單面焊雙面成形操作技術(shù)的探索與實(shí)踐摘要

1、單面焊雙面成形操作技術(shù)的探索與實(shí)踐摘要：在焊接某些壓力容器時(shí)，要求焊接接頭完全焊透，但在實(shí)際操作中，由于受焊件結(jié)構(gòu)的限制，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)咬邊及焊瘤現(xiàn)象。本文通過詳細(xì)闡述對(duì)單面焊雙面成形這項(xiàng)技術(shù)的研究運(yùn)用， 使這一焊接難題得到了解決，有效提高了焊接壓力容器中的安全系數(shù)和可靠性。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)蚊婧?雙面成形 技術(shù)探索 實(shí)踐. 焊接鍋爐及壓力容器等結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常要求焊接接頭完全焊透，以滿足受壓部件的質(zhì)量和性能要求。但由于構(gòu)件尺寸和形狀的限制，如小直徑容器，管道在里面無法施焊，只能在容器外側(cè)進(jìn)行焊接，如果在外側(cè)采用常規(guī)的單面焊法，里面會(huì)焊不透，存在咬邊和焊瘤等缺陷，不能滿足焊接質(zhì)量的要求。 本人通過十多年對(duì)焊

2、接技術(shù)的學(xué)習(xí)并在實(shí)際工作中反復(fù)實(shí)踐，利用左右手兩面起焊，對(duì)焊件實(shí)施單面焊雙面成形操作技術(shù)，使受壓容器的焊接實(shí)現(xiàn)了接頭完全焊透的要求。以下具體闡述單面焊雙面成形操作法的技術(shù)特點(diǎn)及操作要點(diǎn)： 一、單面焊雙面成形操作法簡(jiǎn)介單面焊雙面成形操作法是采用普通焊條，以特殊的操作方法，在坡口背面沒有任何輔助措施的條件下，在坡口的正面進(jìn)行焊接，焊后保證坡口的正、反面都能得到均勻整齊、成形良 好，符合質(zhì)量要求的焊縫的焊接操作方法。它是手工電弧焊中 難度較大的一種操作技術(shù)，適用于無法從背面清除焊根并重新進(jìn)行焊接的重要焊件。 二、單面焊雙面成形操作法的適用范圍 這種操作法主要適用于有板狀對(duì)接接頭、管狀對(duì)接接頭、 騎座

3、式管板接頭，按接頭位置不同可進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和 仰焊等位置焊接。 三、單面焊雙面成形操作法的技術(shù)特點(diǎn)單面焊雙面成形焊接方法一般用于 V 形坡口對(duì)接焊， 適用于容器殼體板狀對(duì)接焊，小直徑容器環(huán)縫及管道對(duì)接焊，容器 接管的管板焊接。單面焊雙面成形在焊接方法上與一般的平、 立、橫、仰焊有所不同，但操作要點(diǎn)和要求基本一致，焊縫內(nèi) 不應(yīng)出現(xiàn)氣孔、夾渣、根部應(yīng)均勻焊透，背面不應(yīng)有焊瘤和凹 陷等。 四、單面焊雙面成形操作法的操作要點(diǎn)和操作實(shí)例 下面以板厚 12 mm 的 V 形坡口對(duì)接平焊為例，進(jìn)一步闡 述單面焊雙面成形的焊接方法。 1、 試板裝配尺寸（表 1） 坡口角度（°） 裝配間隙（mm

4、） 鈍邊（mm） 反變形（°） 錯(cuò)邊量（mm） 始焊端 3.2 60 終焊端 4.0 0 34 1 2、焊接工藝參數(shù)（表 2） 焊接層數(shù) 打底焊 填充焊（第一道） 填充焊（第二道） 填充焊（第三道） 蓋面焊 焊條直徑（mm） 3.2 3.2 4.0 4.0 4.0 焊接電流（A） 100120 140150 195200 195200 185190 3、焊接要點(diǎn) 平焊時(shí)，由于焊件處在俯焊位置，與其它焊接位置相比操 作較容易，它是板狀其它各種位置、管狀試件各種位置焊接操 作的基礎(chǔ)。但是，平焊位置打底焊時(shí)，熔孔不易觀察和控制， 在電弧吹力和熔化金屬的重力作用下，使焊道背面易產(chǎn)生超高 或焊

5、瘤等缺陷。 a、焊道分布單面焊五層五道，如圖 A 所示 圖 A 焊道分布 b、焊接位置 試板放在水平面上，間隙小的一端放在左側(cè)。 4、打底焊 進(jìn)行單面焊雙面成形焊接時(shí)，第一層打底焊道焊接是操作 的關(guān)鍵，在電弧高溫和吹力作用下，坡口根部部分金屬被熔化 形成金屬熔池，在熔池前沿會(huì)產(chǎn)生一個(gè)略大于坡口裝配間隙的 孔洞，稱為熔孔。焊條藥皮熔化時(shí)所形成的熔渣和氣體可以通 過熔孔對(duì)焊縫背面有效保護(hù)。同時(shí)，工件背面焊道的質(zhì)量由熔 孔尺寸大小、形狀、移動(dòng)均勻程度決定。 單面焊雙面成形，按照第一層打底焊時(shí)的操作手法不同， 可分為連續(xù)施焊法（又稱連弧焊法）和間斷滅弧施焊法（又稱 斷弧焊法）兩種。 1、連弧焊 連弧焊

6、法是在焊接過程中電弧連續(xù)燃燒，不熄滅，采取較 小的坡口鈍邊間隙，選用較小的焊接電流，始終保持短弧連續(xù) 施焊。連弧焊僅要求焊工保持平穩(wěn)和均勻的運(yùn)條，操作手法沒 有較大變化，容易掌握。焊縫背面成形比較細(xì)密、整齊，能夠 保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量要求，但如果操作不當(dāng)，焊縫背面易造成未 焊透或未熔合現(xiàn)象。 2、斷弧焊 斷弧焊法在焊接過程中，通過電弧反復(fù)交替燃燒與熄滅并 控制熄弧時(shí)間，從而控制熔池的溫度、形狀和位置，以獲得良 好的背面成形和內(nèi)部質(zhì)量。斷弧焊采取的坡口鈍邊間隙比連弧 焊稍大，選用的焊接電流范圍也較寬，使電弧具有足夠的穿透 能力。在進(jìn)行薄板、小直徑管焊接和實(shí)際產(chǎn)品裝配間隙變化較 大的條件下，采用斷弧焊

7、法施焊更顯得靈活和適用。由于斷弧 焊操作手法變化較大，掌握起來有一定難度，要求焊工具有較 熟練的操作技術(shù)。 打底焊時(shí)焊條與試件之間的角度如圖 B 所示，采用小幅度 鋸齒形橫向擺動(dòng)，并在坡口兩側(cè)稍停留，連續(xù)向前焊接，即采 用連弧焊法打底。 圖 B 平位打底焊焊條角度 打底焊要注意以下幾點(diǎn)： （1）控制引弧位置 打底層從試板左端定位焊縫的始焊處開始引弧，電弧引燃 后，稍作停頓預(yù)熱，然后橫向擺動(dòng)向右施焊，待電弧到達(dá)定位 焊縫右側(cè)前沿時(shí)，將焊條下壓并稍作停頓，以便形成熔孔。 （2）控制熔孔的大小 在電弧的高溫和吹力作用下，試板坡口根部熔化并擊穿形 成熔孔，如圖 C 所示，此時(shí)應(yīng)立即將焊條提起至離開熔池

8、約 1.5mm 左右,即可以向右正常施焊。 1 圖C 平板對(duì)接平焊時(shí)的熔孔 1-焊縫 2-熔池 3-熔孔 打底層焊接時(shí)為保證得到良好的背面成形和優(yōu)質(zhì)焊縫，焊 接電弧要控制短些，運(yùn)條要均勻，前進(jìn)的速度不宜過快。要注 意將焊接電弧的 2/3 覆蓋在熔池上，電弧的 1/3 保持在熔池前， 用來熔化和擊穿試件的坡口根部形成熔孔。施焊過程中要嚴(yán)格 控制熔池的形狀，盡量保持大小一致。并觀察熔池的變化及坡 口根部的熔化情況，焊接時(shí)，如果有明顯的熔孔出現(xiàn)，則背面 可能要燒穿或產(chǎn)生焊瘤。 熔孔的大小決定背面焊縫的寬度和余高，若熔孔太小，焊 根熔合不好，背彎時(shí)易裂開；若熔孔太大，則背面焊道既高又 寬很不好看，而且

9、容易燒穿，通常熔孔直徑比間隙大 12mm 較好。 焊接過程中若發(fā)現(xiàn)熔孔太大，可稍加快焊接速度和擺動(dòng)頻 率，減少焊條與焊件間的夾角；若熔孔太小，則可減慢焊接速 度和擺動(dòng)頻率，加大焊條與焊件間夾角。 當(dāng)然還可以用改變焊接電流的辦法來調(diào)節(jié)熔孔的大小，但 這種方法是不可取的，因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中由于坡口角度、裝配間 隙和結(jié)構(gòu)形式的變化，不允許隨時(shí)調(diào)整焊接電流，而且調(diào)整焊 接電流也比較麻煩，因此必須掌握用改變焊接速度、擺動(dòng)頻率 和焊條夾角的辦法來改善熔池狀況，這正是手工電弧焊的優(yōu) 點(diǎn)。 （3）控制鐵水和熔渣的流動(dòng)方向。 焊接過程中電弧永遠(yuǎn)要在鐵水的前面，利用電弧和藥皮熔 化時(shí)產(chǎn)生的氣體的定向吹力，將鐵水吹向熔

10、池后方，這樣既能 保證熔深，又能保證熔渣與鐵水分離，減少夾渣和產(chǎn)生氣孔的 可能性。焊接時(shí)要注意觀察熔池的情況，熔池前方稍下凹，鐵 水比較平靜，有顏色較深的線條從熔池中浮出，并逐漸向熔池 后上部集中，這就是熔渣，如果熔池超前，即電弧在熔池后方 時(shí)，很容易夾渣。 （4）控制坡口兩側(cè)的熔合情況。 焊接過程中隨時(shí)都要觀察坡口面的熔合情況，必須清楚地 看見坡口面熔化并與焊條熔敷金屬混合形成熔池，熔池邊緣要 與兩側(cè)坡口面熔合在一起才行，最好在熔池前方稍有個(gè)小坑， 但隨即能被鐵水填滿，否則熔合不好，背彎時(shí)易產(chǎn)生裂紋。 （5）焊縫接頭 打底焊道無法避免焊接接頭，因此必須掌握好接頭技術(shù)。 當(dāng)焊條即將焊完，需要更

11、換焊條時(shí)，將焊條向焊接的反方 向拉回約 1015mm，如圖 Da 所示，并迅速抬起焊條，使電弧 逐漸拉長(zhǎng)很快熄滅。這樣可把收弧縮孔消除或帶到焊道表面， 以便在下一根焊條焊接時(shí)將其溶化掉。注意回?zé)龝r(shí)間不能太長(zhǎng) 盡量使接頭處成為斜面。如圖 Db 所示。 a 圖 D（a）換焊條前的收弧位置 （b）焊縫接頭前的焊道 焊縫接頭有兩種方法：即熱接法和冷接法。 熱接法：前一根焊條的熔池還沒有完全冷卻就立即接頭。 這是生產(chǎn)中常用的方法，也最適用，但接頭難度大。接好頭的 關(guān)鍵有三個(gè)： a、更換焊條要快，最好在開始焊接時(shí)，持面罩的左手中就 抓幾根準(zhǔn)備更換的焊條，前根焊條焊完后，立即換好焊條，趁 熔池還未完全凝固時(shí)

12、，在熔池前方 1020mm 處引燃電弧，并 立即將電弧后退到接頭處。 b、位置要準(zhǔn)，電弧后退到原先的弧坑處，估計(jì)新熔池的 后沿與原先的弧坑后沿相切時(shí)立即將焊條前移，開始連續(xù)焊 接。 由于原來的弧坑已被熔渣覆蓋著，只能憑經(jīng)驗(yàn)判斷弧坑后 沿的位置，因此操作難度大。如果新熔池的后沿與弧坑后沿不 重合，則接頭不是太高就是缺肉，因此必須反復(fù)練習(xí)。 c、掌握好電弧下壓時(shí)間，當(dāng)電弧已向前運(yùn)動(dòng)，焊至原弧坑 的前沿時(shí)，必須再下壓電弧，重新?lián)舸╅g隙再生成一個(gè)熔孔， 待新熔孔形成后，再按前述要領(lǐng)繼續(xù)焊接。這段時(shí)間和位置是 否合適，決定焊縫背面焊道的質(zhì)量，也是較難掌握的。 冷接法：前一根焊條的熔池已冷卻。施焊前，先將

13、收弧處 打磨成緩坡形，在離熔池后約 10mm 處引弧。焊條做橫向擺動(dòng) 向前施焊，焊至收弧處前沿時(shí)，填滿弧坑，焊條下壓并稍作停 頓。當(dāng)聽到電弧擊穿聲，形成新的熔孔后，逐漸將焊條抬起， 進(jìn)行正常施焊。 5、填充焊 填充層施焊前，先將前一道焊縫的熔渣、飛濺清理干凈， 將打底層焊縫接頭的焊瘤打磨平整，然后進(jìn)行填充焊。填充層 焊接時(shí)的焊條角度如圖 E 所示 圖E 填充層焊時(shí)的焊條角度 焊填充層焊道時(shí)需注意以下幾點(diǎn)： a、 控制好焊道兩側(cè)的熔合情況， 填充焊時(shí)， 焊條擺幅加大， 在坡口兩側(cè)停留時(shí)間可比打底焊時(shí)稍長(zhǎng)些，必須保證坡口兩側(cè) 有一定的熔深，并使填充焊道表面稍向下凹。 b、控制好最后一道填充焊縫的高度和位置。 填充層焊縫的高度應(yīng)低于母材約 0.5mm1.5mm， 最好略呈 凹形，要注意不能熔化坡口兩側(cè)的楞邊，便于表面層焊接時(shí)能 夠看清坡口，為表面層的焊接打好基礎(chǔ)。 焊填充焊道時(shí)， 焊條的擺幅逐層加大， 但要注意不能太大， 千萬不能讓熔池邊緣超出坡口上方的棱邊。 c、接頭方法如圖 F 所示，不需向下壓電弧了。其它要求 同打底焊。 引弧處 圖 F 填充層焊接頭 6、蓋面焊