浅谈单面焊双面成形平焊立焊的技术要领(刘华安)

1浅谈单面焊双面成形平焊立焊的技术要领乐山市竹根职业中专学校单面焊双面成形板对接平焊、立焊在职业学校焊接专业具有重要的地位，它是初中级焊工技能等级考试必考内容之一，学生最先学习板对接单面焊双面成形一般都从平焊学起，学生学好了单面焊双面成形平焊，能提高学生学习积极性。一、试板尺寸及装配试板的装配对整个焊件起着决定性的作用：（1）错边量在正常情况下是不会超差，但如果在定位时定位工具（槽钢等）不平整、不对称或工件不平整，定位时不注意检查和校正，错边量就容易超差。（2）平焊、立焊单面焊双面成形的反变形量都是3°-5°之间，实际做反变形量操作时是根据试板翘起高度来估测的，在操作时如果计算粗心，焊完工件后就容易超差。（3）定位间隙对试板的底层焊接起着不可忽视的作用，定位间隙偏小底层焊接背面就容易出现未焊透，间隙偏大背面焊缝容易超高，（4）钝边厚度与定位间隙配套的，如试板坡口钝边减小，定位间隙也应根着减小。1、材料及相关参数Q235钢板，J422，J427焊条,尺寸：300×200×12mm，坡口边缘20mm以内用磨光机打磨，露出金属光泽。坡口角度：60°，钝边0.5～1.0mm。2、定位间隙2（1）平焊：φ3.2焊条打底，连弧焊小端3.0mm,大端3.8mm，断弧焊小端3.2mm,大端4.0mm（2）立焊：φ2.5焊条打底，连弧焊小端3.0mm,大端3.8mm，φ3.2焊条断弧焊打底小端3.2mm,大端4.0mm,在试板的正面、反面两端定位均可，定位焊缝长度小端5mm,大端10mm。说明：学生练习时为了节略才料，缩小试板宽度，试板尺寸：300×120×12mm时，可考虑试板中间追加一道定位焊缝,试板尺寸：300×120×10mm或300×120×8mm时，定位间隙增加0.2-0.3mm,在中间追加一道定位焊缝。3、反变形量、错边量试板反变形量翘起的高度h,可根据试板宽度L和翘起的角度计算出，h=L×sina,a在3°-5°,sin（3°）=0.0523,sin(5°)=0.087，当L＝100时，h=5.2－8.7mm,φ4.0焊条药皮外径6mm，学生练习时用φ4.0估测反变形量。错边量≤1mm。二、焊接工艺参数1、平焊焊接层次焊条直径（mm）焊接电流（A）打底焊（1）φ3.2连弧焊（85A，J427焊条）,断弧焊（120～130A，J422焊条）填充焊（2、3）第2层φ3.2第3层φ4.0J422焊条φ3.2（150～160A）φ4.0（185A)J427焊条φ3.2（130～140A）φ4.0（160-170A)3盖面焊（4）φ4.0J422焊条（180A）J427焊条（150-160A)2、立焊焊接层次焊条直径（mm）焊接电流（A）打底焊（1）φ2.5φ3.2J422焊条:连弧焊φ2.5（80A）,断弧焊φ3.2（120A）填充焊（2、3）φ3.2120～140A盖面焊（4）120A三、底层焊接：焊前在试焊钢板上试焊，通过一“看”：熔池铁水感觉它的粘黏度，二“听”：焊条焊接时电弧击穿空气发出声响的“力”度。若“看”到熔池铁水流动性差且感觉铁水“黏”，“听”到电弧发出声响后感觉“力”度“软”，那么焊条焊接这个试焊板选择的电流小，反之电流大。只要长期反复练习，就会遂渐掌握通过“看熔池铁水”和“听电弧声响”，就能大概判断焊条焊接试焊板的电流值，从而就能调节出正式焊接时所需的电流值。1、平焊底层焊接底层焊接有连弧焊法和断弧焊法，这里只说断弧焊法，焊条角度30°-50°。4一点击穿断弧焊法：在定位焊缝小端处引弧，移动电弧到定位焊缝与坡口根部相接处，长弧（弧长约3mm）在该处摆动2-3个来回进行预热，压低电弧，从一侧移动到另一侧，听到电弧透过坡口而发出的朴朴声，同时还可以看到坡口两侧开始熔化，并形成熔池（熔池就是向试板坡口两侧各深入0.5mm—1mm的熔孔），迅速提起焊条熄灭电弧。建立第一个熔池座，立即正式焊接，焊接时每次接弧后一个焊点压前一个焊点约2/3的地方，以2/3部分加热坡口正面熔池座边缘的金属，致使在熔池座的前沿形成了一个大于间隙的“熔孔”。1/3的电弧透过熔孔加热坡口背面的金属。运条动作有两种方法选用：（1）焊条中心在两坡口间，电弧同时熔化两侧钝边。（2）焊条中心从坡口一侧移动到另一侧（说明：坡口间隙3.2mm,单侧熔孔深入坡口0.5mm,两侧是共计1mm,熔孔处坡口最大间距4.2mm,焊芯直径3.2mm,加上弧长原因，焊条实际摆动2mm左右）。每分钟灭弧60－70次。后一种方法背面焊缝更加保满,只是运条动作要稍复杂一些。两点击穿断弧焊法：建立熔池座与一点击穿法相同，方法是：焊条中心对准坡口一侧接弧，后一个焊点压前一个约2/3处，从面罩后看到钝边熔化至0.5－0.8mm时灭弧，接着焊条中心对准坡口另一侧接弧，同样当看到钝边熔化至0.5－0.8mm时迅速灭弧，这样两侧焊点交替焊接，每分钟灭弧50－60次。接头:（1）换焊条时的接头：换焊条前做熔孔回焊10mm灭弧（否则容易出现冷缩孔），a5热接法：迅速更换焊条，在弧坑前10mm处起弧，快速拉至①处，按正常运条到②处，长弧摆动两个来回③-⑥对焊缝预热，在⑦处压低电弧，停顿1-2秒待末尾焊点重新熔化后迅速沿坡口侧后方灭弧，即可按断弧法进行正常操作。b冷接法:将收弧处焊缝修磨成斜坡，再按热热法操作。（2）当底层焊缝快焊完接近定位焊缝处的接头，焊条在接头处稍作下压和停顿连弧焊法焊至接头后10mm处灭弧。下压和停顿时间不能过长，否则背面易出焊瘤。2、立焊底层焊接断弧焊中的两点击穿法：从定位焊缝上端10－20mm处启弧，迅速向下拉至定位焊缝下端移动电弧到定位焊缝与坡口根部相接处，长弧在该处摆动2个来回预热，加大焊条角度压低电弧，看到坡口钝熔化0.8mm灭弧，建立熔池座，焊接方法与平焊两点击穿断弧焊法一样，只是每次向上灭弧。每分钟灭弧50－60次。连弧焊法：采用上面方法建立熔池座，当看到坡口钝熔化0.8-1mm时不灭弧，而是短弧作锯齿形横向快速摆动到另一侧，当看到坡口钝边熔化到0.8-1mm时快速摆动到另一侧，连续向上焊接。焊条末端离坡口底平面2mm，使1／2的电弧透过坡口面，1／2覆盖于熔池上,控制背面余高在1-2mm。接头：（1）换焊条时的接头：更换焊条前，电弧应向左下或右下方焊道上回焊10～15mm灭弧。a热接法:迅速更换焊条，在熔池还在红热状态下，以比正常焊条角度大10度，在熔池上方约10-20mm6一侧坡口内引弧，引弧后迅速拉回原弧坑下5-6mm,稍作横向摆动至熔池处，压低电弧，当看到坡口钝边熔化0.8mm，即可按正常方法施焊。b冷焊法:将收弧处焊缝修磨成斜坡，再按热接法操作。（2）底层焊缝快焊完接近定位焊缝时的接头，接头方法与平焊收尾接头方法一样。总之，单面焊双面成形平焊、立焊底层焊接的关键是调节电弧的燃、灭时间的长短，和运条动作来控制熔孔的大小。断弧焊中增大熔孔的措施有：燃弧时间增长，灭弧时间缩短，增大焊条角度。连弧焊中减小熔孔的方法有：增大焊条摆动频率，减小焊条角度。要确保熔孔大小在规定尺寸范围内，必须控制焊条接弧位置“准”、每次焊点前进１mm，焊接时间、灭弧时间（每分钟灭弧次数）要均匀。四、填充层焊接1、平焊填充层试焊前先将前一道焊缝熔渣、飞溅清除干净。试焊后第2、3层焊接采用短弧焊接和锯齿形运条，焊条倾角60°--70°，第2层焊条从一侧摆动到另一侧要快且摆动到两侧要稍作停留，才能保证焊缝略呈凹形。第3层焊接焊条从一侧摆动到另一侧稍快，当到达坡口一侧时，观察熔池铁水上升到距坡口面0.5-1mm时，移动焊条到另一侧，同理，熔池铁水上升到距坡口面0.5-1mm时，摆动焊条到另一侧，不断重复上述操作过程，这样才能控制最后一道填充层焊缝距坡口面0.5-1mm，盖面时能看清坡口，为盖面层焊接作好准备。注意（1）焊条摆动间距不能过大，后一焊道须盖前一焊道一半以上,（2）注意接7好头和收尾时填满坑。2、立焊填充焊第2、３层立焊必须短弧焊接，焊条角度下倾60°，运条采用锯齿形运条或月牙形运条。第2层焊条从一侧摆动到另一侧要快且摆动到两侧要稍作停留，第3层焊接运条方法有两种:（a）焊条摆动到一侧停顿观察熔池铁水上升到距坡口面0.5-1.5mm时，摆动焊条到另一侧。（b）当焊条摆动到坡口一侧时，观察熔池铁水上升到距坡口面0.8-1.5mm时，焊条往上挑弧，再回焊压前一焊点一半时摆动焊条到另一侧，当熔池铁水上升到距坡口面0.8-1mm时，焊条往上挑弧，按上一侧操作要领操作再摆动焊条到下一侧。说明（a）操作方法比（b）操作方法要简单些，但（b）比（a）控制电流范围要大，操作难度要小。接头：换焊条时运条到焊缝中间往上快速灭弧，在熔池上20-30mm处引弧，电弧拉至弧坑处填满弧坑，接着按剧齿形或反月牙形方法运条，五、盖面层焊接1、平焊盖面层盖面层焊接与填层焊接方法一样，焊条与焊接方向夹角应保持75o，焊接电流比填层小5-10A，焊条从一侧摆动到另一侧时，停顿焊条观察熔池铁水满出坡口面1-1.5mm时，移动焊条到另一侧停顿焊条，同理当熔池铁水满出距坡口面1-1.5mm时摆动焊条到另一侧，盖面层就是不断重复上述操作过程，这样就控制了焊缝的宽度和高度达到要求，并防止了咬边。接头与填充层一样，换焊条前回焊10mm快8速灭弧，迅速更换焊条，在弧坑前10mm启弧，电弧拉至弧处坑填满弧坑，接着按正常方法运条。焊缝收尾时注意填满弧坑，使焊缝平滑为准。2、立焊盖面层焊接与填充层焊接方法一样，运条采用反月牙形焊接，焊条在中间的摆动速度应稍快，焊条摆动到坡口两侧电弧应进一步压低，焊条摆动的准则与平焊盖面层相同，即焊条从一侧摆动到另一侧时，停顿焊条观熔池铁水满出单侧坡口面1-1.5mm时，摆动焊条到另一侧。不断重复上术操作过程到焊条快焊完需接头时，接头与立焊填充层接头方法一样，填满弧坑后，按反月牙形方法运条，焊缝收尾时同样注意填满弧坑。学生要焊出漂亮的单面焊双面成形平焊、立焊背面焊缝，不仅要掌握定位间隙的工艺参数，灵活处理反变量和错边量。还需通过反复练习遂步掌握控制背面焊缝余高的方法和措施。要焊出美观而又符合尺寸要求的盖面层，除了要掌握盖面层的技术要领外，必须掌握填充层特别是最后一道填充层的技术要领。[参考文献]《焊工班长》作者：王继春、陈建平石油工业出版社1992