淺談板對接立焊單面焊雙面成形技術

趙功相

摘要：本文主要論述手工電弧焊的立焊位置單面焊接雙面成形的技術。單面焊雙面成形焊接技術，是指在焊件坡口正面的一側進行焊接，并且在坡口背面不采取任何輔助措施，而焊后在焊縫正、反面都能得到均勻整齊而無缺陷焊道的一種焊接操作方法。這種技術在鋼結構重要接頭焊接、壓力容器及金屬管道的焊接及維修施工中經常使用。板對接立焊在所有焊接位置中操作難度也較大，焊道不易成形。本文將從焊接施工要點中的焊前準備、焊接操作、質量檢查三個方面對手工電弧焊立焊位單面焊接雙面成形工藝展開探討，目的是優化焊接工藝、合理選配參數、提高焊接質量。

關鍵詞：手工電弧焊;單面焊雙面成形;立焊位;工藝參數;質量控制

一、焊前準備

1.試件材料：Q235低碳鋼板

2.試件規格：300mm×150mm×10mm? ?2塊

3.焊接材料：E5015，Φ3.2mm

4.焊接設備：ZX7～400逆變式直流弧焊機

5.焊接電源：直流反接

6.打磨：采用角向磨光機，將坡口面及兩側20mm范圍內的鐵銹、 油污、氧化物等清理干凈，使其呈現出金屬光澤。鈍邊量為1～1.5mm。

7.試件組對：試件裝配間隙為始端為3.2mm，終端為4mm。

8.反變形為3～4度。

9.錯邊量為1mm以內。

10.定位焊在焊縫兩端，長度為10～15mm。

試板及坡口尺寸如圖所示

二、操作要點及注意事項

通過多年教學和深入企業參與實習工作實踐，摸索出關于單面焊雙面成形焊縫焊接的一些操作經驗， 并總結出共同的焊接規律：

1.觀熔池、聽弧音、熔池形狀記在心;

2.熔池溫度控制好，焊條角度很重要;

3.焊縫表面成形好，運條手法保正確;

4.焊縫質量要提高，焊接規范必做到。

（1）打底層采用斷弧焊法

①引弧與焊接：焊接時焊條角度，焊條與焊縫兩側試板成90°，與焊縫下傾角為60°～80°。用Ф3.2 ㎜焊條在始焊點的定位焊處引弧，長弧預熱快速擺動電弧到定位焊上端時應稍作停頓進行預熱后壓低電弧焊接，此時電弧把坡口根部熔透形成橢圓形熔池，這是整條焊縫形成的第一個熔池，熔池的上方熔透坡口邊緣形成熔孔，熔孔的大小為0.5～1mm，控制熔孔的大小是焊縫背面成形的關鍵。同時聽見電弧穿過間隙發出清脆的“噗噗”聲，表示根部已熔透，這時應立即向上抖動手腕熄弧，以防止熔池溫度過高使熔化的鐵水下墜，使焊縫正面、背面形成焊瘤。滅弧后看到原來白亮的金屬熔池冷卻到暗紅色時，開始起弧依次重復以上焊接動作，并保證后一個形成的金屬熔池壓上前一個金屬熔池的1/2，從而完成打底層焊接。打底層焊縫背面厚度（余高）應控制在0～2mm。

打底焊應注意的問題：

焊接過程中，要分清鐵水和熔渣，避免產生夾渣。在立焊時密切注意熔池形狀，發現橢圓形熔池下部邊緣由比較平直輪廓逐步變成鼓肚變圓時，表示熔池溫度已稍高或過高，應立即滅弧，降低熔池溫度，可避免產生焊瘤。另外，當熔孔直徑過小或沒有熔孔時，就有可能產生未焊透現象。

操作打底焊時要理解和掌握以下幾個字的意義：“穩”——電弧要穩;“快”——熄弧要快; “準”——引弧位置要準; “穿”——耳朵聽到“噗噗”聲，弧柱透過背面1/3。

（2）填充層采用連弧焊接方法

在距焊縫始焊端上方約15～20mm處引弧后，將電弧迅速下移至始焊端焊接。焊條與焊縫的下傾角為60°～80°，與焊縫左右兩邊夾角為90°。采用橫向鋸齒形或反月牙形運條方法，焊條擺動到兩側坡口邊緣時，要稍作停頓，以利于熔合和排渣，防止焊縫兩邊未熔合或夾渣。填充焊層高度應低于母材表面1.5～2mm，并應形成平狀或輕微凹形，不得熔化坡口棱邊，棱邊線是蓋面層焊道寬度的參照物，以利于蓋面層保持平直。對每層焊道熔渣要徹底清理干凈，特別是邊緣的熔渣。

填充層應注意問題：

①電弧在坡口兩側稍作停留，中間過度要快。

②電弧不能熔化兩側棱邊，最后一層填充焊縫高度低于母材坡口表面1.5mm～2mm。

（3）蓋面層采用連弧焊接方法

在距焊縫始焊端上方約15～20mm處引弧后，將電弧迅速下移至始焊端焊接。焊條與焊縫的下傾角為60°～80°，與焊縫左右兩邊夾角為90°。采用橫向鋸齒形或反月牙形運條方法，焊條左右擺動時，在坡口邊緣稍作停頓，熔化坡口棱邊線0.5～1.5mm左右。當焊條從一側擺到另一側時，中間電弧稍抬高一點，保持熔池形狀。焊條擺動的速度較平焊稍快一些，前進速度要均勻，每個新熔池需覆蓋前熔池2/3～3/4。換焊條后再焊接時，引弧位置應在弧坑上方約15mm處引弧，然后迅速將電弧拉回至原熔池處，填滿弧坑后繼續施焊。蓋面時要保證焊縫邊緣和下層熔合良好。如發現咬邊，焊條電弧稍微多停留一會，焊縫邊緣和母材表面要保證圓滑過渡。

蓋面層應注意問題：

①電弧在坡口兩側稍作停留，橫向擺動幅度較大，注意棱邊的融合，熔化棱邊0.5～1.5mm。

②接頭時，在弧坑上15mm處引弧，然后退至弧坑的2/3處，填滿弧坑后正常焊接。

三、質量檢驗

在焊接之前和焊接過程中，應對影響焊接質量的因素進行認真檢查，以防止和減少焊接缺陷的產生;焊后應根據產品的技術要求，對焊接接頭的缺陷情況和性能進行成品檢驗，以確保使用安全。

教學中對于焊后成品檢驗常以外觀檢驗為主，用肉眼或借助樣板、低倍放大鏡等檢查焊縫成形、焊縫外形尺寸是否符合要求，焊縫表面是否存在缺陷。一般側重測量焊縫的兩側增寬量均小于2mm，背面余高0mm～2mm，正面焊縫余高0mm～2mm，沒有發現咬邊、氣孔、夾渣、未熔合、焊瘤等缺陷。

四、結語：

手工電弧焊是日常工業生產中應用最廣泛的焊接方法之一，設備簡單、操作方便、質量穩定。而熟練掌握單面焊雙面成形焊接技術，且做到焊縫正、反面均要整齊而無缺陷的焊道仍有一定難度，因此，需要在實踐中不斷探索、總結經驗、循序漸進。