MAG横对接焊焊接质量控制

摘 要：MAG横对接焊，是焊工技能训练和考核的项目之一，由于横对接焊焊时熔化金属在自重的作用下易下淌，使焊缝上边极易产生咬边，下边易出现焊瘤和未熔合等缺陷，甚至直接造成试件检验不合格。文章以焊接技能训练课题“MAG横对接焊接”为基础，结合焊接前准备、焊接工艺参数的选择及焊接操作过程，进行反复实践与探索，使学生在较短的时间内掌握该焊接方法，焊缝成形美观，焊接接头质量控制良好，相关经验在实习训练教学中推广。

关键词：MAG焊；横对接焊；焊缝成形不对称；质量控制

引言

MAG焊作为一种高效率的焊接方法，在工程机械、压力机械、钢结构制造等行业有极为广泛的应用，逐步成为焊接生产的主导，因此MAG焊焊接技能的训练成了企业对学生的一致需求，对学生进行MAG焊焊接技能的训练，成为焊接实习课题中非常重要的一个模块，其中一个重要的课题是“MAG焊横对焊接”。横焊是指在焊缝倾角为0°～180°，焊缝转角为0°～180°的位置上所进行的焊接，也就是在垂直面上焊接水平焊缝的一种操作方法。横对接焊焊接时熔化金属在自重的作用下易下淌，使焊缝成形不对称、焊缝上边缘容易产生咬边、下边缘容易出现焊瘤和未熔合等缺陷，是造成试件检验不合格的常见因素。

文章结合技能训练课题“MAG焊横对焊接”的焊接前准备、焊接工艺参数的选择、焊接操作过程，反复实践，参考教材及实习教学，并结合实践过程进行改进，焊缝质量得到很好的控制，焊缝优良率大大提高。

1 焊前准备

1.1 焊件

采用Q235低碳钢板，厚度为12mm，长度为300mm，宽度为150mm，用气割机下料，用刨床加工成V型60°坡口，根部间隙b=2.0～3.0mm，钝边P=0.5～1mm，焊件的技术图纸见图1所示。

1.2 焊丝

规格：H08Mn2Si，直径1.2mm。

1.3 焊件清理

为防止和减小未熔合的产生，用砂轮机清理焊接试板两侧坡口面及坡口边缘的油污、铁锈、污垢，使焊件坡口边缘15～20mm露出金属光泽。清理范围见图2所示。可以使用钳工台虎钳修磨焊件坡口钝边，保证钝边尺寸在0.5～1mm左右，同时保证钝边棱边的直线度，两块板对在一起中间不能有缝隙。

1.4 焊机选用

选用NBC-350型CO2气体保护焊机。为克服CO2焊的飞溅问题，本课题采用富氩混合气体，CO2气体含量14%，Ar2气体含量86%。施焊前应先对电源、送丝机构、焊枪、气瓶和减压流量调节器等分别进行检查，并把流量计调到所需流量，然后再进行试焊，做整体检查。每次焊接前，都应检查、清理导电嘴、喷嘴上的飞溅，并将喷嘴涂以硅油。

1.5 焊前装配定位

焊接试板装配，装配间隙不能过大，间隙过大，背部焊缝会过高且下坠，间隙过小则焊不透，适中即可。根据教材装配标准，始焊端装配间隙一般为3.0mm左右，终焊端装配间隙为4mm左右。

在实际操作中间隙定的小一点，始焊端2.5mm，终焊端3.0mm。这样熔池更容易控制，而且背部焊缝成形美观。在焊接过程中穿丝现象时常会出现，而上述定位方法，也减小了焊接过程中穿丝的产生。在实习定位时可以就地取材，采用？覫2.5mm和？覫3.2mm焊条头夹在试板坡口的钝边处，定位焊牢两试件，然后取出焊条，用敲渣锤将试件两端的定位焊渣敲掉，定位精准，效率极高。定位焊的长度为10～15mm见图3所示，对定位焊缝的焊接质量要求与正式焊缝一样。

焊接反变形的预留的角度在3°左右。也可以就地取材在两块板下面垫一根？覫3.2的焊条，装配准确且方便。

1.6 辅助工具和量具

气体流量表，气瓶，砂轮打磨机，敲渣锤，焊缝万能规等。

2 焊接工艺接参数

焊接工艺参数選择正确与否，直接影响焊缝的形状、尺寸、焊缝质量和焊接生产率，因此，选择合适的焊接工艺参数是焊接生产中十分重要的一个问题。MAG焊的焊接工艺接参数主要为焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度及直径、气体流量等。本课题推荐接参数的选择，见表1。

3 焊接操作过程

板厚为12mm的试板，要焊3层6道，第1层为打底层，第2层为填充层（两道焊缝），第3层为盖面层共有3道焊缝堆焊而成。这样焊出来的焊缝余高不会过高，而且可以减小焊后变形量，减小角变形。

3.1 打底焊

将试件装配在焊接的工位架上，采用左向焊，将间隙较小的一端置于右侧始焊端。打底焊的参考焊接参数，电流100～110A，电压20～22V。焊枪与焊缝角度85°～90°，焊枪与试件表面的角度为75°～85°。

在施焊时，由于上述间隙小，应尽量的将电流电压调的偏大点，电流115A，电压20V，这样才能保证焊透，防止未熔合的产生。电弧运动为小斜锯齿，焊缝窄而均匀，正反两面成型很漂亮；也可采用斜圆圈运丝。施焊中要仔细观察熔池和熔孔的形状，保持熔池的大小适中一致，焊接速度要均匀。同时注意到焊枪喷嘴在坡口间隙中摆动，应在上坡口钝边处停留时间比下坡口钝边处稍长一些，防止熔化金属下坠。

300mm长的试板焊接中尽量不要中断，应一次焊成，减少接头，从而减少缺陷的产生。若焊接过程中发生断弧，应从断弧处后15mm处重新引弧，焊枪以小幅度锯齿形摆动，当焊接至熔孔边缘界上头后，焊枪应前压，稍作停顿，再恢复斜锯齿型摆动向前进行焊接，完成打底层的焊接，焊到试件收弧处，电弧熄灭，焊枪不能马上移开，待熔池凝固后才能移开焊枪，以防止收弧区保护不良而产生气孔。

3.2 填充焊

将焊道表面的飞溅清理干净，参考电流在130～150A，电压在20～22V。焊枪与水平面角度在5～10°。

在实际操作时使用的电流电压的匹配情况是，电流140～160A，电压20～24V，电流电压调的稍大些，坡口两侧熔合较好。填充第一道时，焊枪成0°～10°俯角，电弧以打底焊道的下缘为中心作横向斜圆圈摆动，保证熔合良好，重叠前一焊道1/2～2/3。

填充第二道时，焊枪成0°～10°仰角，电弧以打底焊道的上缘为中心，在填充层第一道和上坡口面间摆动，保证熔合良好，重叠前一道焊道1/2～2/3。

操作中采用斜圆圈法，事实上运动的轨迹并不一定就是一个斜圆圈，可能是一个斜的L，注意控制每道焊缝的高度和焊缝成形。而且采用这样的运枪方式，能够保证坡口两侧熔合好，也会避免焊缝之间产生沟槽的现象，从而也避免未熔合的产生，控制了道焊缝的高度和焊缝的成形。进行填充层的焊接，起焊位置与打底焊道接头要错开。焊接速度要慢一些，填充层的厚度以低于母材1.5～2mm为宜，且不能熔化坡口边缘棱角，以利于该面层的焊接，否则不但不利于焊接，还会直接影响焊缝的美观。如果填充层气孔或清理不掉的熔滴，应当使用砂轮机将气孔和熔滴彻底挖除之后，才能进行该面层的焊接。

3.3 盖面焊

清理填充层焊道及坡口上的飞溅物，参考电流130～150A，电压20～24V，焊枪的角度在0～10°。在焊接最后一道时，焊接工艺规范比填充层的小一些，可以将电流应调到130A左右，电压调到20V左右，焊枪的角度在0°～10°。由于最后一道电流大极易产生咬边缺陷；同时最后一层温度高，熔池易下垂，所以要尽量调小电流，改变焊枪角度在15°。盖面层的第一道焊缝的关键，不但要焊直，而且焊缝成形应圆滑过渡，焊枪喷嘴呈画圆圈或直线往复运条。减慢焊接速度，增加在熔池边缘的停留时间，使电弧力推动金属流动向上。焊接过程中，应保证焊缝两侧熔合好，故熔池边缘超过坡口棱边1.5～2mm为佳。各焊层间相互搭接1/2～2/3，防止焊层搭接棱沟的出现，以影响表面焊缝成形的美观，收弧时应填满弧坑。

横焊熔池虽有下面母材托着较易操作，但是由于重力作用致使焊缝表面成形不对称，因此为改善焊缝表面成形，焊接过程中应尽量减小熔池体积；另外采用多道焊的方法来调整焊道外表形状。焊接参数、焊缝层数、每层焊缝数目及焊道间的停留时间会引起有关横对接焊接试件产生较大的角变形，比如熔池越大、停留时间越长、层间温度高，焊接角变形就大，反之则小。

横对接焊的未熔合大多出现在填充层，以熔合線外及两道间多见，主要是因为焊缝区表面有氧化膜或锈皮、热输入不足、焊接熔池太大、焊接技术不合适、接头设计不合理等原因造成。咬边也常出现在焊接横板盖面层最后一道焊缝中，产生的主要原因是由于焊接速度太快、电弧电压过高、电流过大、停留时间不足、焊枪角度不正确等原因。在焊接实训教学中不断的总结与改进焊接工艺参数及操作技巧，使横焊焊缝的角变形得到了控制，减小了未熔合、咬边及焊瘤的产生，焊缝成形也较美观。

通过对技能训练中对MAG焊横对焊接焊接时焊接工艺参数及焊接操作过程的研究、改进，使得学生在较短的学习时间内掌握了本课题焊接工艺参数的选择、焊缝各层操作手法与技巧，在教学过程中实践推广，获得实训老师、同学的肯定，提高了同学们的操作水平，使本课题考核优良率大大提高。

参考文献

[1]张文钺.焊接冶金学（基本原理）[M].机械工业出版社，2004，2.

[2]沈惠塘.焊接技术及高招[M].机械工业出版社，2002.

[3]方洪渊.焊接结构学[M].机械工业出版社，2008，5.

[4]宋天虎.焊接手册[M].机械工业出版社，2001.

作者简介：王芝玲（1975，4-），女，江苏省徐州市人，高级讲师，工学硕士，金属材料及焊接教育教学研究。