焊条电弧焊仰板焊接缺陷成因分析和应对措施

申红岗

摘 要：仰焊是焊条电弧焊中的一种操作难度较大的焊接位置，易产生各种焊接缺陷.通过对缺陷产生的原因分析，改进焊接工艺和操作方法，从而获得良好的焊缝成型和焊接质量。

关键词：焊接；焊接方法；仰焊；焊接缺陷

1、研究背景，问题的提出

低合金钢板对接仰焊难度大。一是，操作中使用直流反接易在打底层背面产生凹陷。其次，在一、二次填充后，焊道易呈现凸型，导致夹角处形成夹渣，不利于盖面的进行。最后，盖面层易出现气孔、咬边或余高过高的情况。寻求克服以上缺陷的方法就显得尤为重要。

2、针对问题分析原因并提出解决方案

（1）打底层采用直流反接法仰焊时。熔滴主要依靠电弧的吹力、熔化金属的表面张力作用克服熔池金属自身重力过渡于熔池，从而避免产生下坠。但由于直流反接法热量集中在焊条上，焊条熔化过快，而焊件受热不足，加之焊接操作手法不当、不能正确掌握运条方法、不能灵活调整焊条角度、弧长控制不稳定、电流值大小不适宜等原因，导致焊条上顶不够，电弧不能保证大部分在焊件背面燃烧，造成仰焊背面凹陷。为此，仰焊时可以采用直流正接。（采用直流正接时，电弧中的热量大部分集中在焊件上，有利于加快焊件熔化，电弧推力较大，能够保证破口击穿）。

（2）一次填充时，由于打底焊接较大的难度导致打底焊接容易出现夹渣等焊接缺陷，同时由于焊缝夹角处焊渣比较隐蔽很难完全清除，导致在一次填充过程中容易出现排不尽渣的问题出现。为此，在一次填充过程中应采用大電流快速度的焊接方法，在两侧稍稍停顿，保证排渣彻底。采用短弧操作，减少过多热量输入，避免焊件烧穿。

（3）二次填充过程中，由于电流大小不合理、不能采用短弧操作、电弧在焊道两侧和中间的停弧时间分配不合理、焊条角度不正确等原因使熔池温度过高造成熔池形状不规则，产生凸形焊道。凸形焊道的产生不利于盖面，并易在夹角处形成夹渣。因此，焊工应根据自己的手法调整在自己控制范围内的合适的焊接电流，采用短弧焊接，降低焊接电压，减少焊接能量输入从而控制熔池温度和成形。运条至两侧时，焊条应转换一定角度指向夹角处，并使电弧停留片刻，保证铁水过渡充足，从而利于排渣和形成凹形焊道。

（4）盖面过程中，由于填充层高度不够或过高、成型不好（凸型焊道）、焊接手法不正确、没有采用短弧焊接导致盖面层的焊接出现气孔、咬边或余高过高的情况。为此，应努力提高填充质量，为盖面层的焊接做好准备；采用短弧焊接充分发挥焊条药皮熔化产生的气体和熔渣对熔池的保护作用，避免气孔产生。利用短弧焊接时电弧和铁水过渡稳定，铁水飞溅小的特点保证焊接质量和良好的焊缝成型，避免咬边产生。

3、研究过程一，打底层的焊接操作：

为便于操作，达到较好的成形目的，打底层宜采用灭弧焊焊接方法。

（1）焊接时，首先在距定位焊缝10—15mm处的坡口一侧引弧，焊接角度为90°-100°。然后缓慢将电弧拉回至定位焊缝上，将电弧拉至坡口根部加热，稍作停顿待形成熔池后迅速压低电弧将焊条上顶，借助电弧吹力作用将熔滴送到焊缝根部，焊条头与焊件背面处于同一水平面。至少使电弧的1/2在坡口背面燃烧，当听到“噗”的声音说明电弧已击穿试件背面，观察已形成熔孔，熔孔大小约为焊条直径的1.5倍，同时将焊条稍稍转动，以便充分发挥电弧的吹力，克服电弧偏吹现象，使熔孔更加均匀对称，保证接头熔合良好。待熔孔正常后，迅速将焊条向前方斜下快速运动，达到灭弧的目的。

（2）熄弧后熔池温度逐渐降低，当熔池当熔池颜色由明亮稍微变为暗红色，由1.5倍缩小至1倍焊条直径大小的圆时，立即将焊条落在缩小的熔池前沿，即在原熔池的1/2边缘处用接触法引弧，电弧引燃后，听到电弧击穿声时，控制焊条不要摆动，轻轻向上顶送焊条，使电弧燃烧0.8s左右。并保持弧柱长度1/2穿过熔孔。然后迅速将焊条拉回侧后方熄弧。重复以上动作，有节奏的向前进行灭弧焊接。

4、研究过程二，填充层和盖面层的焊接操作：

为提高施焊效率，填充和盖面时，可采用直径为4.0mm的焊条焊接。焊前要认真清理焊道，防止焊接夹渣。接头处焊道凸起部分或焊瘤应錾削平，采用锯齿形运条法焊接填充层。焊接时应注意以下几点：

（1）焊接第一道填充层时，填充电流可以适当增大，有利于消除焊趾处难以清除的熔渣。采用运条采用矩齿形或反月牙形运条方式做小幅摆动，摆动时在焊道两侧与坡口面的夹角处要有足够的停留时间，以保证两侧融合良好，焊道平整。为随后的第二道填充焊道施焊创造良好的条件。

（2）焊接第二道填充时，由于焊缝宽度增大，焊条摆动的幅度也随之加大，注意不要将电弧摆出坡口外，造成坡口损伤，以保证盖面焊缝宽度一致，平直美观。更要控制好熔池形状，保证焊缝平整，使其高度距试件母材表面1mm左右 。尽量延长电弧在两边的停留时间使填充焊道中心稍凹，为盖面层施焊打好基础。接头时，在弧坑前方10-15mm处引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度运条，待形成熔池，两边充分熔合后，正常焊接。

（3）盖面层焊道应力求成型美观。焊接时用短弧操作，弧长最好控制在3mm以下，以防止产生气孔。盖面层焊道采用锯齿形或反月牙形运条法施焊，注意坡口两侧的熔合情况，运条至坡口两侧时焊条可作适当偏转、停留，灵活调整电弧与坡口间的角度，以防止产生咬边、未熔合等缺陷，严格控制焊缝工艺要求尺寸，确保焊缝与母材边缘过渡圆滑，成型美观。

5、研究结论与收获

按以上操作方法施焊，焊接效果较好。采用直流正极性进行仰面打底层的焊接，达到了两侧钝边熔化较均匀，焊缝背面无凹陷，正面焊道无焊瘤的理想效果。避免了一次填充过程中，焊缝和母材的夹角处的夹渣缺陷。克服了二次填充焊道呈现凸型，在夹角处形成夹渣的困难。并且消除了盖面层的焊接出现气孔、咬边和余高过高的情况。整体焊缝成形良好，内部质量优良。

参考文献：

[1]《焊工技能训练》中国劳动社会保障出版社

[2]《焊工工艺与技能》中国劳动社会保障出版社

[3]《焊工-技师、高级技师》机械工业出版社endprint