焊條進行的，運用比較特殊的操作方法，實現對坡口的正面焊接，而且能夠達到焊后坡口正反兩面均可以得到雙面成形。此種焊接技術，在壓力管道和鍋爐壓力容器焊接中最為常用，其方法主要有斷弧焊法和連弧焊法。

2單面焊雙面成形常見的焊接缺陷

2.1尺寸上的缺陷

由于焊接結構設計過程中出現的尺寸誤差，會導致焊縫形狀出現相應的變化，一般來說比較常見的是焊縫的外觀呈現高低不平或波紋不均，焊縫的寬度不夠均勻，寬窄不一致、焊縫的余高高低程度不統一，角焊縫焊腳尺寸大小比較雜亂，這些都是焊縫尺寸及形狀達不到相關標準的具體原因。這種不合標準的焊縫，在很大程度上影響了焊縫表面的質量，在實際的機械部件中導致了應力相對集中，并且焊縫截面積減小，降低焊縫承載強度。

2.2結構上的缺陷

包括平面缺陷（未熔合、未焊透、裂紋等）、體積缺陷（氣孔、夾渣、夾雜等）、成形不佳（焊縫太厚、角變形、錯邊等）。這三類缺陷中以平面缺陷對結構影響最嚴重，也是焊接時最常見的缺陷。這些缺陷不但會削弱工作截面造成結構不連續，而且引起不同程度的應力集中，從而對結構的工作質量和使用壽命產生嚴重的影響。

2.3性質上的缺陷

一般來說，性質上的缺陷，主要是由于力學性能和化學性能的不達標所引起的，這些不符合焊接標準的材質，在進行焊接時，其力學性能和化學性能都會在一定程度上影響焊接的質量，進而影響機械部件的物理性能。

3單面焊雙面成形質量不良引起的問題

3.1提高消耗量，并影響結構的質量，縮短焊接結構的使用壽命

焊接結構是焊接部件質量的關鍵性影響因素，在實際焊接作業過程中，高水平的焊接質量是保證焊接結構達到設計標準要求的基礎，也是機械設備正常運轉的關鍵因素。如果結構中出現比較嚴重的焊接質量問題，發現之后，就必須盡快修復或直接報廢，如果不及時處理，還會引起母材、焊接材料、設備和人工的大量消耗。在機械設備的使用過程中，這種焊接結構的質量缺陷，會導致應力相對集中，這就會使結構發生脆性斷裂，而且對結構的疲勞強度也有很大影響，縮短了結構的使用壽命。

3.2焊接缺陷影響結構的正常使用，導致安全事故

鍋爐及壓力容器等重要構件的焊接主要采用單面焊雙面成形技術，若焊接接頭中存在比較明顯的焊接缺陷，就會造成構件的質量達不到相關技術標準的規定，并且如果出現這種情況，后期進行相關的修補工作，也不容易操作。在機械設備部件結構實際使用過程中，還會受到一些其他交變載荷的相互作用，這種相互作用力下，會加劇應力在焊縫處的集中，縮減了焊縫的實際有效工作截面積，這樣一來，焊接頭的承載強度就會受到很大程度的削弱。這種情況一旦發生，通常就會增大結構的疲勞強度，從而降低正常的使用壽命，更有甚者，會直接引起焊接結構的斷裂，導致機械設備部件立即報廢，給安全生產帶來嚴重的安全事故隱患，影響實際的經濟利益。

4單面焊雙面成形焊接質量差的原因分析

4.1焊接電源自身因素引起的焊接質量差

焊接電源是焊接操作過程中，最需要注意的影響因素。如果焊接電源的性能不夠穩定，就會使得技術工人在焊接時，不能充分發揮焊接工藝的價值，也達不到相關技術標準的要求。并且會對焊機自身造成一定程度的損傷，降低焊接工藝參數的準確性，使得焊接機械設備的部件受到嚴重影響。

4.2工藝因素對單面焊雙面成形焊接質量的影響

4.2.1焊接速度

焊接速度作為表征焊接生產效率的主要參數，在一定程度上影響著焊接生產的經濟效益。對于焊接速度的選擇，一定要結合實際的焊接構件質量標準要求和技術工人的技術水平，在綜合參考上述因素的基礎上，設定比較合適的焊接速度，要保證焊接的相關構件材料焊透，使其焊接表面光滑勻稱致密，同時也要保證焊接構件的焊縫不可過大，減少焊接失誤，提高焊接的時效性。

4.2.2電弧電壓

電弧的長度對于焊縫有著非常重要的影響，這就需要焊接技術工人在焊接作業過程中，科學控制電弧的長度，并根據焊接材料和焊接設備的具體情況，進行合理的調整。根據一般的焊接經驗，如果焊接過程中的電弧長度很大，那么電弧電壓會比較高，而如果電弧長度越短，則電弧電壓越小。

4.2.3焊接層數選擇不當

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。焊接層數主要根據焊件厚度、焊條直徑、坡口形式和裝配間隙等來確定。可作如下近似估算：

n=δ/d

式中：n為焊接層數；δ為焊件的厚度（mm）；d為焊條的直徑（mm）。

4.2.4焊條類型及焊條直徑的影響

從焊縫質量的影響因素來看，對其造成最直接影響的就是焊條和焊件金屬相互熔化的程度，一般來說，相互融化程度越高，焊縫就會顯得越致密結實，焊接效果質量就會越好。基于這種原因，就需要在實際焊接作業前，科學合理的選擇合適的焊條。根據焊條直徑與工件之間的相互關系，盡量選擇適合工件厚度的焊條。在一般情況下，焊條直徑與焊件厚度之間的關系的參考數據，見表1。

如果是同樣的板厚，在選擇焊條時，在平焊位置使用的焊條，要注意其直徑要比別的部位大一些，別的如立焊、橫焊和仰焊等，通常使用比較細的焊條，控制在4.0mm之內。在焊道層面，不同層次的焊道對焊條直徑的要求也不同，一般來說，第一層焊道所適用的焊條直徑應該較小，在焊接第一層結束之后，外圍的層次，應該根據焊件厚度的不同變化，合理選擇直徑合適的焊條。

4.3操作因素

技術工人的焊接操作水平，對單面焊雙面焊接質量，有著非常重要的影響作用，如果技術工人的操作技術水平不高，則很可能會在操作的相關環節出現意外情況，一些常用的焊接作業技巧可能掌握不熟練。

5防止單面焊雙面成形焊接產生焊接缺陷的措施

5.1做好焊前準備

在開始焊接前，要做好焊機的試焊工作，在試焊環節，檢查焊機是否具備良好的引弧性能和穩定性能，并根據焊接材料和焊機的相關參數，合理選擇焊接器具，選擇使用堿性焊條，對于需要進行焊接的容器、鍋爐等較大型的設備，需要對其焊接部分進行清理，去除油漬，將其金屬表面徹底打磨干凈，使其露出新的金屬。

5.2焊接操作

從實際焊接經驗來看，電焊工人的技術水平和操作經驗，對于焊接質量有著最直接的影響，在一些特殊的焊接作業環境中，技術經驗豐富的焊接工人，會盡力克服和避免焊接失誤，而技術水平較差的焊接工人，就算在各種焊接條件都良好的情況下，由于自身的操作不當，也會影響焊接質量。因此，就需要提高對焊接技術工人的培訓力度，加強熟練水平和處理特殊問題的能力。

6結束語

單面焊雙面成形是一種非常重要的焊接技術，在機械加工和車間生產中，發揮著很大的作用，并且隨著焊接工藝技術水平的提高，其應用范圍會越來越大，雖然在實際作業過程中還存在一些影響其質量的因素，但是通過本文的分析，可以知道，只要找準相關原因，并采取有針對性的防止措施，就可以在一定程度上避免出現相關的質量問題。

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