单面焊双面成形

2024-07-26

单面焊双面成形(精选9篇)

单面焊双面成形 篇1

1 焊前的准备

钢板Q235两块;厚度12mm;坡口60°;钝边0.5;间隙2.5~3.0;反变形4°;焊条J422;Φ3.2;反接;电流100~120A;层间温度低于100度。

2 焊前清理

为了防止焊接过程中出现气孔,必须重视对焊件的清理工作,焊前清理坡口面及近破口上、下两侧则20mm范围内的油、氧化物、铁锈等污物,打磨干净至露出金属光泽为宜。

3 焊件装配

(1)装配间隙始端为3.5mm,终端为4.0mm。

(2)错边两边≤0.5mm。

(3)定位焊缝长度应小于10mm,且在背面点固完毕后在正面应加强点固终端,为防止焊接过程中变形,点固时应先点始焊端,再点终端。

(4)预置反变形。

4 定位焊

定位焊在焊接过程中是很重要的,并且一定要牢固,始端可以少焊些,终端应该多焊些(反转焊件在终端再次加固)以免在焊接过程中收缩,造成未焊端坡口间隙变窄而影响焊接质量,定位焊必须要牢固,焊点长度为10mm。

5 焊接的操作方法

5.1 打底层的焊接

在定位点上引弧,引燃后电弧向左外露于焊件外,一部分熔渣向外流时压低电弧向前倾斜焊条向前运动,此时焊条大幅度向前倾,与焊接方向夹角可能只有20°,以防止电弧偏吹而产生夹渣,至间隙处时向里顶,大部分电弧穿过间隙,稍停后轻上下摆动电弧,使熔池与上下坡口熔合后向后灭弧,同时有一个向后拔渣的动作,防止熔渣过多聚集在熔孔处。

打底层焊接的接头方法分为两种:一种是热接法;另一种是冷接法。

5.2 填充层的焊接

电流120A,电弧运动方法斜圆圈。在坡口内引弧,将电弧拉到起焊处下坡口熔合线处并使一部分电弧外露于焊件,待熔渣向外流时向焊接方向倾斜焊条并向前运动,在此处并没有预热,只是有一个停留,也起到预热的作用。如果拉长电弧进行预热,由于焊件两端磁场的作用会导致电弧严重偏吹,不仅起不到预热的作用反而会影响正常焊接。焊条大幅度向前倾约3~5mm,然后压低电弧向上向右运动到起焊处上方熔合线处并稍作停留,待上方充分熔合并填满后再压低电弧以45°向下运动(向下运动时不可过快),至下熔合线后焊条再沿下熔合线向前运动几毫米,不停留,然后快速向上运动,随焊接的进行,电弧偏吹程度减小,焊条向前倾斜的程度也渐减小。当焊接至最后方时电弧会向左侧偏吹,同样焊条应向左倾。

一是焊条角度的变化较多,焊条角度要随熔渣的流动而改变熔渣紧跟电弧,熔渣向哪个方向流焊条向哪个方向倾。事实上熟练后在熔渣要向前或向后流之前改变焊条角度,因为熔渣要流动前体积以及形状会发生变化。在要流还没流动前提前倾斜焊条,这样焊条的角度一直在小幅度变化,而熔渣不能有明显的变化,从而获得整齐均匀的焊道。焊条角变化是横焊练习的难点之一,对于学员来说也是较难掌握的一个技巧。二是电弧的位置,焊条运动至下坡口时,约1/3电弧位于下坡口上2/3焊条位于前一焊层上,这样能使电弧充分熔化下熔合线,这是所有焊接位置当中最为关键的一个问题。三是电弧长度的,都说压低电弧,但多低是关键,在下坡口处以焊条下方药皮轻碰下坡口为益,电弧运动运载让方时向上坡口吹的电弧并不是很低(这只是看到的上方的电弧长度,还有下方的电弧长度看不到),否则成型不良。

第一层常见问题:一是上侧较低,有夹角。原因是电弧在上侧停留时间短或电弧未运动至最上方或电弧长度不合适。二是下侧有未熔合现象。原因是电弧运动方法错误。电弧向上运动要快,运动至下方时电弧有一个向前拖动的动作,这是运动至关重要,目的是防止熔渣向前淌,否则会阻碍电弧对坡口的熔化。三是焊道中间成型不良。主要原因是焊条角的变化问题。要通过焊条角度的变化来控制熔渣流动不变使熔渣一直紧跟电弧。否则熔渣向后流离电弧过远时则中间高,向前流超前于电弧时焊道会变低甚至会夹渣,圆圈法的电弧运动参照《电弧运动方法及其特点》。

5.3 填充层的第二层焊接

填充层第一层完后焊道宽度较宽,如果再采用圆圈法或斜锯齿法会由于熔池体积过大而不易控制。所以这一层应采用多道焊。由于并不是很宽所以采用一层两道的方法。

下侧一道的焊接:焊条与下方焊件约85°,与前方夹角视电弧偏吹及熔渣流动而定。在坡口内起焊,引弧位置要距离开起焊处一定距离,引燃电弧后拉至起焊处,一部分电弧稍外露于焊件,待熔渣稍外流时压低电弧倾斜焊条直线法向前运动,要保证一少部分电弧熔化下熔合线及下坡口,大部分电弧位于前一层焊道上。

最下方一道有两个要点。一是形状要成为一个台阶或近似台阶状,这样能很好地托住上方焊道,也会使这一层能平整;二是给最上方要焊的一道预留好合适的位置,上方根部的宽度大约相当于焊条的直径,这样电弧能很方便地将根部熔化。如果过窄则电弧难以伸入至焊道的根部,易产生未熔。过宽时用斜圆圈或斜锯齿会导致熔池体积增大,成型不易控制。

5.4 盖面层的焊接

最下方一道焊接时焊条稍向下倾,低电弧直线法,焊条与焊接方向的夹角要随熔渣的流动而改变。始终使熔渣紧跟电弧,熔渣不可下淌,以获得与下坡口过渡圆滑的焊道。中间的每一道与前一道的边沿重叠。最上方一道的预留位置不要大,要稍小一些,这样最上方一道可以压低电弧快焊,熔池体积小,成型易控制,不咬边。由于焊接速度快热量输入少又能起到回火焊道的作用。

总之在实践中大多焊工在横焊的多道焊时采用带渣焊,这有个好处:快且平滑,不咬边。但有个前提:大电流热焊。这样会使焊道长时间处于高温状态,导致晶粒粗大,机械性能降低,所以采用清渣焊为好。

6 结论

横焊的单面焊双面成形是很难掌握的一种焊接方法,虽然在实际生产中没有被广泛运用,但是也不能忽视,它是对一个名优秀焊工具有良好技能的体现,所以我们更要掌握这种焊接方法。要掌握这种方法不仅要具有坚实的基础,而且主要还是在焊接过程中对焊条角度和运条方式的掌握以及对参数的调整等。

摘要:文章介绍了横焊单面焊双面成形的操作方法,其目的是让操作者掌握各种电弧运条的方法,将这些方法直接运用到现场焊接的横焊中去。这些方法适用于多层多道焊,以及合理的层道安排。在此基础上,再讲究操作技巧。

关键词:横焊,运条方法,操作技巧

参考文献

[1]王新民.焊接技能实训[M].北京:机械工业出版社,2004.

[2]王长忠.高级焊工技能训练[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2006.

单面焊双面成形 篇2

关键词:板状试件横焊双面成形

在进行板状试件横焊单面焊双面成形焊接时,既要保证焊接接头的坡口正面焊缝质量,又要保证坡口被面根部焊透、防止烧穿或形成焊瘤。如果根部未完全熔透或坡口被面焊道成型不良,并存在未熔合、夹渣、塌陷、焊瘤等缺陷时,会引起应力集中降低接头强度,加速接头的腐蚀缩短使用寿命,甚至会造成应力脆性破坏,所以板状试件横焊的单面焊双面成形焊缝必须达到规定的质量要求。

焊接时,由于焊缝所处的位置不同,使熔池金属由于自重而有下淌倾向,易使焊缝上边出现咬边,下边出现焊瘤等缺陷。熔池的温度是不易直接判明的,但它和熔池的形狀和大小有关。因此,焊接时只要细心观察并控制熔池的形状与大小就能达到控制熔池温度,确保焊接质量的目的。

焊接也有着共同的规律,保持正确的焊条角度和掌握好运条三个动作,严格地控制熔池的温度,就能得到优良的焊缝质量和美观的焊缝成型。

在实践教学过程中,用这样几句话可以概括这个规律:焊缝质量要提高,焊接规范不可少;熔池形状记在心,观熔池、听弧音;熔池温度控制好,焊条角度很重要;焊缝表面成型好,运条手法保正确。

在教学实践时,可通过试板材质为16MnR,300×100×10为例,探讨这个规律的应用:

一、焊缝质量要提高,焊接规范不可少

(一) 焊条选用

选用焊条牌号符合GB5117—85 E5015(结507)焊条,焊条使用前应进行350~400℃烘干,保温2小时,做到随烘随用,注意焊条不能反复烘烤。

(二)焊接电源的选用

选用弧焊电源ZX7-400,采用直流反接法焊接。

(三) 焊件清理

对试件坡口内外20㎜处,必须彻底清楚油污、铁锈及氧化铁、水分等杂质,使之呈现出金属光泽,以免产生气孔。

(四) 焊件组装

1、用刨床将板材加工成长度300㎜、宽度100㎜试件。在试件端面加工V形,试件坡口角度65°。在用锉刀锉出适当的钝边,钝边厚度为0.5~1.5㎜,如图所示。根部间隙起始端3㎜,终端4㎜。如图所示。

图1试件尺寸 根部间隙2、点焊点在焊缝背面两端约20㎜以内,错边量≤0.3毫米、反变形2~3°的点焊缝长度10~15㎜、厚度3~4㎜的固定焊缝,如图所示。

图2固定焊缝、反变形3、焊接工艺参数的确定

按层次规范焊接工艺参数

层次1焊条型号1焊条规格

㎜1焊接电流

A1电弧电压

U1焊接速度

㎜/min11E50151Φ3.21100~110120~22145~552~31E50151Φ3.21120~140120~22155~6541E50151Φ3.21110~120120~22155~65二、熔池形状记在心,观熔池、听弧音

将待焊的焊件间隙3㎜的一端放在左侧垂直放置固定在工作架上。从此端起焊,打底焊焊条与焊缝角度大约70~80°,与焊件下表面80~90°,采用两点击穿焊法,在坡口内引燃电弧,迅速将电弧拉至焊缝中心部位加热坡口,顺点焊点连弧直线运条至定位焊交界处,压低电弧,进行预热熔化,听到背面电弧穿透“噗噗”弧音后,看到形成斜椭圆形熔孔,形成熔池座,果断向熔池的下方断弧。待从护目玻璃中看到熔池逐渐变成一个小亮点时,然后上下灭弧击穿,电弧始终都从上坡口上侧引燃,移动到下坡口下侧,然后化情况,每次灭弧击穿压着熔池三分之二向前移动,上下根部都不能停留时间过长,如过长上边透度背面容易咬边,下边透度背面容易下坠。一般每侧根部停留1~2秒,保持被熔化的缺口均匀,缺口应0.5~1.0㎜左右。如图所示

图3熔化的缺口背面焊缝这样才可以保证根部熔透均匀,背面焊道饱满,打底要求运条动作迅速准确,每当更换焊条收弧前,必须向熔池反复补送两三滴铁水填满熔池、弧坑,然后将电弧拉到熔池后的下方果断灭弧。使熔池缓慢降温,以防缩孔产生,注意观察熔池收缩情况。

打底换焊条接头,从以形成焊缝10㎜处坡口内引燃电弧,用长弧预热,连弧焊至接头熔孔交界处,往后压一下电弧,将焊条伸入焊缝中心,听到“噗噗”声后稍作停顿2~3秒,形成新的熔孔后,证

明接头已完成,立即灭弧。随时注意调整焊条角度,焊条始终对准焊缝中心,每次电弧重新引燃后,都要保证焊条往背面顶的动作,这样才能保证背面焊缝的余高。运条过程中可适当作一些横向小摆动,保证熔池前熔孔大小一致,这样也使背面宽度一致,才能使板的背面有较好的成形。这样继续正常运条完成打底焊接。

三、熔池温度控制好,焊条角度很重要

填充层均采用连弧法焊接,每层都用多道焊,第二层填充层焊条连弧堆焊2道而成,焊条角度如图4所示。

图4焊条角度第三层填充层焊条连弧堆焊3道而成。焊道要平直,焊缝光滑,互相搭接为1/3~1/2。焊接时由坡口下方开始焊,逐道往上排。下破口焊条与焊缝角度大约70~80°,与焊件下表面100~110°,应压住电弧为好,焊道要平直,焊缝光滑,不能产生夹角,并熔合良好。上坡口焊条与焊缝角度大约70~80°,与焊件下表面70~80°,运条要匀,不能太快,观察上坡口溶化情况,待熔池清晰,无熔渣覆盖在溶池上面时,稍作停顿,熔合好上坡口,焊条才能向前移动。尤其是注意上部,不要留出一道很深的夹沟,焊接电弧指向上侧坡口,以免产生夹渣。第三层焊缝平整,比母材低0.5~1㎜,以它为盖面的基准线,在很大程度上决定于盖面层焊缝的平整。因此不要破坏下坡口边缘,填充层必须注意上、下坡口边缘平直、无烧损,以利盖面层的焊接。

四、焊缝表面成型好,运条手法保正确

盖面层同样采用多道焊,由五道连续采用直线不摆动堆焊完成,焊条角度如图5所示。

图5由下往上排列,注意焊缝应焊得薄一些,边施焊边计算焊缝的高和宽。施焊时第一道焊缝的成型最关键,焊接速度稍快,以下侧坡口边缘为基准,将下侧坡口熔化,熔化坡口边缘母材1~2㎜。使焊缝压住下边坡口边能圆滑过度,要求表面焊缝中间部略高一点。第二道压住第一道的1/3,第三道压住第二道的2/3,第四道压住第三道的1/2,第五道焊接时更关键,在起焊端以右15㎜左右,用划擦法由左至右引燃电弧,引燃电弧后移动到起头处开始焊接。注意变化焊条角度,采用小的工艺参数,提高焊接的速度,覆盖上边缘1~2㎜,压住第四道的1/3,保证焊缝边缘熔合良好。注意防止上侧咬边。发现咬边焊条稍微回焊一下,或多停留一下以弥补缺陷,表面过度才能圆滑从而形成圆滑过渡的表面焊缝。

实践教学证明,选择合适的焊接规范、合适的焊条角度和选择正确的焊接工艺参数、掌握好运条手法、严格地控制熔池的温度,就能得到成型美观、质量优良的焊缝。

参考文献:

[1]《埋弧焊焊接参数对单面焊双面成形质量的影响》,作者周桂芬发表于《焊接技术》2007年04期.

[2]《纯铝中厚板双丝单面焊双面成形工艺》,作者王金雪、顾民乐、徐越兰发表于《焊接》2006年04期.

[3]《20碳钢A-TIG焊剂研制及单面焊双面成形工艺试验》,作者吴强、王利辉、王玉良发表于《广船科技》2002年03期.

[4]《单面焊双面成形技术》,作者孙景荣发表于《电焊机》2002年12期.

单面焊双面成形 篇3

关键词:单面焊双面成,打底焊,弧焊,点法,操作

单面焊双面成形是指焊工以特殊的操作方法, 在坡口背面不采取任何辅助装置的条件下进行焊接, 并使背面焊缝有良好的成形。单面焊双面成形技术是焊条电弧焊中难度较大的一种操作技能。打底焊通常指单面焊双面成型焊缝中第一层焊道, 打底焊的主要目的是保证单面焊过程中的反面成型, 打底层焊接分为间断焊和连续焊两种方法。本文主要探讨是在工艺参数已经确定了的情况下, 采用间断灭弧焊法焊接平位板试件时操作对工件单面焊双面成型的影响。

1. 灭弧焊操作

灭弧焊是通过控制电弧燃弧和灭弧的时间、运条的动作来控制熔池形状、熔池温度以及熔池中液态金属厚度的一种单面焊双面成形操作技术。灭弧焊具有容易控制熔池状态、对焊件的装配质量及焊接工艺参数的要求较低及适应性较强等特点。但如果操作技术掌握不当, 很容易在焊缝中产生气孔、夹渣等内在缺陷和外表产生外凸、内凹、冷缩孔、咬边和焊瘤等缺陷。

灭弧焊的操作手法有一点法、两点法和三点法三种, 见图l~3。一点法适用于薄板, 小直径管 (¢≤60m) 及小间隙 (1.5~2.5mm) 条件下的焊接;两点法和三点法适用于中、厚板、大直径管等在大间隙条件下的焊接。目前生产中采用较多的为两点法和一点法。

1.1 两点法的基本操作要领:

先在焊件始焊端前方约10~15mm处的坡口面上引燃电弧, 然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动, 对焊件进行1~2s预热。当坡口根部产生“汗珠”时, 立即将电弧压低, 经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坡口两侧金属开始熔化, 并形成第一个熔池时立即快速灭弧 (由于此处所形成的熔池是整条焊道的起点, 所以常称之为熔池座) 。当第一个熔池金属尚未完全凝固、熔池中心还处于半熔化状态, 在护目镜下呈黄亮颜色时, 可重新引燃电弧, 并在该熔池左前方 (接近钝边) 的坡口面上, 以一定的焊条倾角击穿焊件根部。击穿时先以短孤对焊件根部加热1~1.5s, 然后再迅速将焊条逆焊接方向移动, 当听到焊件被击穿的“噗”声时 (说明已形成第一个熔孔) , 应快速使一定长的弧柱带着熔滴透过熔孔, 见图2, 使其与背、正面的熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池, 此时要迅速拾起焊条灭弧, 动作如稍有迟缓, 可能会造成烧穿缺陷。

经1s后, 即当上述熔池尚未完全凝固, 尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光点时, 应快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊。然后, 继续依上述方法施焊, 便可完成两点法单面焊双面成形第一层焊缝的焊接。

1.2 一点法的基本操作要领:

一点法建立第一个熔池的方法与两点法相同。操作时应使电弧同时熔化两侧钝边;听到“噗”声后, 果断灭弧。为防止一点击穿焊法焊接过程中产生缩孔, 应使灭弧频率保持在每分钟30~40次, 焊条倾角与熔孔向坡口根部熔入深度均与两点法相同。

1.3 收弧与更换焊条时的接头:

为防止因收弧不当而产生冷缩孔, 收弧前应在熔池边缘迅速地连续熄弧、再引弧, 使焊条滴下2~3滴铁水, 以达到填满熔池并使熔池缓慢冷却的目的。然后再将电弧压低并移至某一坡口面, 再迅速灭狐。换焊条时动作要快, 更换焊条后, 先在距焊道接头端10~15mm处的任一侧坡口面上引弧, 在将电弧回拉的过程中, 使电弧从坡口两侧绕至接头端加热, 将电弧送入根部, 使其形成更换焊条后的第一个熔池, 而后便转入正常操作。为了防止背面焊道脱节, 更换焊条后的接头也可从距接头端部10~15mm处的焊道上引弧, 然后将电弧拉至接头端前沿稍作左右摇动, 当接头端部及坡口根部熔化后, 将电弧向下压一下, 再转为正常焊接。不过这种操作手法如掌握不好, 易造成正面焊道超高。

技术熟练的焊工可采用预做熔孔的方法。收弧前, 先将熔池前方预做一个熔孔, 见到熔孔后, 必须将电弧回焊10mm左右再熄弧, 见图3。迅速更换焊条后, 在距接头端部20mm处引孤, 将焊条运至距接头端部10mm处再压低电弧并快速运到接头端部, 将焊条沿预先做好的熔孔往下压, 听到“噗”的一声, 停顿1~2s灭弧, 随后以正常方法施焊。此操作方法的特点是可保证焊透, 防止背面焊道脱节, 但如掌握不好, 易产生焊瘤。

当这条至定位焊缝时, 为保证与定位焊缝的良好连接, 必须用电弧熔穿定位焊缝前端的坡口根部, 使其充分熔合。当焊条运至定位焊缝的末端时, 应稍停顿一下, 并使焊条倾角做相应变化, 以保证定位焊缝末端处的坡口根部也能充分熔合。

2. 采用灭弧焊法进行第一层去穿焊时应注意的问题

2.1

要注意灭弧位置和灭孤动作, 不能把灭弧位置选在熔池前方的坡口面上或坡口间隙处, 应将焊条拉向熔池斜后方迅速灭弧, 动作要干净利索, 不能拉长弧。

2.2

操作时必须注意, 当接弧位置选在熔池后端, 接弧后再把电弧拉至熔池前端灭弧, 则易造成焊缝夹渣。

2.3

注意倾听电弧击穿焊件的发出的“噗”声, 没有这个“噗”声, 就不能向前灭弧施焊, 否则就会产生焊不透, 更不能双面成形。

2.4

要使所有熔池的形状和大小尽量保持一致, 以保证打底焊道的宽窄均匀一致。

2.5

注意灭弧与引弧的间隔时间, 在封底焊时, 还易产生缩孔, 解决办法是提高灭弧频率, 由正常30次/min~40次/min, 提高到50次/min左右。

2.6 焊条倾角要适宜, 否则容易在施焊过程中产生缺陷。

焊条倾角主要影响电弧对熔池的压力方向及对背面熔池的保护效果。电弧的总压力P的作用方向是随焊条倾角θ的变化而变化的。焊接实际操作经验证明, 向右施焊时, θ=50~60°是比较合格的。

3. 总结

综上所述, 对于单面焊双面成形的焊接方法来讲, 要想在保证焊接质量的前提条件下, 得到背面均匀美观的焊缝, 要充分发挥施焊者的眼、耳、手的有机配合, 正确掌握断弧焊法的施焊要领, 即:熄弧要果断, 引弧要快, 短弧操作, 控制熔池。只有这样才能完整、正确的掌握单面焊双面成形技术。

焊缝质量直接影响焊接结构的使用性能与安全性, 焊缝的质量直接体现焊工的技术水平, 决定其工作能力, 焊缝外观质量能直接体现焊缝的整体质量。焊工往往对焊缝的外观质量不能引起足够的重视, 从而经常导致焊缝外观不合格而返工, 降低了劳动生产率。打底焊对焊缝质量影响也比较大。对于单面焊双面成形的焊接方法来讲, 在焊接设备已确定的条件下, 人的因素是最重要的, 充分利用只有理论联系实际, 多看一些专业书, 多练习, 经常总结经验教训, 才能提高施焊水平, 正确、快速掌握单面焊双面成形的焊接技术, 从根本上提高焊接质量。

参考文献

[1]梁海军.单面焊成型技术.科技信息, 2007年第5期

单面焊双面成形 篇4

一、焊前准备

1.试件加工

选用两块材质为Q235的钢板,用刨床刨削坡口,试件规格为:长度300mm,宽度为100mm,板厚12mm置备V形坡口,单边坡口角度(30±2.5 )°,坡口面应平直,试件平整无变形。

2.试件清理

用砂轮锉刀、钢刷等工具,清理坡口两面10mm范围内的铁锈、氧化物等污物,直至露出金属光泽。

3.焊接材料及焊接电流

焊条要选用不偏芯的E4303焊条,焊接电源为BX—500型焊接变压器。

4.试板装配及定位焊

(1)断弧焊装配,始焊端间隙控制在3.2~4mm范围内,终焊端为4~5mm,钝边一般为0.5~1.5mm,错边量小于1mm,预留反变形角度为3~5°。

(2)连弧焊始焊端间隙为2mm,终焊端为3mm,定位装配焊时电流应比正式焊接时稍大些,要求选用的焊条与正式焊接的焊条型号相同,定位焊缝长度为10~15mm,焊接要牢固,特别是终焊端,为防止焊接过程中开裂错边或因热收缩造成终焊端坡口间隙变小而影响焊接质量,必须保证定位焊缝的焊点的长度和厚度。

二、焊接的工艺参数

所用焊接工艺参数应在国家推荐标准范围内根据个人习惯自定,如试件装配间隙、钝边、焊接电流等,尤其是焊接电流,不能过大或过小,过大时易产生焊瘤,气孔和咬边等缺陷,过小时易产生夹渣、未焊透及未融合等缺陷。选用焊接变压器对于断弧焊打底焊的电流操作,便于控制熔池温度,有利于焊缝背面成型,有效克服背面焊缝凹陷的问题,其缺点是操作不当时飞溅较大。

三、焊接操作过程

1.第一阶段:打底层的焊接

(1)断弧焊打底操作。首先在试件始焊端定位焊缝处引燃电弧,保持焊条角度,沿焊接方向90~100°。稍作停顿形成熔池后迅速压低电弧做小月牙摆动向前运条,摆动到坡口根部时,焊条向上顶一下,至少使电弧的3/4在坡口背面燃烧,当听到扑声时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,由于此时试件温度较低,容易产生偏吹,造成一侧熔孔打开,而另一侧出现未溶,应迅速将焊条向未熔的一侧或改变焊条的角度,继续熔化。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,熔池的温度逐渐降低,当熔池的颜色发暗红色时,再将焊条打在原熔池的1/2处,上顶电弧,打开熔孔,重复以上动作,有节奏的向前进行断弧焊接。

(2)连弧焊打底操作。在试件的定位焊缝前端引弧,焊条沿焊条方向夹角成90~100°,电弧稍作停顿,预热约1~2s待定位焊缝形成熔池,迅速压低电弧做小锯齿摆动,此时注意运条速度和两边停留时间,焊层要薄,焊接接头处,焊接速度稍微放缓,焊条上顶,同时稍作摆动,此时焊条端部到达坡口底边,几乎整个电弧在板内燃烧,当电弧穿过试件背面,形成熔孔后作横向锯齿形连弧运条,节奏要合适,太快造成未熔,太慢易出现焊瘤,此时近四分之三电弧在焊缝背面燃烧,运条幅度要小,速度要快,电弧要短,两边要有足够的停留时间,以使熔合良好并托起高温中心处熔池金属,同时注意焊条送进深度,控制熔孔大小,焊层要薄,并借电弧吹力向熔池背面送熔滴,接头处用电弧吹成缓坡状以便形成良好的接头。

2.第二阶段:填充层的焊接

焊前要仔细清渣,表面处理干净。如接头处过高,可用角磨机或扁铲清除。焊条角度同打底层一样。第一层填充电流可以适当增加,有利于消除焊趾处难以清理的熔渣,运条采用锯齿或反月牙形运条方法,控制好焊条角度,短弧焊接,在焊缝两边要有足够的停留时间,以保证两侧熔合良好,焊道平整。第二层填充焊缝更要控制好熔池形状,保证焊缝平整,尽量延长电弧在两边的停留时间使填充焊道中心稍凹,这对于盖面层的焊接起着至关重要的作用。同时注意避免熔化坡口边缘,以保证盖面焊缝宽窄一致,平整美观。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.第三阶段:盖面层的焊接

焊前要仔细清理干净填充层的熔渣和飞溅。焊接时要压低电弧,控制好焊条角度,手要稳,并注意熔池形状和温度,控制好电弧在坡口两边停留时间,防止产生焊偏、咬边、未熔合等缺陷,接头时,更换焊条速度要快,保证接头不脱节不超高。

单面焊双面成形 篇5

一、工艺特点

单面焊双面成形主要适用于板状对接接头、管状对接接头、骑座式管板接头, 按接头位置不同可进行平焊、立焊、横焊、仰焊等位置操作焊接, 用于坡口的对接。

例如板状横焊的底层采用单面焊双面成形的焊接技术, 在空间位置不同, 使焊缝的上边缘出现咬边、夹渣等焊接缺陷。而下部与中部也容易产生未熔合、层间夹渣等焊接缺陷, 同时横焊试板位置处于水平线上, 大多采用多层多道焊, 焊缝重叠排列堆焊而成, 焊缝成形控制比较困难。要保证焊缝良好的成形和质量要求, 必须选择最佳焊接规范和合适的运条手法[2]。配合合适的运条角度观察熔孔的大小, 控制焊接速度易于保证焊缝成形。

二、工艺方法

单面焊双面成形焊接方法主要有:断弧焊法和连弧焊法。低碳钢焊接时的打底层焊道采用间断灭弧法。其操作要点在于通过电弧反复交替燃烧与熄灭, 并控制熄弧时间, 从而控制熔池温度、形状和位置, 以获得良好的背面成形和内部质量[3], 横板的实际操作间隙比连弧焊稍大, 选用的焊接电流也较宽, 使电弧具有足够的穿透能力。间断灭弧法操作显得灵活和适用。而连弧焊法即在焊接过程电弧始终燃烧, 并做有规则的摆动, 使熔滴均匀地过渡到熔池中, 达到良好的背面成形。但是焊接过程随着温度的升高难以控制, 熔池形状、尺寸难保证, 根部焊透难保证, 甚至出现焊瘤。

三、横焊位置的工艺分析

1.要有合适的坡口角度和钝边、间隙

坡口角度和钝边、间隙是影响焊缝成形、尺寸和变形的因素, V形坡口单面焊双面成形的坡口形式和组装的要求比较严格。

2.要有合适焊接电流

焊接电流:焊接电流直接影响焊道的熔深, 单面焊双面成形工艺是采用小的电流灭弧焊进行操作的, 采用大电流操作时, 容易出烧穿、焊瘤等缺陷。

实验证明:当采用直径为3.2 mm的碱性焊条, 打底层焊接电流为125~130 A, 灭弧焊法从燃弧-焊接-断弧-燃弧-焊接-断弧的循环操作, 形成的熔池较合适;填充层电流为130~135 A, 焊条作椭圆连弧焊接[2];盖面层选用直径为3.2 mm , 电流135~140 A, 连弧作小椭圆摆动运条法操作, 形成的焊道较为合适。

3.要有合适操作方法

单面焊双面成形工艺是采用较大的电流灭弧焊, 四层焊接, 打底层、填充层和盖面层采用相同的焊条直径, 熔池的温度和尺寸容易掌握, 不易产生夹渣、气孔、未熔合等缺陷, 总体焊接变形较小;另外焊接接头容易接上, 不易产生缺陷, 但操作不当也会产生缺陷, 要引起注意。

4.焊条与工件角度

焊接过程中, 焊条与工件纵向和横向的角度是保证单面焊双面成形打底焊接质量的关键, 需要特别注意。焊接横板时, 焊条与前进方向的夹角为60o~65o, 与工件后倾角为65o~70o, 填充层、盖面层时焊条角度为75o~80o, 与工件后倾角为70o~80o[2]。实验证明, 角度有较大的影响, 操作中应特别注意。

5.打底层

打底焊时, 焊接接头处用角磨机修磨成缓坡形状, 修磨时注意不要把坡口的边缘破坏, 致使根部间隙变宽, 增加打底焊焊接的困难。在竞赛过程中不允许使用角磨机修磨, 可以采用錾子把接头錾修出缓坡形状, 更换焊条时的接头, 焊条引弧应在坡口内接头的熔池进行预热焊接, 熔合良好, 并焊出熔孔, 才可以转入正常的断弧法焊接。如果热接头方法, 就要在较迅速准确熟练的情况下才使用。

四、横板单面焊双面成形操作

1.焊接加工过程

焊件加工准备:选用两块材质为Q235的低碳钢板, 焊件规格约为300 mm×250 mm×12 mm , 制备V型坡口, 按表1进行加工。

焊件的清理:用砂轮机清理坡口两面20 mm范围内的铁锈、氧化皮等污物, 直至露出金属光泽。

焊条与电 源 : 选用碱性 焊条 , 焊前经350℃~400℃烘焙1h, 保温2h, 然后放入焊条保温筒中备用。焊前要检查焊条质量, 焊接电源采用ZX7400焊机, 直流反接法。

装配及定位:定位焊点在两端坡口内侧距板边15~20 mm处向外边缘焊接, 采用E5015 (J507) 焊条定位焊点长度为15 mm, 焊透与正式焊时的质量并有足够的强度, 放置于焊接架上, 准备进行焊接。

2.焊接过程

横焊焊接工艺参数见表2, 重点是打底层焊接过程的运条、焊接角度调节及操作要领。

打底层的焊接:第一层打底焊采用间断灭弧击穿法。首先在定位焊点之前划擦引弧, 随后将电弧拉到定位焊点的尾部预热, 当坡口两侧钝边达到半熔化状态时, 将熔滴送至坡口根部, 并压一下电弧, 从而使熔化的部分定位焊缝和坡口钝边熔合成第一个熔池。当听到背面有电弧击穿“噗噗”声时, 立即灭弧, 这时就形成明显的熔孔。没有这个声音则表示未焊透。然后按先上坡口、后下坡口的顺序依次往复击穿灭弧焊。灭弧时, 焊条向后下方动作要快速、干脆利落。从灭弧转入引弧时, 焊条要接近熔池, 待熔池温度下降、颜色由亮变暗时, 迅速而准确地在原熔池的2/3上引弧焊接熔化两侧钝边, 再马上灭弧。如此反复地引弧-焊接-灭弧-引弧。焊接时要注意下坡口面击穿的熔孔始终超前上坡口面熔孔约为0.5~1个熔孔, (直径3 mm左右) , 每个新熔池覆盖前一个熔池2/3左右, 保持电弧的1/3部分在试件背面燃烧, 以加热和击穿坡口根部。短弧焊接, 灭弧频率也适当提高到每分钟60~70次, 可以有效地防止熔化金属下坠造成粘接, 出现熔合不良的缺陷。

在更换焊条灭弧前, 必须向熔池反复补充两三滴熔滴, 防止背面出现冷缩孔。然后将电弧拉到熔池的侧后方果断灭弧, 接头时, 在原熔池后面10~15 mm处引弧, 焊至接头熔孔处稍拉长电弧, 有手感把电弧往后轻压一下, 听到“噗噗”声后稍作停顿, 形成新的熔池后, 再转入正常的断弧法焊接。采用断弧焊方法完成打底层的焊接。坡口背面的焊缝缝余高为1.5~2 mm, 正面余高为2~3 mm。

填充层的焊接:填充层焊接采用多层多道 (共2层、5道) 焊接层次和顺序, 第一遍填充层为Ф3.2 mm焊条连弧堆焊2道;第二遍填充层, Ф3.2 mm焊条连弧堆焊3道而成。施焊时按照表2的参数调节好, 焊前仔细清理打底焊, 注意死角处的焊渣清理干净, 在距离焊缝始焊端10 mm左右处引弧, 将电弧拉回到始焊端进行焊接, 每次都应按此方法操作, 防止端部焊接缺陷的产生, 作小的椭圆形运条, 焊条与试板的下倾角为70°~80°。操作时下坡口应压住电弧为好, 不能产生夹角, 并熔合良好, 运条要均匀, 不能太快, 各焊道要平直, 焊缝光滑, 互相搭接2/3, 在铁水与熔渣顺利分离的情况下堆焊多些铁水让焊缝尽量厚些。较好的填充层表面为平整、均匀、无夹渣、无夹角, 最后一层焊缝厚度应低于母材1~1.5 mm, 不得熔化坡口棱角 (边) , 上、下坡口边缘平直, 无烧损, 以利于盖面层的焊接。

盖面层的焊接:盖面层焊接也采用多道焊 (分5道) , 有5焊道连续堆焊完成。施焊时第1道焊缝压住下边坡口边, 施焊速度稍快, 第2道压住第1道的1/2, 焊接速度比第1道慢些, 第3道压住第2道的2/3, 第4焊道压住第3焊道1/2, 焊速均匀些, 第5焊道压住第4焊道1/3, 焊接速度应稍快, 形成圆滑过渡的表面焊缝, 上、下坡口边缘各熔化1.5~2 mm为宜。注意中间层焊速慢些, 上、下坡口边缘焊道施焊时运条稍快些, 焊道细些、薄些, 利于焊缝与母材圆滑过渡, 成形良好。

五、焊缝质量

焊接后应按设计要求、有关标准对焊缝进行严格检查, 对焊缝外观、尺寸、表面及内部缺陷进行确认。外观及表面缺陷:表面完整性、弧坑、焊瘤;咬边、火口状态、表面气孔、表面裂纹等。尺寸:余高、宽度;焊缝长度、焊缝宽度。竞赛时X透视内部缺陷:裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔都由有透视质检资质单位进行。

六、应用

尽管焊接技术发展很快, 自动化程度也越来越高, 但手工电弧焊仍占有不可替代的地位。尤其在小直径容器和管道的焊接方面, 单面焊双面成形焊接技术的作用更突出, 与传统的焊接工艺相比, 具有效率高、容易控制、背面及正面成形优良、焊缝内部质量容易达到探伤的质量要求等优点。单面焊双面成形焊接技术应用于制造金属结构、制造金属零件或毛坯, 造船、锅炉压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。

参考文献

[1]洪松涛, 胡宝良, 彭华.焊工常用技术手册[M].上海:上海科学技术出版社, 2009.

[2]范绍林.焊工操作技巧集锦100例[M].北京:化学工业出版社, 2008.

[3]刘纪国.浅谈单面焊双面成形操作技术[J].民营科技, 2012 (9) :71.

[4]范绍林.单面焊双面成形技术的操作 (一) [J].现代焊接, 2009 (6) :107-111.

[5]耿淑芳, 崔猛.焊条电弧焊单面焊双面成型的质量控制[J].黑龙江科技信息, 2012 (1) :65.

单面焊双面成形 篇6

关键词:单面焊双面成形,焊接工艺,比较

0引言

单面焊双面成形是焊工技术等级考试的重要内容之一,它和一般焊接工艺的要求不同,其操作难度大,质量要求也高,所以,如何确保单面焊双面成形,且焊接质量达到考试规定的具体要求,是广大参加考试的人们关心的问题。

1单面焊双面成形焊接工艺

所谓单面焊双面成形是指由于从背面无法铲除焊根,故要求在坡口一侧进行焊接,而且在焊接的正面、背面都能得到均匀、无缺陷的焊道。单面焊双面成形的焊接方法归纳起来基本上可分为2大类,即连续焊接法和断续灭弧法。

1.1 连续焊接法

连续焊接法操作技术比较简单,容易掌握,只要工艺参数选用得当,试件装配尺寸合理,一般都能使得焊缝背面成形比较理想。但是,由于这种焊接方法所选用的焊接电流小且焊接速度快,很容易造成坡口根部熔合不良。虽然有时也能够焊透,X光透视检查也能合格,但是,在做弯曲试验时,多数会发生不合格的现象,弯曲试验的合格率就更低。弯曲试验发现缺陷的位置大部分在熔合线上,分析其产生原因主要是单位面积焊缝上的热输入量小,这样透过背面的液态金属在半熔合情况下自行凝固造成“冷接”,因而熔合情况不理想。这种方法在实际生产中不经常被使用。

1.2 断续灭弧焊接法

所谓断续灭弧焊接方法主要是依靠不断地调整运条动作来控制熔池温度及熔池的几何尺寸,从而达到背面成形的目的。由于这种焊接方法的电弧穿透力强,能使坡口根部在熔池的前方形成一个熔孔,焊接所熔化的液态金属透过这一熔孔使坡口根部熔合在一起,形成一个新的整体熔池。只要操作得当,这种方法所焊出的试件既能保证熔合良好,又能达到背面成形美观的目的。

2不同焊接位置的焊接

焊接前应作如下准备:

(1)焊接材料:Q235或16Mn,规格300mm×125mm×12mm,2块,坡口面角度30o。

(2) 焊接电源:一般使用BX3系列的交流弧焊机。

(3) 焊条选择:E4303焊条,焊条直径为Φ3.2mm或Φ4.0mm,在100℃左右烘干1h,随用随取。

2.1 平对接焊接

2.1.1 平对接焊接工艺参数

平对接焊接工艺参数见表1。

2.1.2 平对接焊接操作技术要点

打底层焊接是单面焊双面成形的关键。第一层的运条方法采用直线往复式,也可以采用锯齿形的运条方法。不论采取哪种运条方式,焊接时都应准确地在焊缝中心位置上填充熔焊金属,并且随时观察熔池状态,保持熔池形状大小一致。调整熔孔的大小时要采用短弧焊接,焊条倾角为35o~50o,做逆向挑弧动作。如果熔池温度过高将引起背面下塌,严重时会出现焊瘤和焊缝超高,影响焊缝成形。焊接时熄弧与引弧的时间间隔要短,燃、熄弧节奏应控制在50次/min。若节奏过快,坡口根部焊不透;节奏过慢,熔池温度过高,焊件背面焊缝会超高(应控制在2mm以下),甚至出现焊瘤和烧穿现象。更换焊条时,熄弧不要过急,以防出现过大的弧坑,应将弧坑填满防止形成冷缩孔,将电弧向后面拉10mm左右再果断熄弧。接头时更换焊条的速度要快,一般要在熔池红热状态下引弧施焊,引弧点应该在焊接熔池后面10mm~15mm处的一侧划弧,电弧稳定燃烧后,立即将焊条运至熔池边缘加热熔池,并压低电弧,击穿熔池前沿,形成新的熔池后再正常焊接。

其余各层的焊接可以适当增大焊接电流,做到焊接速度均匀,焊缝在坡口内应圆滑过渡,每层的填充金属量应尽量保持一致,大于1.5mm。盖面焊的焊接电流应稍有降低,焊条倾角为85o~90o,运条采用锯条形或月牙形。无论哪种运条方法,都要求确保焊后的焊缝外形尺寸及焊缝表面成形美观。

2.2 立对接焊接

2.2.1 立对接焊接工艺参数

立对接焊接工艺参数见表2。

2.2.2 立对接焊接操作技术

第一层始焊引弧时,引弧点应对准坡口中心部位,焊条倾角为90o。先采用长弧预热坡口根部,当坡口根部达到半熔化状态时,要特别注意把焊条开始熔化的熔滴立即甩掉,勿使这些熔滴进入焊缝。然后立即压低电弧,使坡口根部形成一椭圆形的熔孔,这样第一个熔池便建立起来,开始向上运条施焊。此时焊条的下部角度变化为70o~80o。

由于铁水、熔渣因自重下垂形成焊瘤,所以焊接时应随时观察熔池的温度变化情况,控制熔孔的大小,一般熔孔的大小为焊条直径的2倍。熔孔过大,焊缝背面易出现焊瘤和焊缝超高;过小则会发生未焊透或焊透不够,也会造成背面焊缝缩孔。所以在焊接时应注意控制熔孔及熔池的温度变化,在运条时要注意使电弧吹及两侧坡口边缘及坡口根部。通过根部的熔孔,电弧便可吹向背面,使部分熔渣流向背面焊缝,用以保护焊缝根部,避免空气侵入形成气孔。

更换焊条时,要处理好熄弧动作。更换焊条前要在熔池的前沿断续点送1~3下,然后将焊条拉向斜下方坡口一侧迅速灭弧,以防止出现冷缩孔。快速更换焊条后,在坡口一侧的下方距熔孔10mm~15mm处引弧,将电弧拉长到弧坑处预热适当时间,并且作一稳弧动作后向坡口根部一压,以使熔滴送入熔窝根部,听到背面“扑扑”的击穿声,说明已经焊透,灭弧转入正常的左右击穿灭弧焊接,直到第一层打底层施焊完成。

其它各层的焊接可以适当增大焊接电流,一般运条方法采取锯齿形或三角形,无论哪一种运条方法都要在横向摆放时作两侧的稳弧动作,要做到两侧稳弧,中间快,最好使各层焊道表面成凹状。盖面焊时,焊接电流要小于填充焊时的电流,目的是防止焊道两侧的咬边或因熔池温度过高使铁水下垂形成焊瘤,达到焊接表面整齐、成形美观的要求。

3结束语

单面焊双面成形 篇7

1.1 试板材质为20#,其形状和尺寸见图1。

1.2 焊材选用J422(E4303)型焊条,打底焊采用直径为准3.2焊条,填充焊及盖面均用直径Φ4.0焊条。

1.3 焊接设备选用BX-300型电焊机。

2 控制条件

在上述条件下单面焊双面成型焊缝的理想状态如图2。

这种焊接方法是在焊缝背面处于自由状态,而且焊缝全部焊透的条件下形成的。熔池将主要依靠熔池中液体金属与熔池壁之间的表面张力Fa、熔池金属的重力Gm及电弧总吹力P与垂直于焊缝平面方面的分力P保持平衡,即(2L+B)σ=RLBH+Psinθ。

式中L—熔池厚度;B—熔池宽度;H—熔池深度;θ—焊条与焊缝平面夹角;R—熔池中液体金属的密度。

在上式中,当(2L+B)σ>r LBH+Psinθ时,则背面焊缝就会出现余高不足或未焊透现象;反之,则背面焊缝就会超高或焊瘤现象。

3 影响因素分析

焊接熔池是在电弧热和电弧力同时作用下形成的。因此,凡是对熔池的输入热量及其受力有影响的因素都会影响焊缝的成形。

3.1 焊接电流的影响

焊接电流增加时,电弧的静态和动态电磁压力增加,使电弧熔池析总压力增加;同时,电弧电功率增加,电弧输入给焊缝的热功率也增加,使熔池的温度升高。而随着熔池温度的升高,表面张力系数减少,熔池中液体金属与熔池壁面之间的表面张力下降。此外,由于电弧率的提高,增加了焊条熔化速度,使单位时间内过渡到熔池的熔滴数量增加,熔池的体积增大,背面焊缝成形就会出现余高过高或产生焊瘤。反之,随着焊接电流小到一定程度,就会使背面焊缝出现低于母材或未焊透。

3.2 燃孤时间、间断灭弧时间主要影响熔池的温度及熔池的体积

燃弧时间对熔池温度及熔池体积的影响,主要表现在作用时间的长短。燃弧时间越长,电弧对熔池的作用越长输入给熔池的热量越多,熔池的温度越高,焊条向熔池的熔滴数量也越多,熔池的体积也就越大。背面焊缝也会出现余高超高或焊瘤。反之,背面焊缝出现余高过低或产生焊透。

间断灭弧时间的长短,主要应视熔池的温度高低来控制。在燃烧时间正常的情况下,间断灭弧时间过短或过长,背面焊缝都会产生燃弧时间过长或过短所产生的焊接缺陷。

3.3 间隙大小的影响

间隙的大小直接影响到背面焊缝的成形。间隙增大,背面焊缝成形增宽,间隙减小,背面焊缝变窄。随着根部间隙的增大,向熔池填充的液体金属增加,熔池体积就增大,重量也增加。熔池体积增大,燃弧时间就需要增长,熔池的热输入量随之增加,背面焊缝也会出现过低或产生未焊透。

3.4 焊条倾角和运条动作的影响

焊条倾角主要影响电弧对熔池的压力方向及对背面熔池的保护效果。电弧的总压力P的作用方向是随焊条倾角θ的变化而变化的。焊接实际操作经验证明,向右施焊时,θ=50~60°是比较合格的。

运条动作主要是影响熔池的温度及其分布,也就是影响熔池的形状和大小。运条动作是由三个基本动作所形成的,即沿焊接方向的直线移动、向焊件送给的动作和向焊缝两侧的横向摆动。通过这三个动作的有机配合,可以有效地控制熔池的形状和大小。

在实际焊接中,焊条倾角及运条动作是密切配合的。横向摆动动作和直线移动速度,应在一定的焊条倾角下变化,从而达到控制熔池形状与大小的目的。

4 结论

综上所述,对于单面焊双面形成的焊接方法来讲,要想在保证焊接质量的前提条件下,得到背面均匀美观的焊缝,则必须始终保持(2L+B)σ=RLBH+PSinθ的平衡条件。同时要充分发挥施焊者的眼、耳、手的有机配合,正确掌握断弧焊法的施焊要领,即:熄弧要果断,引弧要快,短弧操作,控制熔池。只有这样才能完整、正确的掌握单面焊双面成形技术。

对于单面焊双面成形的焊接方法来讲,在焊接设备已确定的条件下,人的因素是最重要的,只有理论结合实际,多看一些专业书,多练习,经常总结经验教训,才能提高施焊水平,正确、快速的掌握单面焊双面成形的焊接技术,从根本上提高焊接质量。

摘要:焊条电弧打底焊单面焊双面成型的关键是打底层的焊接。打底层焊接分为间断焊和连续焊两种方法。本文主要探讨是在焊接设备已经确定了的情况下,采用间断灭弧焊法焊接平位板试件时操作方法对工件单面焊双面成型的影响,最后得出了提高焊接质量的方法。

单面焊双面成形 篇8

单面焊双面成型, 顾名思义在一面焊接而在正反两面都成型。单面焊双面成型一旦出现严重的焊接缺陷, 就会增加板材、焊材、电力及人力等的消耗, 而且这些缺陷在使用过程中会引起严重的应力集中, 降低结构的使用寿命的后果。焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁, 引起安全事故, 单面焊双面成型焊接主要用于锅炉及压力容器、压力管道等重要构件的焊接生产中, 一旦有严重缺陷, 质量不合格的情况, 焊件的焊补会非常困难, 而且在生产过程中受各种交变载荷及压力的作用, 使焊缝的缺陷产生应力集中, 加之焊缝的有效使用面积减小, 减弱了焊接接头的强度。轻则使产品的使用寿命受到影响, 重则导致焊缝断裂, 产品破坏, 酿成严重的事故。单面焊双面成形焊接质量差的主要原因有以下几点:

1 焊接电源自身因素引起的焊接质量差

焊接电源是焊接工艺执行过程中最重要的因素。若焊接电源自身性能不好, 势必对焊件质量产生不良的影响。当焊机的引弧性能差, 电弧燃烧不稳定, 就不能保证工艺参数稳定, 焊接过程就无法正常进行, 焊接质量就得不到保证。

2 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响

2.1 焊接电流

焊接电流是焊条电弧焊中最重要的工艺参数, 也是焊工在操作过程中唯一需要调整的参数。焊接电流大小选择的恰当与否将直接影响到焊接的最终质量。选择焊接电流时, 要考虑的因素很多, 但主要由焊条直径、焊接位置和焊道层次来决定。 (1) 焊条直径:焊条直径越粗, 焊接电流越大, 每种直径的焊条都有一个最合适的电流范围, 见表1。 (2) 焊接位置:在平焊位置时, 可选偏大些的焊接电流。横焊、仰焊时, 所选用电流应比平焊小5%~10%左右, 立焊时应比平焊小10%~15%。 (3) 焊道层次:通常焊接打底焊道时, 使用的电流要小一些, 这样便于操作和保证背面焊道的质量;焊填充焊道时, 为提高效率, 通常使用较大的焊接电流;而焊盖面焊道时, 为防止咬边和获得美观的焊缝, 使用的电流应稍小些。 (4) 焊条类型:碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右;不锈钢焊条比碳钢焊条选用电流小20%左右等。

2.2 焊速

焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数。合理选择焊接速度对保证焊接质量尤为重要。焊速过快, 使熔池温度不够, 易造成未焊透、未熔合、焊缝成型不良等缺陷。焊速过慢, 使高温时间长, 热影响区加宽, 焊接接头的晶粒变粗, 机械性能降低, 焊件的变形量增大, 同时焊速过慢还会使每层的厚度增大, 导致熔渣倒流, 形成夹渣等缺陷。

2.3 电弧电压

焊接过程中合理的控制电弧长度是保证焊缝质量的重要因素。电弧过长对熔化金属保护差, 空气中的氧、氮等有害气体容易侵入, 使焊缝易产生气孔。但弧长也不易过短, 若弧长过短, 由于电弧对溶池的表面压力过大, 不利于溶池的搅拌, 使溶池中气体及溶渣上浮受阻, 从而引起气孔、夹渣等缺陷。

2.4 焊接层数选择不当

单面焊双面成形焊接层数的选择对焊缝质量也有一定的影响, 每层厚度过大, 对焊缝金属的塑性有不利的影响, 且焊接过程中熔渣易倒流, 产生夹渣和未熔合等缺陷。但每层厚度也不易过小, 以免造成焊缝两侧熔合不良。每层焊道厚度应不大于4~5mm为宜。

2.5 焊条类型及焊条直径的影响

焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化后的成分来决定。因此, 焊条类型选择恰当与否是影响焊缝质量的重要因素。焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度、所处的焊接位置以及待焊接头的形式和焊道层次等因素。对于厚的材料可采用大直径的焊条, 厚度越大, 焊条直径越大。但厚板对接接头的打底焊要选用较细的焊条, 最好采用直径不超过3.2mm的焊条焊接, 否则将不易得到良好的焊透及背面成型。

3 操作因素

在焊接生产过程中, 焊工的单面焊双面成形操作技术水平低, 就意味着对打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练, 这是造成焊缝质量差的重要原因之一。焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格, 焊条未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用, 会促使焊缝产生大量的气孔, 从而使焊缝质量达不到要求。根据以上分析, 可以得出防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施:

3.1 做好焊前准备

焊前应对焊机进行试焊, 确认焊机的引弧性能和稳定性能好, 工艺参数的调节方便、灵活、方可使用、工件应开V形的坡口, 钝边的尺寸一般选在0.5~1.0 mm之间, 坡口边缘20mm以内处用角向磨光机打磨, 并将表面的铁锈、油污等清除干净, 露出金属光泽。锅炉压力容器及重要结构的焊接一律采用碱性焊条, 打底层焊接应选择直径3.2mm的焊条, 中间层和盖面层可选用4.0mm的焊条, 并对焊条进行350℃~400℃烘干, 保温1~2 h。使用时需要将焊条放在保温筒内, 筒内温度保持在50℃~60℃, 随用随取。焊条在炉外停留时间不得超过4 h, 且反复烘干次数不能多于三次, 药皮开裂和偏心度超标的焊条不得使用。

3.2 焊接操作

3.2.1选择合适的工艺参数。焊接电流应根据板件厚度、焊接位置、焊条直径和焊接经验进行选择, 保证所选择的电流不易造成焊缝咬边、烧穿、夹渣、未焊透等缺陷。焊接过程中应选择短弧焊, 以避免咬边、未焊透、气孔等缺陷的产生。焊速应合适, 不宜过慢, 以每层厚度不大于4mm为宜, 以避免高温停留增长, 影响焊缝的机械性能, 但焊速也不宜过快, 以免造成未溶合、未焊透等缺陷.对重要构件要采取焊前先预热、焊后缓冷等措施, 以避免冷裂纹的产生。3.2.2焊工技术水平。焊接生产中, 焊工对单面焊双面成形操作技术水平的掌握, 往往决定了焊缝的质量。因此, 加强焊工单面焊双面成形操作技能的训练是保证焊缝质量的关键。

单面焊双面成形 篇9

焊条手工电弧焊单面焊背面自由成形技术是高职焊接专业学生必须掌握的焊接操作技能之一, 本文以Q235A钢12mm板开V形坡口对接立焊焊条手工电弧焊单面焊背面自由成形为例, 从以下几方面展开教学与示范。

1 焊接基础训练

焊接基础训练有助于学生了解和掌握焊接基本步骤及要求, 主要包括: (1) 焊接电流的调节; (2) 引弧方法:划擦法和点击法的练习; (3) 运条方法:锯齿形或月牙形或划圆圈形运条方法进行平焊的堆焊练习。

通过不断地练习, 同学们均能熟练引弧, 焊接过程中电弧稳定, 接头良好, 焊缝成形能够达到标准要求, 具有进一步学习单面焊背面自由成形技术的焊接基础。

2 焊前准备

2.1 焊接材料

母材:选用Q235A, 尺寸为300×100×12mm的试板两块, 用火焰切割出30°V形坡口, 然后将每块试板坡口正、反两侧20mm范围内用打磨机打磨干净, 露出金属光泽并修整钝边均匀规则尺寸为1mm左右。

焊条:选用直径为3.2mm的E4303焊条。焊前经150℃~200℃烘干, 保温1h, 然后放入保温筒内以备使用。使用前检查焊条药皮表面有无开裂、脱落或焊芯生锈、偏心现象。

2.2 焊接设备及工具:选用BX 1-31 5型交流弧焊机

辅助工具:角向磨光机、焊条保温筒、敲渣锤、錾子、钢丝刷、焊缝量尺。

2.3 装配定位

将打磨好的试板翻转拼对, 检查是否有错边现象, 留出合适的根部间隙, 始焊端为3.5mm, 终焊端为4.0mm。组对完成后, 在试板的两端进行定位焊, 为避免焊接过程中焊缝收缩致使间隙尺寸缩小, 定位焊缝长度为10mm~15mm, 且两端定位焊要牢固。为保证焊接时接头良好, 将两端定位焊缝里侧一端用角磨机打磨成斜坡。

定位后的试板表面应平整, 错边量≤10%板厚;为避免焊后变形, 需将装配后试板留出3°左右的反变形量;定位焊时使用的焊条应与正式焊接时焊条型号相同。

3 焊接操作

3.1 打底断弧焊

打底焊是单面焊背面自由成形技术的最大难点, 也是该门技术的重要核心, 焊好打底焊层是保证背面焊缝质量的关键。焊接前先将定位好的试板固定在焊接夹具上, 使焊缝与地面呈垂直位置, 间隙较小的一端朝下为始焊端。按照焊接规范调整焊接电流95A~100A, 调整焊条与试板左右两侧呈90°位置, 与焊缝下端呈75°~85°位置。

打底断弧焊的操作应注意控制焊接时间及停顿时间, 操作动作要快, 熄弧要果断, 击穿位置要准确。更换焊条时的焊缝接头也是难点之一。接头不当容易造成背面焊缝接头不良或未焊透等焊接缺陷;熔孔过大时而形成背面焊瘤, 或熔孔过小或熔孔未形成时, 背面未焊透或成形不良。

3.2 填充焊

填充层的焊接是保证盖面层质量和焊缝内在质量的关键。填充层焊接前要将打底焊时产生的熔渣和金属飞溅物等用敲渣锤、錾子、钢丝刷清理干净, 突起部位用角磨机打磨修整平滑。按照操作规范调节焊接电流100A~105A, 调整焊条与试板左右两侧呈90°位置, 由于采用连弧焊, 温度比较高熔池比较大, 为避免熔池铁水下坠, 调整焊条与焊缝下端呈55°~65°位置, 采用锯齿形运条法横向摆动焊条。

3.3 盖面焊

盖面焊层的操作对焊缝外观质量起着决定性作用, 大部分外观缺陷存在于盖面焊层。修整好并清理干净填充层焊缝表面后, 按照焊接规范调节焊接电流100A~105A, 调整焊条与焊缝下端夹角为70°~80°, 在始焊部位上方10mm~20mm处引燃电弧, 迅速拉至始焊部位稍作预热压低电弧采用连弧焊法, 锯齿形横向摆动运条进行盖面焊接。

4 结语

经过老师的示范及耐心指导, 加上刻苦练习, 同学们基本掌握了焊条手工电弧焊单面焊背面自由成形技术的操作技能, 所焊接的焊缝成形良好, 能够达到中级工操作技能水平, 他们反映自己的技能水平有了较大的提升, 取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]宋平, 等.焊工 (中级) [M].东营:石油大学出版社, 2002, 3.

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