淺談板件對(duì)接仰位水平固定單面焊雙面成形技術(shù)

1、西安技師學(xué)院10 屆焊接預(yù)備技師班畢業(yè)論文題目：淺談板件對(duì)接仰位水平固定單面焊雙面成形技術(shù)焊條電弧焊與 CO2氣體保護(hù)焊方法對(duì)比姓 名： 楊 向 東 專 業(yè)： 焊接技術(shù)及自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 10JHG113 指導(dǎo)教師： 馬 江 濤 時(shí) 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(zhǔn)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(jié)論：.8參考文獻(xiàn).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(hù)焊接，操作難度較大，焊接時(shí)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(lǐng)和注意事項(xiàng)。近幾年二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊由單一的 CO2 氣體實(shí)芯焊絲，發(fā)展到混合氣體藥芯焊絲。被廣泛應(yīng)用于航天、航空、造船、機(jī)械制造等行業(yè)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、仰位、焊接1 1 課題背景課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為了保證焊接質(zhì)量、提高工作效率、減小勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約施工成本，出現(xiàn)了一系列高質(zhì)量、高效能的焊接設(shè)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(shù)是每一個(gè)焊接操作者都應(yīng)掌握的基本技能。在各類焊工技術(shù)考核、等級(jí)考試、技能競(jìng)賽中，板件對(duì)接手工電弧焊一直作為必考的重要項(xiàng)目之一。它是對(duì)焊工操作技術(shù)水平的考核，同時(shí)也是保證鍋爐、壓力容器及管道焊接質(zhì)量的一個(gè)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(duì)接仰位的焊接，對(duì)每名焊工來(lái)說(shuō)，是走向成熟、深層次發(fā)展的基礎(chǔ)。CO2氣體保護(hù)焊俗稱：二保焊、氣保焊，是利用 CO2氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)焊接區(qū)電弧焊，屬于熔化極氣體保護(hù)焊，英文縮寫(xiě)（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(diǎn)故被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造在這里，把對(duì)板

4、件對(duì)接仰位固定單面焊雙面成形技術(shù)的膚淺認(rèn)識(shí)整理出來(lái)，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(shí)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(diǎn)擊穿法和兩點(diǎn)擊穿法，一般可采用一點(diǎn)擊穿為主、兩點(diǎn)擊穿為輔的操作方法。優(yōu)點(diǎn)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(zhì)量，適合初學(xué)者采用，缺點(diǎn)是組對(duì)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(shí)飛濺較大，焊工容易被燙傷，需加強(qiáng)防護(hù)

5、；連弧焊法由于組對(duì)間隙相對(duì)較小，焊條用量小，焊接速度相對(duì)較高，但對(duì)于試件的加工、組對(duì)要求更高，焊接時(shí)對(duì)電流、焊條角度、焊條擺動(dòng)速度要求更為嚴(yán)格，對(duì)焊工的技能要求更高，適于有一定實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、技能水平較高的焊工采用。CO2氣體保護(hù)焊在仰焊打底焊時(shí):調(diào)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(kāi)始作小幅度的鋸齒形擺動(dòng)或是不擺動(dòng)，當(dāng)產(chǎn)生熔孔后轉(zhuǎn)入正常焊接。焊接過(guò)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(shí)，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(hù)焊的焊絲來(lái)源廣,價(jià)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(shí)間效率比手工電弧焊高，無(wú)論各種位置和厚度都可以進(jìn)行焊接,而且焊薄板時(shí)比電弧焊快變形量小，抗銹能力強(qiáng),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(duì)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(yīng)所規(guī)定使用的焊條規(guī)格了。2.12.1 焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備1、 試件加工選用兩塊材質(zhì)為 Q235 鋼板，刨床刨削坡口，試件規(guī)格為：長(zhǎng)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(yīng)平直，試件平整無(wú)變形。 試件的清理用角向磨光

7、機(jī)、銼刀、鋼絲刷、砂布等工具，清理坡口兩面 20mm 范圍內(nèi)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(jiàn)表。焊前須經(jīng)350-400 烘干 1-2 小時(shí)，然后放入焊條保溫筒中備用。焊接電源應(yīng)采用直流焊機(jī)，如直流弧焊發(fā)電機(jī) Nebula-500 整流焊機(jī)或逆變焊機(jī)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(nèi), 終焊端為 4-4.3mm 之間。鈍邊一般為 0.5-1.5mm 。錯(cuò)變量應(yīng)小于 1mm, 預(yù)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(shí)

8、電流應(yīng)比正式焊接時(shí)稍大些，要求選用的焊條與正式焊接的焊條型號(hào)相同，定位焊縫長(zhǎng)度為 10-15mm，焊接要牢固，特別是終焊端，為防止焊接過(guò)程中開(kāi)裂、錯(cuò)邊，或因熱收縮造成終焊端坡口間隙變小而影響焊接質(zhì)量，必須保證定位焊縫的長(zhǎng)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(nèi), 鈍邊一般為 0.5-1.5mm 。錯(cuò)變量應(yīng)小于 1mm, 預(yù)留反變形角度為 1-2或是不留。CO2焊接的變形量小幾乎沒(méi)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(yīng)在推薦標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)根據(jù)個(gè)人習(xí)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(guò)大或過(guò)小，過(guò)大時(shí)；易產(chǎn)生焊瘤、氣孔和咬邊等缺陷，過(guò)小時(shí)，容易產(chǎn)生夾渣、未焊透及未熔合等缺陷。關(guān)于電源極性的選擇，按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)一律采用直流反接法，但在近年對(duì)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(diǎn)是起弧容易，焊條端部無(wú)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(wèn)題。缺點(diǎn)是操作不當(dāng)時(shí)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(jī)電流接為直流反接，電弧推力調(diào)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(dòng)向前運(yùn)條，擺動(dòng)到坡口根部時(shí)焊條向上頂一下，至少使電弧的 3/4 在坡口背面燃燒，當(dāng)聽(tīng)到“噗”的聲音說(shuō)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(shí)試件溫度較低，容易產(chǎn)生偏吹，造成一側(cè)熔孔打開(kāi)，而另一側(cè)出現(xiàn)未熔，應(yīng)迅速將焊條拉向未熔的一側(cè)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(yùn)動(dòng)，達(dá)到滅弧的目的。熔池溫度逐漸降低，當(dāng)熔池顏色稍微變?yōu)榘导t色時(shí)，再將焊條打在原熔池的 1/2 部位上，上頂電弧，打開(kāi)熔孔，重復(fù)以上動(dòng)作，有節(jié)奏的向前進(jìn)行滅弧焊接。操作過(guò)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(guò)大或熔池鐵水有下淌傾向，說(shuō)明熔池溫度過(guò)高，如果處理不及時(shí)將會(huì)使正面焊縫出現(xiàn)焊瘤、背面焊縫嚴(yán)重凹陷，使焊接無(wú)法進(jìn)行，這時(shí)應(yīng)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(yīng)在熔池兩側(cè)，即作兩點(diǎn)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(diǎn)擊穿法進(jìn)行施焊；如焊接過(guò)程中間隙變小、熔孔變小、熔池冷卻速度加快，應(yīng)延長(zhǎng)電弧燃燒時(shí)間，將焊條頂?shù)礁浚旧媳３秩侩娀≡谄驴诒趁嫒紵?，并適當(dāng)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(diào)整焊條角度和電弧燃燒時(shí)間；更換焊條前，將焊條上頂使熔孔略大于正常焊接時(shí)的熔孔

12、，并緩慢將電弧帶至坡口后方一側(cè)約 10mm 左右熄弧，使之形成一個(gè)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(shí)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(shí)間，以獲得良好的接頭。冷接法時(shí)，可用角向磨光機(jī)或扁鏟將收弧處打磨成斜坡?tīng)?，在斜坡前方引弧，運(yùn)條到坡口根部時(shí)，迅速壓低電弧，聽(tīng)到擊穿聲后稍作停頓，恢復(fù)正常焊接；當(dāng)焊接過(guò)程中出現(xiàn)焊瘤或粘焊條時(shí)，盡量用扁鏟剔除干凈，防止影響背面成型和探傷質(zhì)量。同時(shí)焊接過(guò)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(guān)鍵在于注意控制熔池溫度和溶孔大小，起弧打點(diǎn)位置要準(zhǔn)確，密切注意接頭部位的電弧上頂操作

13、，起弧滅弧動(dòng)作要利索，做到判斷準(zhǔn)確、操作穩(wěn)定； 連弧焊打底操作：首先把焊機(jī)電流接為直流反接，電弧推力調(diào)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(yù)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(dòng)，此時(shí)注意運(yùn)條速度和兩邊的停留時(shí)間，焊層要薄，焊到接頭處，焊接速度稍微放緩，焊條上頂，同時(shí)稍作擺動(dòng)，此時(shí)焊條端部到達(dá)坡口底邊，幾乎整個(gè)電弧在板內(nèi)燃燒，當(dāng)電弧穿過(guò)試件背面，形成熔孔后作橫向鋸齒形連弧運(yùn)條，前進(jìn)步伐要合適，步伐太大會(huì)造成未熔，步伐太小則會(huì)造成焊肉堆積直至出現(xiàn)焊瘤。此時(shí)使近 3/4 電弧在焊縫背面燃

14、燒，運(yùn)條幅度要小，速度要快，電弧要短，兩邊要有足夠的停留時(shí)間，以保證熔合良好并承托焊道中心高溫的熔池金屬。同時(shí)要注意焊條送進(jìn)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(jié)束后，在坡口一側(cè)向后帶弧 10mm 后?；。媒窍蚰ス鈾C(jī)或用弧形鏨子打磨接頭成緩坡?tīng)?，以便于接頭。接頭與起焊的操作要領(lǐng)基本相同，為了保證充分的預(yù)熱和防止粘條，可在離接頭 20mm 處引弧沿焊道中心直線運(yùn)條 10mm左右，使之形成一條與母材兩邊均不相熔的獨(dú)立小焊道，焊到接頭弧坑處再作橫向擺動(dòng)，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(zhǔn)備。 CO2氣體保護(hù)

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(yán)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(guò) 3。先在施焊端的坡口內(nèi)引弧，開(kāi)始作小幅度的鋸齒形擺動(dòng)，當(dāng)產(chǎn)生熔孔后轉(zhuǎn)入正常焊接。焊接過(guò)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(dāng)鈍邊熔化的鐵水與熔滴熔合在一起，并聽(tīng)到擊穿的“噗噗”聲，使熔池前月牙形成。打底焊道結(jié)束后，清根，為填充層的焊接做好準(zhǔn)備。2.3-2 填充層的焊接填充前應(yīng)仔細(xì)清渣，熔渣、飛濺處理要徹底、干凈。如接頭處過(guò)高，必須用角向磨光機(jī)或扁鏟清除。焊條角度參照打底焊接時(shí)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(dāng)增大，有利于消除焊趾處難以清除的熔渣。運(yùn)條采用矩齒形或反月牙形運(yùn)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(cuò)。短弧焊接，在焊縫兩邊要有足夠的停留時(shí)間，以保證兩側(cè)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(zhǎng)電弧在兩邊的停留時(shí)間使填充焊道中心稍凹，對(duì)于蓋面層的焊接起著至關(guān)重要的作用。填充過(guò)程中應(yīng)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(shí)，在弧坑前方 10-15mm 處引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度運(yùn)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(nèi)在質(zhì)量，而且可為蓋面層的焊接打好基礎(chǔ)。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(yùn)條，當(dāng)擺動(dòng)道兩側(cè)時(shí)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(guān)系到試板焊縫的正面成形。焊接前應(yīng)徹底將填充層的熔渣、飛濺清除干凈。焊接時(shí)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(shí)間，防止產(chǎn)生焊偏、咬邊、未熔合等缺陷，接頭時(shí)，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(xiàng)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(shù)水平，使正面焊縫高低平

18、整，寬窄一致。蓋面層焊接時(shí)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(shí)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(guò)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(guò)程中溶解度急劇下降氣體將會(huì)析出形成氣泡，上浮過(guò)程中如來(lái)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(hù)熔池，另外可以縮短熔滴過(guò)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(shí)焊接電流不可過(guò)大，因?yàn)?/p>

19、焊接電流增大時(shí)，會(huì)促進(jìn)熔滴細(xì)化，吸收氣體量也會(huì)增加，產(chǎn)生氣孔的可能性會(huì)隨之增大；三是試板坡口兩側(cè)及層間的鐵銹及污物應(yīng)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(guò)程中，因?yàn)楹笇娱g熔渣清理不徹底，又由于焊速快，熔池凝固較快，熔渣來(lái)不及浮出熔池而形成夾渣。解決夾渣時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是徹底清除層間熔渣，特別是封底層與坡口兩側(cè)的夾渣較難清除，要用尖頭小錘及鋼鋸條認(rèn)真清理；二是填充層施焊運(yùn)條時(shí)應(yīng)在坡口兩側(cè)停留的時(shí)間稍長(zhǎng)些，不僅能使熔渣有充足的時(shí)間浮出，還可使焊縫焊得平整，為蓋面層的焊接打好基礎(chǔ)。3.3 咬邊咬邊咬邊是蓋面層焊接時(shí)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(diǎn)：一是蓋面層要薄不宜超過(guò) 23 mm；二是運(yùn)條時(shí)擺動(dòng)要均勻，在坡口的兩側(cè)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(dāng)選用3.2mm 焊條時(shí)。焊接電流為 110A。以避免因熱輸入偏大而造成的咬邊缺陷。結(jié)論結(jié)論采用堿性焊條手弧焊進(jìn)行仰位板件的單面焊雙面成形時(shí)，為了得到優(yōu)良的焊接接頭，應(yīng)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(shí)調(diào)整焊條角度、電弧長(zhǎng)度；（4）、掌握好運(yùn)條步伐、擺動(dòng)幅度