单面焊双面成形技术的操作要领与技巧
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作者: 任建均
摘要： 本文以板状试件手工电弧打底焊为例，介绍了单面焊双面成形技术的“五要领”和“六技巧”，指出只有熟练掌握“看、听、准、短、控”的五要领和“定位、起头、运条、收弧、接头、收尾”的六技巧，才能焊出内外质量合格的焊缝与试件。
关键词： 单面焊双面成形 要领 技巧 焊工实习教学
单面焊双面成形技术是手工电弧焊难度较大的一种操作技术，同时又是参加各类技能考试、技术比武，特别是锅炉、压力容器和压力管道焊工必须熟练掌握的基本技能。尽快地掌握单面焊双面成形技术的操作要领和技巧，不仅是每个参加技能考试、技术比武和锅炉、压办容器取证焊工十分关心的问题，而且是各技工学校培训中心（站）焊工实习指导教师必须要讲解和示范的主要内容。
要掌握好手工电弧焊单面焊双面成形操作技术，一定要熟练掌握“看、听、准、短、控”的“五要领”和“定位、起头、运条、收弧、接头、收尾”的“六技巧”。下面以灭弧焊为例，分别介绍“五要领”和“六技巧”在手工电弧焊单面焊双面成形打底焊中的具体应用。
1.“五要领”
1.1 看
“看”就是观察。在焊接过程中要认真观察熔池的形状、熔孔的大小及铁水与熔渣的分离情况，还应注意观察焊接过程是否正常（如偏弧、极性正确与否等）。熔池一般保持椭圆形为宜（圆形时温度已高）。熔孔的大小以电弧将两侧钝边完全熔化并深入每侧0.5―1mm为好。熔孔过大时，背面焊缝余量过高，易形成焊瘤或烧穿；熔孔过小时，容易出现未焊透或夹渣现象（弯曲试验时易开裂）。焊接时一定要保持熔池清晰，熔渣与铁水要分开，否则易产生未焊透及夹渣等缺陷。当焊接过程中出现偏弧及飞溅过大时，应立即停焊，查明原因，采取对策。
“看”是控的前提条件和依据，非常重要，只有看得清、辨得明才能做到“控得有理”、“控制得法”。
1.2 听
焊接时要注意听电弧击穿坡口钝边时发出的“噗噗”声，没有这种声音，表明坡口钝边未被电弧击穿，如继续向前焊接，则会造成未焊透，熔合不良等缺陷，所以在焊接过程中，应仔细听清楚是否发出“噗噗”声。
“听”也很重要，要听清楚，为“控”提供可靠的信息，只有“听”得清，才能“控”得好。
1.3 准
送给铁水的位置和运条的间距要准确，并使每个熔池与前面熔池重叠2/3，保持电弧的1/3部分在熔池前方，用以加热和击穿坡口钝边。只有送给铁水的位置准确，运条的间距均匀，才能使焊缝正反面成形均匀、整齐、美观。
“准”对焊接质量十分重要，它是衡量一个焊工操作技能是否熟练、基本功是否扎实的最终体现。一个好的焊工必须做到手眼合一，眼睛看到哪里，手就迅速地把焊条准确无误地送到哪里，只有这样才能保证焊缝内部质量和外观成形。
1.4 短
短有两层意思。一是指灭弧与重新引燃电弧的时间间隔要短，就是说每次引弧的时间要选在熔池处在半凝固半熔化的状态下（通过护目玻璃能看到暗红时）。对于两点击穿法，灭弧频率大体上以50-60次/min为宜。如果间隔时间过长，熔池温度过低，熔池存在的时间较短，冶金反应不充分，容易造成夹渣、气孔等缺陷；时间间隔过短，熔池温度过高，会使背面焊缝余高超高，甚至出现焊瘤或烧穿。二是指焊接时电弧要短，焊接时电弧长度等于焊条直径为宜。电弧过长，一是对熔池保护不好，易产生气孔；二是电弧穿透力不强，易产生未焊透等缺陷；三是铁水不易控制，不易成形而且飞溅较大。
只有短弧操作和接弧的时间适当短，才会减少和避免气孔、未焊透等缺陷的产生。
1.5 控
“控”的含义是指“控制”。“控制”的主要内容有：
1.5.1 控制铁水和熔渣的流动方向
焊接过程中电弧要一直在铁水的前面，利用电弧和药皮熔化时产生的气体定向吹力，将铁水吹向熔池后方，这样既能保证熔深又能保证熔渣与铁水很好地分离，减少产生夹渣和气孔的可能性。当铁水与熔渣分不清时，要及时调整焊条的角度（即焊条角度向焊接方向倾斜），并且要压低电弧，直至铁水与熔渣分清，并且两侧钝边熔化0.5―1 mm缺口时方能灭弧，然后进行正常焊接。
1.5.2 控制熔池的温度和熔孔的大小
焊接时熔池形状由椭圆形向圆形发展，熔池变大，并出现下塌的感觉。如不断添加铁水，焊肉也不会加高，同时还会出现较大的熔孔，此时说明熔池温度过高，应迅速灭弧，并减慢焊接频率（即熄弧的时间长一些），等熔池温度降低后，再恢复正常的焊接。
在电弧的高温和吹力的作用下，试板坡口根部熔化并击穿形成熔孔。施焊过程中要严格控制熔池的形状，尽量保持大小一致，并随时观察熔池的变化及坡口根部的熔化情况。
熔孔的大小决定焊缝背面的宽度和余高，通常熔孔的直径比间隙大1―2mm为好。焊接过程中如发现熔孔过大，表明熔池温度过高，应迅速灭弧，并适当延长熄弧的时间，以降低熔池温度，然后恢复正常焊接。若熔孔太小则可减慢焊接速度，当出现合适的熔孔时方能进行正常焊接。
1.5.3 控制焊缝成形及焊肉的高低
影响焊缝成形、焊肉高低的主要因素有：焊接速度的快慢、熔敷金属添加量（即燃弧时间的长短）、焊条的前后位置、熔孔大小的变化、电弧的长短及焊接位置等。一般的规律是：焊接速度越慢，正反面焊肉就越高；熔敷金属添加量越多，正反面焊肉越高；焊条的位置越靠近熔池后部，表面焊肉就越高，背面焊肉高度相对减少；熔孔越大，焊缝背面焊肉就越高；电弧压得越低，焊缝背面焊肉就越高，否则反之。在仰、立焊位时焊缝正面焊肉易偏高，而焊缝背面焊肉易偏低，甚至出现内凹现象。平焊位时，焊缝正面焊肉不易增高，而焊缝背面焊肉容易偏高。
仰焊位焊缝背面焊肉高度达到要求的方法是利用超短弧（指焊条端头伸入到装配间隙中）焊接特性。同时还应控制熔孔不宜过大，避免铁水下坠，这样才能使焊缝背面与母材平齐或略低，符合要求。
通过对影响焊肉高低的各种因素的分析，利用上述规律，对焊缝正反面焊肉的高度进行控制，使焊缝成形均匀整齐。
“控”，是在“看、听、准、短”的基础上，完成焊接最关键的环节，是对焊工“驾驭”焊接熔池能力的考验。焊接技术水平越高的焊工，焊接“火候”掌握得越好，焊缝质量也越高。
2.“六技巧”
2.1 定位技巧
试件焊接前，必须通过点固来进行定位，板状试件（一般长300mm）前后两端点固进行定位，定位焊缝长度为10-15mm为宜。
由于定位焊缝是正式焊缝的一部分，要求单面焊双面成形，并且不得有夹渣、气孔、未焊透、焊瘤、余高超高或内凹等缺陷。所采用的焊条牌号、直径、焊接电流与正式焊接时相同。用灭弧焊打底焊接时，各类试件装配尺寸见表1。
2.2 起头技巧
起头的顺利与否直接影响焊工的操作情绪，引弧先用长弧预热3―5 s后，立即压低电弧，焊条做横向摆动；当听到电弧穿透坡口而发出“噗噗”声时，同时看到坡口钝边熔化并形成一个小熔孔（形成第一个熔池），表明已经焊透，立即灭弧，形成第一个熔池，此时，起头结束。
2.3 运条技巧
运条是指焊接过程中的手法，包括焊条角度和焊条运行的轨迹（焊条摆动方式），平焊、立焊、仰焊时焊条角度（焊条与焊接方向的夹角）一般为60°-80°。横焊焊接时焊条角度一般为60°-80°，与试板下方呈75°-85°。
平焊、立焊、仰焊的轨迹大多采取左右摆动（锯齿形运条），可采取左（右）引弧、右（左）灭弧，再右（左）引弧、左（右）灭弧，依次循环运条；或左（右）引弧运条至右（左）侧再运条回到左（右）侧灭弧，依次循环运条。横焊运条方式，一般采用斜锯齿或斜圆圈形，从坡口上侧引弧到坡口下侧灭（熄）弧，再从坡口上侧引弧到坡口下侧灭弧，依次运条。
2.4 收弧技巧
当一根焊条焊完，或中途停焊而需要熄弧时，一定注意作收弧动作，焊条不能突然离开熔池，以免产生冷缩孔，收弧的方法有两种：
第一种为补充熔滴收弧方法，即收弧时在熔池前方做一个熔孔，然后把焊条引至坡口面上灭弧，并向熔池尾部送2―3滴铁水，主要目的是减慢熔池的冷却速度，避免出现冷缩孔。该种收弧方法适用于酸性药皮焊条。
第二种方法叫回焊收弧法，收弧时焊条向坡口边缘回焊5-10mm（即向焊接反方向坡口边缘回焊收弧），然后熄弧，该种收弧方法适用于碱性药皮焊条。
2.5 接头技巧
接头方法有两种：热接法和冷接法。
2.5.1 热接法
收弧后，快速换上焊条，在熔池尚保持红热状态时，立即从熔池前面引弧迅速把电弧拉到收弧处用连弧（作横向锯齿形运条）进行焊接，焊至熔孔处电弧下压，当听到电弧击穿坡口钝边时发出的“噗噗”声后，立即灭弧，转入正常灭弧焊进行焊接。热接法的要领是更换焊条动作要迅速，运条手法一定要熟练和灵活。热接法特别适用于技术比武（节省时间），也是在焊接生产中最常用的接头方法。
2.5.2 冷接法
引弧前把接头处的熔渣清理干净，收弧处过高时应进行修磨形成缓坡，在距弧坑约10mm处引弧，用长弧稍预热后（碱性焊条可不预热），用连弧作横向摆动，向前施焊至弧坑处，电弧下压，当听到电弧击穿坡口根部发出“噗噗”声后，即可熄弧进行正常的焊接。冷接法的优点是：当收弧不好（如有缩孔或焊肉过厚）时，能进行修磨，消除缺陷和削薄接头处，易保证接头质量；同时操作难度也比热接法时小一些。缺点是焊接效率没有热接法高，特别是在不许修磨接头时（如技能比赛），不宜采用此法。
2.6 收尾技巧
收尾是指第一层打底焊缝与定位焊缝相连接处，当焊至离定位焊缝前端3-5mm时，应压低电弧，用连弧焊接方法焊至定位焊缝并超过3-5mm后灭弧。收尾时所留的定位焊缝长度要合适，操作技巧要熟练，才能保证接头收尾的质量。
参考文献：
［1］李继三.电焊工［M］.北京：中国劳动出版社，1996.
［2］王长忠.焊工工艺与技能训练［M］.北京：中国劳动社会保障出版，2001.
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