浅谈板对接立焊单面焊双面成形技术

赵功相

摘要：本文主要论述手工电弧焊的立焊位置单面焊接双面成形的技术。单面焊双面成形焊接技术，是指在焊件坡口正面的一侧进行焊接，并且在坡口背面不采取任何辅助措施，而焊后在焊缝正、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。这种技术在钢结构重要接头焊接、压力容器及金属管道的焊接及维修施工中经常使用。板对接立焊在所有焊接位置中操作难度也较大，焊道不易成形。本文将从焊接施工要点中的焊前准备、焊接操作、质量检查三个方面对手工电弧焊立焊位单面焊接双面成形工艺展开探讨，目的是优化焊接工艺、合理选配参数、提高焊接质量。

关键词：手工电弧焊;单面焊双面成形;立焊位;工艺参数;质量控制

一、焊前准备

1.试件材料：Q235低碳钢板

2.试件规格：300mm×150mm×10mm   2块

3.焊接材料：E5015，Φ3.2mm

4.焊接设备：ZX7～400逆变式直流弧焊机

5.焊接电源：直流反接

6.打磨：采用角向磨光机，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。钝边量为1～1.5mm。

7.试件组对：试件装配间隙为始端为3.2mm，终端为4mm。

8.反变形为3～4度。

9.错边量为1mm以内。

10.定位焊在焊缝两端，长度为10～15mm。

试板及坡口尺寸如图所示

二、操作要点及注意事项

通过多年教学和深入企业参与实习工作实践，摸索出关于单面焊双面成形焊缝焊接的一些操作经验， 并总结出共同的焊接规律：

1.观熔池、听弧音、熔池形状记在心;

2.熔池温度控制好，焊条角度很重要;

3.焊缝表面成形好，运条手法保正确;

4.焊缝质量要提高，焊接规范必做到。

（1）打底层采用断弧焊法

①引弧与焊接：焊接时焊条角度，焊条与焊缝两侧试板成90°，与焊缝下倾角为60°～80°。用Ф3.2 ㎜焊条在始焊点的定位焊处引弧，长弧预热快速摆动电弧到定位焊上端时应稍作停顿进行预热后压低电弧焊接，此时电弧把坡口根部熔透形成椭圆形熔池，这是整条焊缝形成的第一个熔池，熔池的上方熔透坡口边缘形成熔孔，熔孔的大小为0.5～1mm，控制熔孔的大小是焊缝背面成形的关键。同时听见电弧穿过间隙发出清脆的“噗噗”声，表示根部已熔透，这时应立即向上抖动手腕熄弧，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。灭弧后看到原来白亮的金属熔池冷却到暗红色时，开始起弧依次重复以上焊接动作，并保证后一个形成的金属熔池压上前一个金属熔池的1/2，从而完成打底层焊接。打底层焊缝背面厚度（余高）应控制在0～2mm。

打底焊应注意的问题：

焊接过程中，要分清铁水和熔渣，避免产生夹渣。在立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。另外，当熔孔直径过小或没有熔孔时，就有可能产生未焊透现象。

操作打底焊时要理解和掌握以下几个字的意义：“穩”——电弧要稳;“快”——熄弧要快; “准”——引弧位置要准; “穿”——耳朵听到“噗噗”声，弧柱透过背面1/3。

（2）填充层采用连弧焊接方法

在距焊缝始焊端上方约15～20mm处引弧后，将电弧迅速下移至始焊端焊接。焊条与焊缝的下倾角为60°～80°，与焊缝左右两边夹角为90°。采用横向锯齿形或反月牙形运条方法，焊条摆动到两侧坡口边缘时，要稍作停顿，以利于熔合和排渣，防止焊缝两边未熔合或夹渣。填充焊层高度应低于母材表面1.5～2mm，并应形成平状或轻微凹形，不得熔化坡口棱边，棱边线是盖面层焊道宽度的参照物，以利于盖面层保持平直。对每层焊道熔渣要彻底清理干净，特别是边缘的熔渣。

填充层应注意问题：

①电弧在坡口两侧稍作停留，中间过度要快。

②电弧不能熔化两侧棱边，最后一层填充焊缝高度低于母材坡口表面1.5mm～2mm。

（3）盖面层采用连弧焊接方法

在距焊缝始焊端上方约15～20mm处引弧后，将电弧迅速下移至始焊端焊接。焊条与焊缝的下倾角为60°～80°，与焊缝左右两边夹角为90°。采用横向锯齿形或反月牙形运条方法，焊条左右摆动时，在坡口边缘稍作停顿，熔化坡口棱边线0.5～1.5mm左右。当焊条从一侧摆到另一侧时，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2/3～3/4。换焊条后再焊接时，引弧位置应在弧坑上方约15mm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，焊条电弧稍微多停留一会，焊缝边缘和母材表面要保证圆滑过渡。

盖面层应注意问题：

①电弧在坡口两侧稍作停留，横向摆动幅度较大，注意棱边的融合，熔化棱边0.5～1.5mm。

②接头时，在弧坑上15mm处引弧，然后退至弧坑的2/3处，填满弧坑后正常焊接。

三、质量检验

在焊接之前和焊接过程中，应对影响焊接质量的因素进行认真检查，以防止和减少焊接缺陷的产生;焊后应根据产品的技术要求，对焊接接头的缺陷情况和性能进行成品检验，以确保使用安全。

教学中对于焊后成品检验常以外观检验为主，用肉眼或借助样板、低倍放大镜等检查焊缝成形、焊缝外形尺寸是否符合要求，焊缝表面是否存在缺陷。一般侧重测量焊缝的两侧增宽量均小于2mm，背面余高0mm～2mm，正面焊缝余高0mm～2mm，没有发现咬边、气孔、夹渣、未熔合、焊瘤等缺陷。

四、结语：

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。而熟练掌握单面焊双面成形焊接技术，且做到焊缝正、反面均要整齐而无缺陷的焊道仍有一定难度，因此，需要在实践中不断探索、总结经验、循序渐进。