手工电弧焊单面焊双面成型焊接工艺研究

【摘要】单面焊双面成型是指焊工正对焊缝坡口的正面进行施焊，焊缝焊接成型后，保证焊缝正反两面都能得到既定的焊缝形状，单面焊双面成型焊缝是一种焊接操作方法，对焊工的专业操作技能要求比较高，这种焊接工艺的主要焊接方法有断弧焊法和连弧焊法两种。

【关键词】焊条;焊接;焊接参数、单面焊双面成型

一、单面焊双面成型的焊接要点

（一）对焊接设备的技术参数要求

焊接设备其功能必须具备单面焊双面成形的要求，有适当的焊接电流调节范围，电弧的稳定性好;同时也有推力电流调节，可根据不同焊接位置對电弧的推力进行调整实现电弧推力大小运用自如;还应有引弧电流调节装置，对不同焊条药皮种类可以有效地引燃电弧，实现顺利施焊的目的。

（二）准确的调节电流和运用

施焊时准确的调节电流，焊接位置包括平、横、立、仰位置焊接，对于获得良好的焊接内在质量和美观的焊缝成形是至关重要的。要根据母材材质、厚度、位置和焊接环境的不同，选用不同的焊接电流，引弧电流和推力电流，调电流要做到一听、二看、三比较，即听电弧穿透焊缝时的声音，看电弧燃烧状况，比较熔池形状及焊缝成形形状。

（三）单面焊双面成形引弧要领

实施单面焊双面成形的引弧尤为重要，如果引弧的方法不到位，容易出现“粘条”和“拉熄”现象，因此应在焊缝中要做到一“引”便“着”;一“落”便“准”。要想做到此做法，平时多加训练，酸性焊条采用触及法和划擦法均可，碱性焊条必须采用划擦法引弧。因而焊接前要对焊接设备的引弧电流调节适中到位，酸性焊条较碱性焊条引弧电流偏小一些，这样可以顺利实现引弧。其技巧特点是：引弧时焊工要蹲稳，手臂要用力持钳，手腕微微用力做点划动作。练习时，从划擦法开始，逐渐缩短划擦距离及焊条头与工作面的距离。轻落轻起，克服惯性，快慢适中，达到娴熟的引弧，是实施单面焊双面成形的基础前提保障，确保高质量焊缝的前提。

（四）对焊接熔池内的熔渣和铁水的辨识

在施焊过程中在电弧的作用下焊材与母材同时进行熔化，能够辨别清楚熔渣和铁液，是满足单面焊双面成形操作技能的一个基本要求。熔池铁水在前，熔渣在后，电弧下的铁液温度高，可看到液体且发亮并处于下层。而熔渣的温度低，偏暗，在铁水上浮动。若焊接中分不清熔渣和铁水，就无法看清焊缝边缘及熔合情况，焊接盲目性很大，致使焊缝无法达到单面焊双面成形的效果。

（五）施焊时运条方式得当

焊缝质量好坏和外形的优劣主要由运条方法来决定，作为单面焊双面成形焊工应掌握多种运条方法，分别是：锯齿形、半月牙形、往复运条和环形运条等，运条是焊工焊接技能中必须具备的基本功之一，懂得各种运条方法的特点与区别，可根据焊缝的位置与形状确定运条方式，表面成形与内部质量达到理想状态。

（六）焊接接头时更换焊条速度要快

施焊时在焊接接头处更换焊条速度要快与准，因为更换速度直接影响焊接接头和焊缝的质量。快，即在前道焊缝收尾处尚处于红热状态，立即引弧，这样起弧后焊缝金属易于熔合，能有效地避免焊接熔池温度低气孔和夹渣等缺陷。准，即熔合接头恰到好处，掌握运弧的位置与重叠量不然接头就会偏高或偏低，影响成形美观。

（七）焊接熔池重力的处理

要克服重力对焊缝成形的不利影响。焊接时，熔融的铁水和熔渣始终受重力作用，且这个作用总是垂直向下的，但不一定都是通过焊缝中心的。为此，焊工要通过采用调整焊条的角度，改变熔池的形状及电弧在熔池上部压低和稍作停留等方法来克服重力的不利影响。

（八）处理好“三度”的关系

焊接时焊工的三度是指：焊条角度、熔池温度与焊接速度三者的关系，无论何种位置的环缝，焊条燃烧时必须学会辨识焊接熔池温度，根据温度的高低调整焊接速度，若环形全位置环缝根据焊缝焊接位置的变化合理调整焊条角度，才能实现焊缝的成形与焊接质量的优良性。

二、断弧焊法的技巧要点

（一）断弧焊的操作方法

一点法，建立与第一个熔池的方法相同。施焊时应使电弧同时熔化焊件坡口两侧钝边，听到“噗”声后，果断灭弧。为防止一点击穿焊接过程中产生缩孔，应使灭弧频率保持在50～60次/min。

两点法，现简述如下先在焊件端前方约10mm处的坡口面上引弧，然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动，对焊件进行1～2s的预热。当坡口根部产生“汗珠”时，立即将电弧压低约1～1.5s后，可听到电弧穿透坡口而发出的“噗”声，看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面的金属开始熔化，并形成第一个熔池。当金属尚未完全凝固，熔化中心还处于半熔化状态，重新引燃电弧，并在该熔池前方接近钝边的坡口面上，以一定的焊条倾角击穿焊件根部，击穿时先以短弧对焊件根部加热1～1.5s，然后再迅速将焊条朝焊接方向挑划。当听到焊件被焊条击穿的“噗”声时，应快速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔，使其与熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池，此时要迅速抬起灭弧，动作如稍有迟缓，可能会造成根部烧穿。约1s后，当上述熔池还未完全凝固，尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光电时，快速引燃电弧并在第一个熔池前方进行击穿焊。然后继续按上述方法施焊，便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝。

三、连弧焊法的技巧关键

连弧焊法是在焊接过程中电弧连续燃烧，不熄灭，采取较小的坡口钝边间隙，较大的钝边厚度，选用偏小的焊接电流，始终保持短弧连续施焊的一种单面焊双面成型技术。

连弧焊法基本操作要点如下：

（一）引弧后先将电弧压缩到最低程度，并在施焊处以小齿距的锯齿形运条组作横向摆动，对焊件进行加热。当坡口根部产生“出汗”现象时，尽力将焊条往根部送下做一个击穿动作，待听到“噗”的一声形成熔孔后，迅速将电弧移到任一坡口面，随后在坡口间以一定的焊条倾角做微小摆动，时间约为1.5s，使电弧将坡口根部两侧各熔化1.5mm左右，然后将 焊条提起1～2mm，以小齿距的锯齿形运条作横向摆动，使电弧边熔化熔孔前沿，边向前施焊。施焊时一定要将焊条中心对准熔池的前沿与母材交界处，使每个新熔池与前一个熔池相重叠。

（二）收弧时，缓慢地把焊条向熔池后方的左侧或右侧带一下，随后将焊条提起收弧。接头时，先在距弧坑10mm处引弧，以正常运条速度运至弧坑的1/2处，将焊条下压，待听到“噗”的一声后，就做1～2s的微小摆动，使其在熔化前沿的同时向前运条施焊。

连续焊法的施焊过程中，由于采用了较小的根部间隙与焊接参数，并在短弧条件下有规则地进行焊条摆动，因而可造成熔滴向熔池均匀过渡的良好条件，使焊道始终处于缓慢加热和冷却的状态，这样不但能获得温度均匀分布的焊缝和热影响区，而且还能得到成形整齐、表面细密的背面焊道，因此连弧焊法是一种能保证焊缝具有良好力学性能和内在质量的单面焊双面成型操作技术。

（三）选用合理的焊接参数

连弧焊法的施焊过程中，根据焊接位置的不同合理选用焊接参数，根据厚度和坡口形式确定焊缝定位间隙，结尾处较起始处宽20%，钝边也是如此收尾处较起始处厚20%，焊接温度升高因素所致;焊接速度根据熔池融化状态，慢慢地加快，不然容易下坠，影响成形质量与美观。

四、结束语

单面焊双面成型焊接技术是焊条电弧难度较大的一种操作技能，熟练掌握操作要领和技巧才能保证焊出内外质量合格的焊缝与试件。对于实施单面焊双面成形的焊工，施焊承重或管道压力容器，必须的进行特种设备作业人员专业的技能培训和考试，才允许进行相应的焊接项目。

作者简介：王元平（1971─），焊工高级技师。国家能源准能集团焊工技能大师，主要从事焊工技术及焊接工艺和焊接质量方面的研究。