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单面焊双面成形技术的操作要领与技巧

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.

论文来源:《考试周刊》 2008年第45期
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