MAG橫對接焊焊接質量控制

摘 要：MAG橫對接焊，是焊工技能訓練和考核的項目之一，由于橫對接焊焊時熔化金屬在自重的作用下易下淌，使焊縫上邊極易產生咬邊，下邊易出現焊瘤和未熔合等缺陷，甚至直接造成試件檢驗不合格。文章以焊接技能訓練課題“MAG橫對接焊接”為基礎，結合焊接前準備、焊接工藝參數的選擇及焊接操作過程，進行反復實踐與探索，使學生在較短的時間內掌握該焊接方法，焊縫成形美觀，焊接接頭質量控制良好，相關經驗在實習訓練教學中推廣。

關鍵詞：MAG焊；橫對接焊；焊縫成形不對稱；質量控制

引言

MAG焊作為一種高效率的焊接方法，在工程機械、壓力機械、鋼結構制造等行業有極為廣泛的應用，逐步成為焊接生產的主導，因此MAG焊焊接技能的訓練成了企業對學生的一致需求，對學生進行MAG焊焊接技能的訓練，成為焊接實習課題中非常重要的一個模塊，其中一個重要的課題是“MAG焊橫對焊接”。橫焊是指在焊縫傾角為0°～180°，焊縫轉角為0°～180°的位置上所進行的焊接，也就是在垂直面上焊接水平焊縫的一種操作方法。橫對接焊焊接時熔化金屬在自重的作用下易下淌，使焊縫成形不對稱、焊縫上邊緣容易產生咬邊、下邊緣容易出現焊瘤和未熔合等缺陷，是造成試件檢驗不合格的常見因素。

文章結合技能訓練課題“MAG焊橫對焊接”的焊接前準備、焊接工藝參數的選擇、焊接操作過程，反復實踐，參考教材及實習教學，并結合實踐過程進行改進，焊縫質量得到很好的控制，焊縫優良率大大提高。

1 焊前準備

1.1 焊件

采用Q235低碳鋼板，厚度為12mm，長度為300mm，寬度為150mm，用氣割機下料，用刨床加工成V型60°坡口，根部間隙b=2.0～3.0mm，鈍邊P=0.5～1mm，焊件的技術圖紙見圖1所示。

1.2 焊絲

規格：H08Mn2Si，直徑1.2mm。

1.3 焊件清理

為防止和減小未熔合的產生，用砂輪機清理焊接試板兩側坡口面及坡口邊緣的油污、鐵銹、污垢，使焊件坡口邊緣15～20mm露出金屬光澤。清理范圍見圖2所示。可以使用鉗工臺虎鉗修磨焊件坡口鈍邊，保證鈍邊尺寸在0.5～1mm左右，同時保證鈍邊棱邊的直線度，兩塊板對在一起中間不能有縫隙。

1.4 焊機選用

選用NBC-350型CO2氣體保護焊機。為克服CO2焊的飛濺問題，本課題采用富氬混合氣體，CO2氣體含量14%，Ar2氣體含量86%。施焊前應先對電源、送絲機構、焊槍、氣瓶和減壓流量調節器等分別進行檢查，并把流量計調到所需流量，然后再進行試焊，做整體檢查。每次焊接前，都應檢查、清理導電嘴、噴嘴上的飛濺，并將噴嘴涂以硅油。

1.5 焊前裝配定位

焊接試板裝配，裝配間隙不能過大，間隙過大，背部焊縫會過高且下墜，間隙過小則焊不透，適中即可。根據教材裝配標準，始焊端裝配間隙一般為3.0mm左右，終焊端裝配間隙為4mm左右。

在實際操作中間隙定的小一點，始焊端2.5mm，終焊端3.0mm。這樣熔池更容易控制，而且背部焊縫成形美觀。在焊接過程中穿絲現象時常會出現，而上述定位方法，也減小了焊接過程中穿絲的產生。在實習定位時可以就地取材，采用？覫2.5mm和？覫3.2mm焊條頭夾在試板坡口的鈍邊處，定位焊牢兩試件，然后取出焊條，用敲渣錘將試件兩端的定位焊渣敲掉，定位精準，效率極高。定位焊的長度為10～15mm見圖3所示，對定位焊縫的焊接質量要求與正式焊縫一樣。

焊接反變形的預留的角度在3°左右。也可以就地取材在兩塊板下面墊一根？覫3.2的焊條，裝配準確且方便。

1.6 輔助工具和量具

氣體流量表，氣瓶，砂輪打磨機，敲渣錘，焊縫萬能規等。

2 焊接工藝接參數

焊接工藝參數選擇正確與否，直接影響焊縫的形狀、尺寸、焊縫質量和焊接生產率，因此，選擇合適的焊接工藝參數是焊接生產中十分重要的一個問題。MAG焊的焊接工藝接參數主要為焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長度及直徑、氣體流量等。本課題推薦接參數的選擇，見表1。

3 焊接操作過程

板厚為12mm的試板，要焊3層6道，第1層為打底層，第2層為填充層（兩道焊縫），第3層為蓋面層共有3道焊縫堆焊而成。這樣焊出來的焊縫余高不會過高，而且可以減小焊后變形量，減小角變形。

3.1 打底焊

將試件裝配在焊接的工位架上，采用左向焊，將間隙較小的一端置于右側始焊端。打底焊的參考焊接參數，電流100～110A，電壓20～22V。焊槍與焊縫角度85°～90°，焊槍與試件表面的角度為75°～85°。

在施焊時，由于上述間隙小，應盡量的將電流電壓調的偏大點，電流115A，電壓20V，這樣才能保證焊透，防止未熔合的產生。電弧運動為小斜鋸齒，焊縫窄而均勻，正反兩面成型很漂亮；也可采用斜圓圈運絲。施焊中要仔細觀察熔池和熔孔的形狀，保持熔池的大小適中一致，焊接速度要均勻。同時注意到焊槍噴嘴在坡口間隙中擺動，應在上坡口鈍邊處停留時間比下坡口鈍邊處稍長一些，防止熔化金屬下墜。

300mm長的試板焊接中盡量不要中斷，應一次焊成，減少接頭，從而減少缺陷的產生。若焊接過程中發生斷弧，應從斷弧處后15mm處重新引弧，焊槍以小幅度鋸齒形擺動，當焊接至熔孔邊緣界上頭后，焊槍應前壓，稍作停頓，再恢復斜鋸齒型擺動向前進行焊接，完成打底層的焊接，焊到試件收弧處，電弧熄滅，焊槍不能馬上移開，待熔池凝固后才能移開焊槍，以防止收弧區保護不良而產生氣孔。

3.2 填充焊

將焊道表面的飛濺清理干凈，參考電流在130～150A，電壓在20～22V。焊槍與水平面角度在5～10°。

在實際操作時使用的電流電壓的匹配情況是，電流140～160A，電壓20～24V，電流電壓調的稍大些，坡口兩側熔合較好。填充第一道時，焊槍成0°～10°俯角，電弧以打底焊道的下緣為中心作橫向斜圓圈擺動，保證熔合良好，重疊前一焊道1/2～2/3。

填充第二道時，焊槍成0°～10°仰角，電弧以打底焊道的上緣為中心，在填充層第一道和上坡口面間擺動，保證熔合良好，重疊前一道焊道1/2～2/3。

操作中采用斜圓圈法，事實上運動的軌跡并不一定就是一個斜圓圈，可能是一個斜的L，注意控制每道焊縫的高度和焊縫成形。而且采用這樣的運槍方式，能夠保證坡口兩側熔合好，也會避免焊縫之間產生溝槽的現象，從而也避免未熔合的產生，控制了道焊縫的高度和焊縫的成形。進行填充層的焊接，起焊位置與打底焊道接頭要錯開。焊接速度要慢一些，填充層的厚度以低于母材1.5～2mm為宜，且不能熔化坡口邊緣棱角，以利于該面層的焊接，否則不但不利于焊接，還會直接影響焊縫的美觀。如果填充層氣孔或清理不掉的熔滴，應當使用砂輪機將氣孔和熔滴徹底挖除之后，才能進行該面層的焊接。

3.3 蓋面焊

清理填充層焊道及坡口上的飛濺物，參考電流130～150A，電壓20～24V，焊槍的角度在0～10°。在焊接最后一道時，焊接工藝規范比填充層的小一些，可以將電流應調到130A左右，電壓調到20V左右，焊槍的角度在0°～10°。由于最后一道電流大極易產生咬邊缺陷；同時最后一層溫度高，熔池易下垂，所以要盡量調小電流，改變焊槍角度在15°。蓋面層的第一道焊縫的關鍵，不但要焊直，而且焊縫成形應圓滑過渡，焊槍噴嘴呈畫圓圈或直線往復運條。減慢焊接速度，增加在熔池邊緣的停留時間，使電弧力推動金屬流動向上。焊接過程中，應保證焊縫兩側熔合好，故熔池邊緣超過坡口棱邊1.5～2mm為佳。各焊層間相互搭接1/2～2/3，防止焊層搭接棱溝的出現，以影響表面焊縫成形的美觀，收弧時應填滿弧坑。

橫焊熔池雖有下面母材托著較易操作，但是由于重力作用致使焊縫表面成形不對稱，因此為改善焊縫表面成形，焊接過程中應盡量減小熔池體積；另外采用多道焊的方法來調整焊道外表形狀。焊接參數、焊縫層數、每層焊縫數目及焊道間的停留時間會引起有關橫對接焊接試件產生較大的角變形，比如熔池越大、停留時間越長、層間溫度高，焊接角變形就大，反之則小。

橫對接焊的未熔合大多出現在填充層，以熔合線外及兩道間多見，主要是因為焊縫區表面有氧化膜或銹皮、熱輸入不足、焊接熔池太大、焊接技術不合適、接頭設計不合理等原因造成。咬邊也常出現在焊接橫板蓋面層最后一道焊縫中，產生的主要原因是由于焊接速度太快、電弧電壓過高、電流過大、停留時間不足、焊槍角度不正確等原因。在焊接實訓教學中不斷的總結與改進焊接工藝參數及操作技巧，使橫焊焊縫的角變形得到了控制，減小了未熔合、咬邊及焊瘤的產生，焊縫成形也較美觀。

通過對技能訓練中對MAG焊橫對焊接焊接時焊接工藝參數及焊接操作過程的研究、改進，使得學生在較短的學習時間內掌握了本課題焊接工藝參數的選擇、焊縫各層操作手法與技巧，在教學過程中實踐推廣，獲得實訓老師、同學的肯定，提高了同學們的操作水平，使本課題考核優良率大大提高。

參考文獻

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作者簡介：王芝玲（1975，4-），女，江蘇省徐州市人，高級講師，工學碩士，金屬材料及焊接教育教學研究。