熔池形狀分析法在平板焊接技術培訓中的應用

張紅 姜新成

(國王新疆電力公司培訓中心,新疆烏魯木齊 830026)

熔池形狀分析法在平板焊接技術培訓中的應用

張紅 姜新成

(國王新疆電力公司培訓中心,新疆烏魯木齊 830026)

單面焊雙面成型焊接技術是焊接作業的關鍵技術，熔池形狀分析法是通過觀察焊接過程中熔池的形狀和熔孔的大小確度焊條的送進位置和熔化時間，從而達到減少焊接缺陷，提高焊接質量的目的。

焊接 缺陷 熔池

平板對接單面焊雙面成型操作技術在學習過程中容易出現未焊透、弧坑裂紋、焊瘤等缺陷。

1 焊前準備工藝

要求清除試件坡口兩側20mm范圍內油、銹及污物，使其露出金屬光澤，工件按表一要求加工。檢查焊機是否正常，焊條必須經過150℃，1小時烘干后放在保溫筒內使用。由于是初學，鈍邊加工為1.5～2mm，可有效減慢焊條送進的頻率和焊接速度，彌補基礎本不扎實的弱點。焊接工藝參數按照表二執行。

2 打底層起弧處熔池形狀分析及操作要領

打底層焊接時采用斷弧兩點擊穿法，由于起焊處試件溫度較低，焊條熔化后，短時間內母材還未達到熔化溫度，此部位最容易出現未熔合和單邊未焊透缺陷。熔池不是凝固太快看不見，就是不完整或完全沒形成，多數學員無法控制。所以引燃電弧后要適當抬高電弧進行預熱，待母材溫度升高后將焊條送入坡口內鈍邊處稍做擺動待一個完整的熔池形成后再熄滅電弧, 熔化時間大約為1秒鐘，而且每次熄滅電弧時都必須能看見完整的月牙形熔池。

如果熔池沒有形成，說明熔化時間不夠，運條時沒有兩邊擺動，或焊條沒有伸入致鈍邊處。若熔池成半個月牙形說明焊條角度不對，沒有對正間隙或是焊條偏芯產生了單邊未透缺。正確的熔池形狀應該是月牙形完整，寬度均勻，每一個熔池都壓上一個熔池2/3，兩鈍邊各熔化1mm。如果鈍邊熔化大于1mm說明熔化時間過長或焊條送進位置太前，使焊條熔化的金屬完全從間隙中漏出，此時要減少熔化時間，延長熄弧時間，控制熔池溫度不要過高，以免產生燒穿或焊瘤缺陷，每個新熔池壓上一個熔池的2/3；如鈍邊熔化小于1mm或要根本沒有熔化，說明熔化時間不夠或焊條送進位置太后，無法形成熔池，需增加熔化時間。

3 打底層焊接過程中的熔池形狀

起弧后，焊至10mm采用兩點擊穿法，雖然分左右兩點，可每次熄弧看到的仍是一個月牙形熔池，否則就會產生單邊未熔合或未焊透缺陷。打底層的目的就是將兩試件熔為一體，因此焊條必須伸入到坡口根部鈍邊處， 才能保證根部迅速熔化，達到焊層薄，兩邊溝槽淺、不易產生夾渣。如果不敢將焊條伸到鈍邊處，焊條與鈍邊有一定的距離，熔化鈍邊的時間會增長，要等坡口內金屬熔化后才能熔化到鈍邊，雖然只有幾毫米的差別，可焊后會產生焊縫兩邊溝槽很深，焊層厚度較大，焊第二層時易產生夾渣缺陷。如果焊層厚，焊縫內如有氣孔、夾渣等缺陷，在第二層焊接時也不易充分逸出，保證不了焊接質量。

表一 (mm)

表二 (mm)

4 打底層收弧處和接頭處熔池形狀分析及操作要領

收弧應填滿弧坑，使熔池緩慢降溫，保證有足夠的抗裂強度，消除弧坑裂紋缺陷。采用三個步驟收?。?1)待熔池收縮致2/3時送進一次，加強熔池的強度；(2)等熔池收縮致2/3時再送進，熔化時間要比上次短，再次加強填充量；(3)最后一次送進要待上次熔池收縮致1/3時送進，熔化時間比第二次更短。要做到3次送進一次比一次熔化時間短，一次比一次熄弧時間長，才能達到降溫、加強作用，才不易產生弧坑裂紋。如果每次的熔化時間都一樣，就不能使熔池緩慢降溫，熔池在高溫下急劇冷卻，依然會產生弧坑裂紋。

焊縫接頭時，焊縫金屬已完全凝固，試件溫度低，熔化時間相對長，因此，要按起弧處觀察和手法操作，一個熔池壓個熔池2/3位置，待熔池形成后熄滅電弧。隨著試件溫度增加，焊接過程必須根據熔池大小、形狀來判斷焊條的送進位置和熔化時間，不能簡單的模仿運條手法和固定的熔化時間，根據當時的熔池形狀判斷下次焊條送進的位置和時間，才能彌補動條時手不穩、基本功不扎實的不足 。

5 第二層焊道熔池形狀分析及操作要領

打底層采用兩點擊穿斷弧焊法，各接頭高低不平，坡口內焊縫兩側溝槽較深，焊后要徹底清理熔渣。為了保證熔化充分，第二層采用連弧焊，仍選用Φ3.2焊條，運條作Z字形擺動，兩邊停留時間長，中間停留時間短，熔池為大的橢圓形，如前進速度慢了，熔渣和鐵水容易堆積，當堆積到一定量后向前流動，造成熔池消失，產生夾渣缺陷和未熔缺陷。如果前進速度過快，熔池成型為尖橢圓形，溝槽深的部位熔化不充分，也容易產生夾渣缺陷。

6 蓋面層焊道熔池形狀分析及操作要領

蓋面層焊道最容易出現表面未熔合、表面夾渣缺陷。主要是因為運條角度不正確，擋住視線或焊道未填滿所致，應作Z字形擺動，當焊條擺至坡口邊緣，看見熔池邊緣坡口邊潤濕且熔化金屬填滿熔池與母材厚度相同即可繼續前進，焊后可達到表面成型良好。

7 結語

采用熔池形狀對照分析和操作示范相結合方法教學，能根據熔池情況準確判斷焊條送進位置、角度和熔化時間，快速掌握關鍵部位的操作要領，提高在復雜焊接施工中的應變能力，缺陷出現率明顯下降。焊后的試件經各項檢驗均能達到標準要求。

[1]《焊工手冊》.機械工業出版社.

[2]《工程焊接技術與質量試驗檢測評定標準實用手冊》.機械電子工業出版社.