淺談板件對接仰位水平固定單面焊雙面成形技術

1、西安技師學院10 屆焊接預備技師班畢業(yè)論文題目：淺談板件對接仰位水平固定單面焊雙面成形技術焊條電弧焊與 CO2氣體保護焊方法對比姓 名： 楊 向 東 專 業(yè)： 焊接技術及自動化 學 號： 10JHG113 指導教師： 馬 江 濤 時 間： 2010 年 4 月 目 錄摘 要.11 課題背景.12 操作方法概述.22.1 焊前準備 .2 2.2 焊接工藝參數(shù) .32.3 焊接操作：.42.3-1 打底層的焊接：.42.3-2填充層的焊接.62.3-3 蓋面層的焊接：.73 易產(chǎn)生的缺陷及克服方法：.73.1 氣孔 .73.2 夾渣 .73.3 咬邊.84 結論：.8參考文獻.9致 謝.10摘摘

2、要要板狀試件仰位手工電弧單面焊接與 CO2氣體保護焊接，操作難度較大，焊接時由于液態(tài)金屬和溶渣受重力的作用，容易下墜，從而使正面焊縫形成焊瘤、夾渣，背面焊縫形成凹陷、未焊透等缺陷。本文闡述了其打底、填充以及蓋面的焊接方法，焊接工藝參數(shù)、操作要領和注意事項。近幾年二氧化碳氣體保護焊由單一的 CO2 氣體實芯焊絲，發(fā)展到混合氣體藥芯焊絲。被廣泛應用于航天、航空、造船、機械制造等行業(yè)。關鍵詞：關鍵詞：焊條電弧焊、CO2氣體保護焊、仰位、焊接1 1 課題背景課題背景隨著科學技術的快速發(fā)展，為了保證焊接質量、提高工作效率、減小勞動強度、節(jié)約施工成本，出現(xiàn)了一系列高質量、高效能的焊接設備和焊接方法，但是，

3、手工焊條電弧焊單面焊雙面成形技術是每一個焊接操作者都應掌握的基本技能。在各類焊工技術考核、等級考試、技能競賽中，板件對接手工電弧焊一直作為必考的重要項目之一。它是對焊工操作技術水平的考核，同時也是保證鍋爐、壓力容器及管道焊接質量的一個重要環(huán)節(jié)，在手弧焊操作技能中難度較大，特別是板材對接仰位的焊接，對每名焊工來說，是走向成熟、深層次發(fā)展的基礎。CO2氣體保護焊俗稱：二保焊、氣保焊，是利用 CO2氣體作為電弧介質并保護焊接區(qū)電弧焊，屬于熔化極氣體保護焊，英文縮寫（MAG 或 GMAW）1953 年前蘇聯(lián)研發(fā)。因工作效率高，生產(chǎn)成本低本，熔透性好、焊接變形小等優(yōu)點故被廣泛應用于工業(yè)制造在這里，把對板

4、件對接仰位固定單面焊雙面成形技術的膚淺認識整理出來，供大家參考、探討。2 2 操作方法概述操作方法概述 板狀試件水平固定仰位手工電弧單面焊接，操作難度較大，焊接時由于液態(tài)金屬和溶渣受重力的作用，容易下墜，從而使正面焊縫形成焊瘤、夾渣，背面焊縫形成凹陷。其打底層的焊接可分為連弧焊和滅弧焊兩種操作方法。滅弧焊方法較為容易掌握，包括一點擊穿法和兩點擊穿法，一般可采用一點擊穿為主、兩點擊穿為輔的操作方法。優(yōu)點是操作較靈活，容易控制熔池溫度，便于獲得良好的焊縫成形，有利于保證焊接質量，適合初學者采用，缺點是組對間隙大，填充金屬需求大，造成焊條用量加大，效率降低，焊接時飛濺較大，焊工容易被燙傷，需加強防護

5、；連弧焊法由于組對間隙相對較小，焊條用量小，焊接速度相對較高，但對于試件的加工、組對要求更高，焊接時對電流、焊條角度、焊條擺動速度要求更為嚴格，對焊工的技能要求更高，適于有一定實際經(jīng)驗、技能水平較高的焊工采用。CO2氣體保護焊在仰焊打底焊時:調試好打底焊焊接參數(shù)后，在試板左端定位焊縫上引弧，焊槍開始作小幅度的鋸齒形擺動或是不擺動，當產(chǎn)生熔孔后轉入正常焊接。焊接過程中不能讓電弧脫離熔池，利用電弧的吹力防止熔池金屬下淌。打底焊時，必須注意控制熔池的大小，即保證焊透又防止焊道背面下凹，正面下墜。CO2氣體保護焊的焊絲來源廣,價格低成本只有手工電弧焊的一半左右通常，熱量較集中，熱影響區(qū)小、耗電量小,僅

6、為手工電弧焊的 60左右，生產(chǎn)率高熔深大焊絲熔化速度快,焊后不用處理節(jié)省了工作時間效率比手工電弧焊高，無論各種位置和厚度都可以進行焊接,而且焊薄板時比電弧焊快變形量小，抗銹能力強,抗裂性好表面成型美觀，是一種明弧焊接方法,便于監(jiān)視和控制鐵水和熔合區(qū)。在技能比賽或各類考試中對焊條規(guī)格均作具體要求，使用哪種操作方法，就只能去適應所規(guī)定使用的焊條規(guī)格了。2.12.1 焊前準備焊前準備1、 試件加工選用兩塊材質為 Q235 鋼板，刨床刨削坡口，試件規(guī)格為：長度 300mm，寬度 125mm,板厚 12mm,制備 V 型坡口，單邊坡口角度 302.5，坡口面應平直，試件平整無變形。 試件的清理用角向磨光

7、機、銼刀、鋼絲刷、砂布等工具，清理坡口兩面 20mm 范圍內的鐵銹、氧化皮等污物，直至露出金屬光澤，CO2可以不清理鐵銹。 3、焊接材料及焊接電源選用 E5015 焊條，焊條規(guī)格見表。焊前須經(jīng)350-400 烘干 1-2 小時，然后放入焊條保溫筒中備用。焊接電源應采用直流焊機，如直流弧焊發(fā)電機 Nebula-500 整流焊機或逆變焊機等。 4、試板裝配及定位焊滅弧焊裝配，始焊端間隙控制在 3-3.2mm 范圍內, 終焊端為 4-4.3mm 之間。鈍邊一般為 0.5-1.5mm 。錯變量應小于 1mm, 預留反變形角度為 4-5。連弧焊始焊端間隙為 2.5mm，終焊端為 3-3.5mm。定位焊時

8、電流應比正式焊接時稍大些，要求選用的焊條與正式焊接的焊條型號相同，定位焊縫長度為 10-15mm，焊接要牢固，特別是終焊端，為防止焊接過程中開裂、錯邊，或因熱收縮造成終焊端坡口間隙變小而影響焊接質量，必須保證定位焊縫的長度和厚度。 5、CO2在焊接前檢查焊槍的噴嘴與送氣的流量。試板裝配及定位焊滅弧焊裝配，始焊端間隙控制在 1-2mm 范圍內, 鈍邊一般為 0.5-1.5mm 。錯變量應小于 1mm, 預留反變形角度為 1-2或是不留。CO2焊接的變形量小幾乎沒有變形。2.22.2 焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)所用焊接工藝參數(shù)應在推薦標準范圍內根據(jù)個人習慣自定，如試件裝配間隙、鈍邊焊接電流等，尤其是

9、焊接電流，不能過大或過小，過大時；易產(chǎn)生焊瘤、氣孔和咬邊等缺陷，過小時，容易產(chǎn)生夾渣、未焊透及未熔合等缺陷。關于電源極性的選擇，按常規(guī)標準應一律采用直流反接法，但在近年對于滅弧打底焊的操作出現(xiàn)了相反的接法，即打底焊操作采用正接法，其特點是起弧容易，焊條端部無粘渣，不易粘焊條，便于控制熔池溫度，有利于焊縫背面成型，特別是仰焊位的打底焊操作，有效克服了背面焊縫凹陷的問題。缺點是操作不當時飛濺較大。2.32.3 焊接操作焊接操作 2.3-1 打底層的焊接滅弧焊打底操作：首先把焊機電流接為直流反接，電弧推力調到 1012 之間，電流 90100 之間，在試件始焊端定位焊縫處引燃電弧，保持焊條角度沿焊接

10、方向 90100。稍作停頓待形成熔池后迅速壓低電弧做小鋸齒擺動向前運條，擺動到坡口根部時焊條向上頂一下，至少使電弧的 3/4 在坡口背面燃燒，當聽到“噗”的聲音說明電弧已擊穿試件背面，觀察已形成熔孔，熔孔大小約為焊條直徑的 1.5 倍，由于此時試件溫度較低，容易產(chǎn)生偏吹，造成一側熔孔打開，而另一側出現(xiàn)未熔，應迅速將焊條拉向未熔的一側或改變焊條的角度繼續(xù)熔化。待熔孔正常后，迅速將焊條向前方斜下快速運動，達到滅弧的目的。熔池溫度逐漸降低，當熔池顏色稍微變?yōu)榘导t色時，再將焊條打在原熔池的 1/2 部位上，上頂電弧，打開熔孔，重復以上動作，有節(jié)奏的向前進行滅弧焊接。操作過程中要注意控制熔孔大小和熔池形

11、狀盡量相同，如果發(fā)現(xiàn)溶孔過大或熔池鐵水有下淌傾向，說明熔池溫度過高，如果處理不及時將會使正面焊縫出現(xiàn)焊瘤、背面焊縫嚴重凹陷，使焊接無法進行，這時應迅速滅弧，滅弧后待溫度稍微降低（在熔池顏色變暗紅之前），馬上引弧焊接，起弧部位應在熔池兩側，即作兩點擊穿法操作，與原熔孔邊緣經(jīng)熔合，立即滅弧，待熔池溫度和熔孔大小正常后，再采用一點擊穿法進行施焊；如焊接過程中間隙變小、熔孔變小、熔池冷卻速度加快，應延長電弧燃燒時間，將焊條頂?shù)礁?，基本上保持全部電弧在坡口背面燃燒，并適當改變焊條角度，避免產(chǎn)生單邊未熔現(xiàn)象，待熔孔大小合適后再調整焊條角度和電弧燃燒時間；更換焊條前，將焊條上頂使熔孔略大于正常焊接時的熔孔

12、，并緩慢將電弧帶至坡口后方一側約 10mm 左右熄弧，使之形成一個緩坡，有利于接頭和防止產(chǎn)生冷縮孔。接頭有冷接法和熱接法，采用熱接法時更換焊條速度要快，保證在熔池完全冷卻之前立即引弧焊接，掌握好焊條上頂時間，以獲得良好的接頭。冷接法時，可用角向磨光機或扁鏟將收弧處打磨成斜坡狀，在斜坡前方引弧，運條到坡口根部時，迅速壓低電弧，聽到擊穿聲后稍作停頓，恢復正常焊接；當焊接過程中出現(xiàn)焊瘤或粘焊條時，盡量用扁鏟剔除干凈，防止影響背面成型和探傷質量。同時焊接過程中要特別注意防止熔渣、飛濺和下淌的鐵水造成的燙傷。此焊接方法關鍵在于注意控制熔池溫度和溶孔大小，起弧打點位置要準確，密切注意接頭部位的電弧上頂操作

13、，起弧滅弧動作要利索，做到判斷準確、操作穩(wěn)定； 連弧焊打底操作：首先把焊機電流接為直流反接，電弧推力調到 1012 之間，電流 85A95A 之間，電流在試件的定位焊縫前端引弧，焊條沿焊接方向夾角成 90-100，電弧稍作停頓，預熱約 1-2s，待定位焊縫形成熔池，迅速壓低電弧做小鋸齒擺動，此時注意運條速度和兩邊的停留時間，焊層要薄，焊到接頭處，焊接速度稍微放緩，焊條上頂，同時稍作擺動，此時焊條端部到達坡口底邊，幾乎整個電弧在板內燃燒，當電弧穿過試件背面，形成熔孔后作橫向鋸齒形連弧運條，前進步伐要合適，步伐太大會造成未熔，步伐太小則會造成焊肉堆積直至出現(xiàn)焊瘤。此時使近 3/4 電弧在焊縫背面燃

14、燒，運條幅度要小，速度要快，電弧要短，兩邊要有足夠的停留時間，以保證熔合良好并承托焊道中心高溫的熔池金屬。同時要注意焊條送進深度，控制住熔孔的大小、熔池的體積和溫度，焊層要薄，并借助電弧吹力作用盡量向坡口根部、背面輸送熔滴。一根焊條結束后，在坡口一側向后帶弧 10mm 后停弧，用角向磨光機或用弧形鏨子打磨接頭成緩坡狀，以便于接頭。接頭與起焊的操作要領基本相同，為了保證充分的預熱和防止粘條，可在離接頭 20mm 處引弧沿焊道中心直線運條 10mm左右，使之形成一條與母材兩邊均不相熔的獨立小焊道，焊到接頭弧坑處再作橫向擺動，但在整條打底焊道完成后，必須清根，為填充層的焊接做好準備。 CO2氣體保護

15、焊打底焊：打底層與立焊的握焊槍方法相同并垂直或稍前傾。電流是 80A95A 之間，電壓為 21V23V 之間。要嚴格控制噴嘴的高度，電弧必須在離坡口底部 23處燃燒，保證打底層厚度不超過 3。先在施焊端的坡口內引弧，開始作小幅度的鋸齒形擺動，當產(chǎn)生熔孔后轉入正常焊接。焊接過程中不能讓電弧脫離熔池，利用電弧的吹力防止熔池金屬下淌。當鈍邊熔化的鐵水與熔滴熔合在一起，并聽到擊穿的“噗噗”聲，使熔池前月牙形成。打底焊道結束后，清根，為填充層的焊接做好準備。2.3-2 填充層的焊接填充前應仔細清渣，熔渣、飛濺處理要徹底、干凈。如接頭處過高，必須用角向磨光機或扁鏟清除。焊條角度參照打底焊接時的焊條角度（蓋

16、面層的焊接亦采用相同的角度）。第一層填充電流可以適當增大，有利于消除焊趾處難以清除的熔渣。運條采用矩齒形或反月牙形運條方式，控制好焊條角度，有的焊工改用雙手握焊鉗施焊，效果不錯。短弧焊接，在焊縫兩邊要有足夠的停留時間，以保證兩側融合良好，焊道平整。第二層填充為宜較薄的焊層焊縫更要控制好熔池形狀，保證焊縫平整，使其高度距試件母材表面 1mm 左右 ，盡量延長電弧在兩邊的停留時間使填充焊道中心稍凹，對于蓋面層的焊接起著至關重要的作用。填充過程中應注意避免熔化坡口邊緣，以保證蓋面焊縫寬度一致，平直美觀。接頭時，在弧坑前方 10-15mm 處引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度運條，待形成熔池，兩邊充分熔

17、合后，正常焊接。效地保證焊縫的內在質量，而且可為蓋面層的焊接打好基礎。CO2填充層：焊絲與焊接方向夾角 80-90左右，采用月牙形或鋸齒形運條，當擺動道兩側時稍作停頓，以保證焊縫平整，有利于蓋面。2.3-3 蓋面層的焊接蓋面層的焊接關系到試板焊縫的正面成形。焊接前應徹底將填充層的熔渣、飛濺清除干凈。焊接時要壓低電弧，控制好焊條角度，手把要穩(wěn)。并注意熔池形狀和溫度，控制好電弧在坡口兩邊的停留時間，防止產(chǎn)生焊偏、咬邊、未熔合等缺陷，接頭時，更換焊條速度要快，保證接頭到位，避免產(chǎn)生超高和脫節(jié)。焊縫余高、余高差、寬度、寬度差等項目都有具體要求焊工一定要保持冷靜的心態(tài)，充分發(fā)揮技術水平，使正面焊縫高低平

18、整，寬窄一致。蓋面層焊接時難度最大的是控制咬邊量，CO2蓋面層：焊絲與前方夾角以 90左右為宜，操作時要注意觀察熔池始終保持成橢圓形、清晰明亮，大小和形狀始終保持一致。3 易產(chǎn)生的缺陷及克服方法易產(chǎn)生的缺陷及克服方法3.1 氣孔氣孔氣孔產(chǎn)生的原因是焊接過程中產(chǎn)生的氣體及熔池周圍的氣體被液態(tài)金屬吸收后。在凝固過程中溶解度急劇下降氣體將會析出形成氣泡，上浮過程中如來不及逸出而殘留在焊縫金屬中就形成了氣孔。防止產(chǎn)生氣孔的途徑：一是采用短弧施焊防止有害氣體侵入熔池。以有效地保護熔池，另外可以縮短熔滴過渡的路程。減小其吸收氣體的可能性：二是選擇合理的工藝參數(shù)，在填充層和蓋面層焊接時焊接電流不可過大，因為

19、焊接電流增大時，會促進熔滴細化，吸收氣體量也會增加，產(chǎn)生氣孔的可能性會隨之增大；三是試板坡口兩側及層間的鐵銹及污物應盡量清除徹底，以減少產(chǎn)生氣孔的根源。3.2 夾渣夾渣在施焊過程中，因為焊層間熔渣清理不徹底，又由于焊速快，熔池凝固較快，熔渣來不及浮出熔池而形成夾渣。解決夾渣時應注意兩點：一是徹底清除層間熔渣，特別是封底層與坡口兩側的夾渣較難清除，要用尖頭小錘及鋼鋸條認真清理；二是填充層施焊運條時應在坡口兩側停留的時間稍長些，不僅能使熔渣有充足的時間浮出，還可使焊縫焊得平整，為蓋面層的焊接打好基礎。3.3 咬邊咬邊咬邊是蓋面層焊接時最難克服的缺陷，產(chǎn)生的原因是咬邊處液態(tài)金屬重力較大，造成下垂所致。為了防止產(chǎn)生咬邊，要做到以下三點：一是蓋面層要薄不宜超過 23 mm；二是運條時擺動要均勻，在坡口的兩側一定要壓低電弧，使邊緣部位熔化控制在 1mm 左右；三是選用合適的焊接電流， 當選用3.2mm 焊條時。焊接電流為 110A。以避免因熱輸入偏大而造成的咬邊缺陷。結論結論采用堿性焊條手弧焊進行仰位板件的單面焊雙面成形時，為了得到優(yōu)良的焊接接頭，應做到：（1）、正確選擇焊接工藝參數(shù)；（2）、注意觀察、控制好熔孔大小、熔池溫度和熔池形狀；（3）、適時調整焊條角度、電弧長度；（4）、掌握好運條步伐、擺動幅度