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1、手工电弧焊立焊位单面焊双面成型技术1. 前言 手工电弧焊是日常工业生产中应用最广泛的焊接方法之一，设备简单、操作方便、质量稳定是它的优点。本文主要论述手工电弧焊的立焊位置单面焊接双面成型技术，这种技术在钢结构重要等强接头焊接、压力容器及金属管道的焊接及维修施工中较常使用。单面焊双面成型焊接技术，是在焊件坡口一侧进行焊接，而在焊缝正、反面都能得到均匀整齐而无缺陷焊道的一种焊接操作方法，具有一定的操作难度。目前，在进行单面焊双面成型焊接实践中，主要有间断灭弧施焊法和连弧施焊法，两种方法各有其特点，只要掌握得当，均能获得良好质量的焊缝。本文将从焊接施工中的要点焊前准备、焊接操作、质量检查三个环节对手
2、工电弧焊立焊位单面焊接双面成型工艺展开探讨，目的是优化焊接工艺、合理选配参数、提高焊接质量。关键词：电弧焊、单面焊双面成型、立焊位、工艺参数、质量控制。2. 焊接施工要点2.1 焊前准备2.1.1焊接辅助材料的选择要严格遵照国家现行有关规范的规定，手工焊条电弧焊的焊接辅助材料主要是指焊条。根据焊件母材材质来选择焊条，一般常用的有酸性焊条和碱性焊条两种，如酸性焊条E4303和碱性焊条E5016等。2.1.2 手工焊条电弧焊的焊接设备一般有交流和直流两种，使用时选择要根据正确选配的焊条性能来确定。为了提高焊接质量，减少磁偏吹带来的焊接缺陷，酸性焊条一般选择交流焊机；碱性焊条由于焊接时电弧不稳定，一
3、般选择直流焊机，但在焊接操作时电弧容易产生磁偏吹现象，要通过控制焊条角度、地线接触位置、电流大小等因素来保证顺利完成焊接。2.1.3 焊件坡口的制备和焊件的清理要遵照设计和有关规范、规程的要求。2.1.4 焊件的装配必须考虑焊接变形量，装配使用的点固焊条与正式焊接用焊条应相同。点固和焊接前焊条应按照有关规范要求进行烘烤和使用；焊条的直径根据母材厚度确定。2.2 焊接操作2.2.1 根据焊件厚度正确安排焊道顺序及数量，立焊位的单面焊接双面成型工艺，打底层要选择直径小的焊条，便于操作和保证熔透。2.2.2 焊接操作方法要正确，打底焊有连弧和断弧两种焊接方法，填充和盖面一般采用连弧焊接，操作时注意熔
4、池和熔孔的关系。2.2.3 多层多道焊接时注意层间清理要彻底，使用碱性焊条时应保持合理层间温度，一般层间温度与预热温度相同。2.2.4 焊接完成后应及时清理焊缝周围飞溅，重要的焊缝应按照要求打上焊工钢印代号。2.3 质量检查2.3.1 焊接完成的焊缝应及时进行100%外观检查。外观检查有肉眼观察和采用5倍放大镜检查两种。发现存在超标缺陷，应按照规定及时进行返修，返修工艺与正式焊接工艺相同。2.3.2 需要进行无损检测的焊缝，应在焊接完成24小时后进行，且外观检查合格，无损检测的方法和比例及合格标准，应遵照设计和有关标准、规范要求。2.3.3 无损检测发现有超标缺陷后，应及时通知施工部门进行返修
5、，返修后的焊缝应进行复检，返修一般不得超过2次。3. 焊接实例3.1 焊前准备3.1.1 试件材质及坡口制备材质：Q235、钢板厚度t=10mm；试件尺寸（单块）：300mm150mm；坡口尺寸如图3.1.1所示。 图3.1.1 试板及坡口尺寸3.1.2 焊接材料及设备： 焊条选用E4303、3.2mm和4.0mm；焊接设备选择BX3-300交流焊机。焊接前焊条进行100150烘烤，恒温2小时后冷却备用。3.1.3 焊前清理 采用100mm的角向磨光机，将坡口面及两侧20mm范围内的铁锈、油污、氧化物等清理干净，使其呈现出金属光泽。3.1.4 试件装配1）装配时预置一定间隙 下端始焊点间隙为3
6、.2mm，上端终焊点间隙为4.0mm。2）定位焊采用与正式焊接型号相同的焊条进行，在试件坡口内两端点焊，焊点长度为10mm15mm，点固完成后将焊点接头端打磨成斜坡状，以减少焊接缺陷的产生。3）焊接试板需预置反变形量，角度为3 4，也可以根据焊接经验和参数大小进行尺寸控制。4）装配时错边量要严格控制在 1.0mm。3.2 焊接操作3.2.1 工艺参数选择如表3.2.1，焊接层次布置见图3.2.1。 表3.2.1 工艺参数焊接层次焊条直径（mm）焊接电流（A）打底层3.285100填充层4.0110120盖面层4.0100110图3.2.1 焊接层次布置图1：打底层 2：填充层 3：盖面层3.2
7、.2操作要点1）打底层采用断弧法。在始焊点上方20mm处引弧，将电弧控制在5mm6mm长度，缓慢拉至始焊点开始焊接。焊条与试板的下倾角为7580，与焊缝左右两边夹角为90。当焊至定位焊缝尾部时，应稍作停顿进行预热，采用三角形运条法使焊条电弧把坡口根部熔透形成椭圆形熔池，熔池的上方熔透坡口边形成熔孔见图3.2.2-1。此时听见电弧穿过间隙发出清脆的噗、噗声，表示根部已熔透，这时应立即灭弧，以防止熔池温度过高使熔化的铁水下坠，使焊缝正面、背面形成焊瘤。灭弧后当熔池冷却到暗红色开始起弧依次操作完成打底层焊接，打底层焊缝背面厚度（余高）应控制在02mm。焊接过程中，要分清铁水和熔渣，避免产生夹渣。在立
8、焊时密切注意熔池形状，发现椭圆形熔池下部边缘由比较平直轮廓逐步变成鼓肚变圆时，表示熔池温度已稍高或过高，应立即灭弧，降低熔池温度，可避免产生焊瘤。严格控制熔池尺寸，打底焊在正常焊接时，熔孔直径大约为所用焊条直径的1.5倍，将坡口钝边熔化0.81.0mm，可保证焊缝背面焊透，同时不出现焊瘤，当熔孔直径过小或没有熔孔时，就有可能产生未焊透。图3.2.2-1 熔孔2）填充层焊接时， 在距焊缝始焊端上方约15mm处引弧后，将电弧迅速移至始焊端施焊。每层始焊及每次接头都应按照这样的方法操作，避免产生缺陷。运条采用横向锯齿形或月牙形，焊条与板件的下倾角为7585。焊条摆动到两侧坡口边缘时，要稍作停顿，以利
9、于熔合和排渣，防止焊缝两边未熔合或夹渣。填充焊层高度应距离母材表面低1.52.0mm，并应形成平状或轻微凹形，不得熔化坡口棱边线，以利盖面层保持平直。对每层焊道熔渣要彻底清理干净，特别是边缘的熔渣。3)盖面层引弧操作方法与填充层相同。焊条与板件下倾角7585，采用锯齿形或月牙形运条。焊条左右摆动时，在坡口边缘稍作停顿，熔化坡口棱边线12mm。当焊条从一侧到另一侧时，中间电弧稍抬高一点，保持熔池形状。焊条摆动的速度较平焊稍快一些，前进速度要均匀，每个新熔池需覆盖前熔池2/33/4，见图3.2.2-3。换焊条后再焊接时，引弧位置应在坑上方约15mm填充层焊缝金属处引弧，然后迅速将电弧拉回至原熔池处，填满弧坑后继续施焊。盖面时要保证焊缝边缘和下层熔合良好。如发现咬边，焊条稍微多停留一会，焊缝边缘要和母材表面圆滑过渡。图3.2.2-3 盖面层熔池示意图1：前熔池 2：新熔池4 质量检验4.1 焊缝100%外观检验合格。采用5倍放大镜观察没有发现裂纹，经测量焊缝的两侧增宽量均小于2.0mm，背面余高1.0mm1.5mm，正面焊缝余高1.5mm2.0mm，没有发现咬边、气孔、夹渣、未熔合等缺陷。4.2 试板经X射线检测后达到级合格标准。- 7 -
