板對接仰位置單面焊雙面成形焊條焊技術楊化雨

楊化雨

摘要：仰位置焊接接頭單面焊雙面成形技術，在鍋爐、壓力容器、管道及重要結構的焊接中得到廣泛運用。因其操作難度大，技術不易掌握。所以目前掌握此技術的焊工占焊工總數的比例較小，不能滿足市場的需求。現階段仰位置焊接接頭單面焊雙面成形，主要使用堿性焊條電弧焊、鎢極氬弧焊和二氧化碳氣體保護焊焊接。因堿性焊條脫氫能力強，焊縫金屬含氫量少，力學性能和抗裂性都比酸性焊條好。該文主要研究Q345R使用堿性焊條電弧焊進行仰位置單面焊雙面成形焊接操作技巧。

關鍵詞：單面焊雙面成形；仰位置；堿性焊條

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）35-0269-02

單面焊雙面成形技術是指采用適當的運條方法，以焊條或焊絲作為填充在適當的坡口內，在正反面形成合格焊縫的操作方法。單面焊雙面成形是目前焊接技能鑒定考試主要項目，也經常作為在各類焊接比賽的考題。是焊工提高技能必修的課程。堿性焊條電弧焊單面焊雙面成形，焊接速度比鎢極氬弧焊快；比二氧化碳氣體保護焊焊接質量好，容易掌握。是一種綜合性能比較好的單面焊雙面成形焊接方法。

1 焊前準備

1.1 勞動保護

焊工在焊接操作前應穿戴好焊工工作服、焊工專用勞保鞋、手套和防護眼鏡等，準備好面罩在引弧前遮住面部。

1.2 材料準備

1.2.1 母材

Q345R鋼，2塊，試件規格300×125×12mm，試件單邊開30°±2°坡口，鈍邊0.5-1.0mm。坡口表面及坡口兩邊10-20mm的油、銹等必須清理干凈，露出金屬光澤。

1.2.2 焊材

焊材型號E5015（J507），焊材規格選用Φ2.5mm和Φ3.2mm。焊條在焊前進行350-400℃烘干1-2小時，放入100-150℃保溫桶里備用，隨用隨取。

1.3 設備

使用時代逆變焊機ZX7-400，此焊機電流輸出穩定，推力可調節，參數見表1 ZX7-400參數。

1.4 試件組裝和定位

將打磨好的試件擺放在同一平面內，使焊件兩端對齊，兩焊件間留適當的間隙，始焊端3.0mm，終焊端3.5mm，錯邊量控制焊件在板厚的1 /10內，最大不超過1mm。定位焊采用與正式焊接同樣的焊接規范。定位焊位置離試板端頭10-20mm處。定位焊適用于與正式焊縫一樣的焊接參數。定位點長度8-10mm，后焊的一端定位點長度可適當加長至15mm，防止焊接過程收縮使間隙變小，打底不易熔透，背面易形成未熔合、未焊透等缺陷。定位點厚度3-5mm。定位點兩端盡量用角磨機修磨出一定的坡度，接頭容易金屬容易過渡。定位好的試板做2-3°的反變形。[2]

2 焊接過程

2.1 打底層焊接

打底層焊條使用E5015，Φ2.5mm，焊接電流70A，電弧推力80 A/ms。

采用連弧的運條方法，利用電弧熱焊條和熔化坡口兩側金屬，形成熔池。熔池的大小對焊縫背面成形有很大影響。由于此時形成的熔池受重力影響向下墜，如果熔池太大，自身的重力大于熔池自身的張力，熔池上表面下凹，余高不夠，就會造成焊縫背面下凹；下表面突出，形成焊瘤或中間高兩邊低的焊縫。為避免以上缺陷，引弧要在定位焊縫尾部，用電弧保持4-5mm進行預熱，直到熔透形成新的熔池并形成熔孔，以利于背面熔透。[1]運條時保持短電弧，焊條后傾角70°左右。適當左右小弧度擺動，使坡口兩邊金屬充分熔化，焊條盡量向上伸，達到坡口底部。利用電弧吹力和熔池自身的張力把熔池向上托起，在焊縫背面形成一定的余高。換焊條時，在滅弧前適當使焊條進一步向上送進，擴大熔孔，利于接頭時與前段焊縫尾部充分熔合。接頭時起弧點應退后5mm左右，起到對前面的焊縫預熱作用，防止背面焊縫熔合不良。

2.2 填充層焊接

打底結束先用敲渣錘敲掉焊縫表面熔渣，用扁鏨清理坡口及其兩邊的飛濺。如果焊縫表面有明顯凸起、焊縫兩邊有夾渣可用角磨機打磨，防止焊接填充層時焊縫表面不平和增加造成夾渣的危險性。

第一層填充焊焊條使用E5015，Φ3.2mm，焊接電流105-110A，電弧推力80 A/ms。

第一層填充焊采用打底焊同樣的焊條角度，運用“之”字形或反月牙運條方法，采用短電弧。[3]注意運條過程中，焊條橫向擺動要快，電弧要在“之”字或反月牙的拐點稍作停留，使坡口金屬充分熔化，與焊條熔化的金屬融合在一起形成熔池。通過使用較大的電流和大的電弧推力有利于清除打底焊留下的熔渣。焊接厚度保持3-5mm，不易過厚，單道焊縫過厚易造成焊縫熱影響區組織偏析，熔池也不容易控制，易形成焊瘤。

第二層填充焊焊條使用E5015，Φ3.2mm，由于第一層打的對焊縫表面的調整，焊縫表面相對打底焊平滑均勻，造成夾渣的可能性也小些，焊接電流可適當減小（100A），電弧容易掌控。通過運條的調整，可對焊縫表面進行修整，形成高度一致、波紋整齊的焊縫。蓋面焊也容易形成高度一致的焊縫。填充完以后焊縫表面應離坡口頂部棱線1-2mm。如果留的太多，蓋面焊厚度大，需要填充的金屬多，一方面焊接操作難以掌握；由于線能量大，冷卻過程中也會產生更大內應力，造成更大的收縮。

蓋面焊使用的焊條和電流同第二層填充焊。蓋面焊時應注意，此時焊縫寬度較寬，焊條擺動幅度相應增大。運條時看準坡口頂部棱線，兩邊分別熔合0.5-1mm。當電弧靠近棱線停住，讓電弧繼續加熱，使熔池擴大與棱線熔合，焊條迅速回擺熔合另一邊，重復同樣動作，這樣使熔池飽滿，避免咬邊、焊縫余高不足等。蓋面焊完成后，不要立即敲焊渣，讓其自然冷卻。由于焊渣的保溫作用，焊縫金屬可得到較均勻的組織。

3 結束語

通過以上焊接技巧的運用，焊接的焊縫，經過拉伸試驗，試樣寬度20.0mm厚度12.0mm，試驗抗拉強度為540Mpa，母材韌性斷裂。側彎試驗試樣厚度10.0mm，彎心直徑40.0mm，彎曲角度180°，取4個試樣，實驗結果合格。射線檢測一級焊縫率普遍達到90%以上。由此可見，堿性焊條的單面焊雙面成形的仰位置焊是可行的焊接操作方法。

參考文獻：

[1] 英若采. 熔焊原理及金屬材料焊接[M]. 北京： 機械工業出版社， 2007.

[2] 鄧洪軍. 焊接結構生產[M]. 北京： 機械工業出版社， 2004.

[3] 王新民. 焊接技能實訓[M]. 北京： 機械工業出版社， 2005.endprint