管V形坡口對接水平固定手弧焊操作方法探討

鐘強

【摘 要】手弧焊操作，是一項技術性較強、體力消耗較大的手工操作技能。管V形坡口對接水平固定手弧焊操作，又是接焊操作中難度最大的一種，俗稱全位置焊。此操作中有平焊、立焊和仰焊等位置焊，本文按照仰焊→立焊→平焊的焊接順序，從打底層焊和蓋面層焊的操作方法進行探討，以求獲得較好的焊接質量。

【關鍵詞】手弧焊；全位置焊；工藝特點；打底層焊

水平固定是指被焊管件放在水平位置或接近水平位置的焊接。施焊中包括仰、立、平三種空間位置，也稱全位置焊接。因為焊縫是環形的，焊接過程中要隨焊縫空間位置的變化而相應地調整焊條角度，才能保證正常操作，熔化金屬在仰焊位置時有向下墜落的趨勢，易產生焊瘤。而在立焊位置及過渡到平焊位置時，則有向管子內部滴落的傾向。因此焊條角度變化很大，操作比較困難。水平固定管的單面焊雙面成形焊接有以下工藝特點：

1）管件的焊接，不管是內在和外觀的焊接質量都有較高的技術要求，對施焊人員要求也高。

2）由于管接頭曲率的存在，焊接位置也不斷地變化，焊工的站立位置與焊條的運條角度也必須適應變化的要求。

3）在焊接較小管徑的情況下，焊接所產生的熱量上升快，焊接熔池溫度不易控制，在焊接電流不能隨時調整的情況下，主要靠焊工擺動焊條來控制熱量，因此，要求焊工應具有較高的操作技術水平。

為提高水平固定管焊接質量，根據自己的實際操作經驗，現總結一些水平固定管實際操作技巧與方法，供大家參考。

1 焊前準備

1.1 焊件

20鋼無縫鋼管兩節，規格為Φ60mm×5mm×100mm，坡口面角度為30°。

1.2 焊接材料

E5015型的Φ2.5mm和Φ3.2mm焊條若干根。焊前焊條要烘干350℃～400℃ 并保溫1～2小時備用。

1.3 焊接設備

WS-400型手工鎢極氬弧焊焊機一臺。要求弧焊電源要完好，鉗把線、地線齊全完整，焊機接地良好。

1.4 輔助工具

焊條烘干箱、焊條保溫桶、焊縫萬能量規、鋼直尺、放大鏡、手電筒、內磨機、敲渣錘、鋼絲刷、鏨子、銼刀等。

2 焊件清理與定位焊

2.1 焊件清理

將焊件坡口內、外兩側20mm范圍內的鐵銹、油污、氧化皮等清理干凈。

2.2 焊件的組對與定位焊

管子水平固定的對口，除了應滿足坡口、鈍邊、清潔工作等要求之外，還必須滿足管子軸線的對正，以免焊后中心線偏斜。管件組對后的坡口形式為V形坡口60°，鈍邊尺寸為0.5～1mm，仰焊部位與平焊部位的組對間隙分別為2.5mm與3.2mm。組對完成后，檢查焊件內表面有無錯邊現象。定位焊時所使用的焊條應與正式焊接時相同，定位焊為2點，均選在對稱的爬坡位置（嚴禁選在12點與6點處），定位焊縫長度不超過10mm。

3 確定焊接工藝參數

采用兩層兩道進行焊接。打底層焊接時，采用斷弧焊法，焊條直徑選用2.5mm，焊接電流為75～80A；蓋面層焊接時，采用鋸齒形運條法焊接，焊條直徑選用3.2mm，焊接電流為100～120A。

4 焊接操作

選用E5015型電焊條，直流反接進行兩層兩道焊接。將組對好的焊件水平固定在焊接工位架上，焊縫最高點距地面不得超過1.2m，施焊點在仰焊部位，自下而上焊接。焊件自始焊點分為左半部分和右半部分，先焊左半部分，后焊右半部分。

4.1 打底層的焊接

為了使坡口根部焊透，采用斷弧焊法，用斷弧與燃弧之間的時間來控制熔池形狀及熔池溫度、厚度。焊接時焊條角度應隨焊接位置的不斷變化而隨時調整，在仰焊、斜仰焊區段，焊條與管子切線的傾角應由80°～85°變為100°～105°；隨著焊接向上進行，在立焊區段為90°；當焊至斜平焊、平焊區段時，傾角由85°～90°變為80°～85°；頻率一般在40～50次/分。頻率過慢熔池溫度低，頻率過快熔池溫度高。

先焊左半部從仰位靠后半部坡口內側約5mm處引燃電弧，適時用長弧預熱母材，預熱1.5～2s，發現母材有出汗現象，使坡口兩側接近熔化狀態，立即壓低電弧進行搭橋焊接，使電弧穿透坡口根部，迅速壓低電弧做橫向擺動發現坡口根部出現熔池并聽到“噗噗”的聲音后，立即斷弧形成第一個熔池。當熔池降溫，顏色變暗時，再壓低電弧向上頂，形成第二個熔池，引弧的位置在前一熔池的2/3處。如此反復均勻地點射送給熔滴，控制熔池的形狀并不斷向前施焊而完成前半部的打底層焊接。右半部的操作方法與左半部相似，但是要進行仰位和平位的兩處接頭。

進行打底層斷弧焊接時，熄弧動作要干凈利落，不要拉長電弧，保持大小適宜的熔孔，過大會使焊縫背面產生下墜或焊瘤。熄弧與燃弧的時間要適宜，要求在每一個熔池的前面要有熔孔出現，熔孔的輪廓由熔池邊緣和坡口兩側熔化的金屬組成。打底層質量主要取決熔孔的大小及間距，大小大于坡口間隙0.5～1mm，間距為熔池1/3。

4.2 蓋面層的焊接

清理打底焊的熔渣，修整局部接頭，調整工藝參數，焊接電流可以大一些。

為了使焊縫中間凸起，并與母材圓滑過渡，運條可采用月牙形，焊條角度與打底層一致，焊條擺動應平穩，運條速度要均勻，在坡口兩側稍停留1～2秒充分熔合，有節奏，防止出現咬邊。始終保持熔化坡口邊緣約1.5mm，要嚴格控制弧長，做到熔池清晰明亮，寬窄一致，波紋均勻，細膩。

在蓋面層焊接時，由于在仰焊、斜仰焊區段液態金屬易下墜，則要求焊縫焊的薄些；而在斜平焊、平焊區段熔池溫度偏高不易起弧，則要求焊縫焊的厚些，可使蓋面焊縫余高整體均勻。左右半部的操作基本相同。

5 仰焊、立焊、平焊操作技巧

仰焊質量的好壞，除了設置良好的焊接參數，更關鍵的在于如何操作，控制焊條的角度，運條方式，速度的快慢，手法穩健等。手法上要注意將焊條壓低施焊，運條幅度小，速度快，采用鋸齒形擺動，焊接中要多觀察如發現有下墜趨勢應提前停弧，敲渣，才可續焊。

立焊打底運條采用鋸齒形橫向擺動斷弧焊接，弧長應小于焊條直徑。操作時要做到：一看：觀察熔池大小，并基本保持一致；二聽：聽焊接的聲音，“噗噗”聲；三準：焊接時溶孔的斷點位置要把握準確。

平焊運條采用鋸齒形焊接，施焊中在兩側稍作停留，收尾點起過始焊端10mm，焊縫收口時要填滿弧坑。

總之，在實際操作中只要我們激發好奇心和求知欲，主動思考，大膽實踐，不斷總結創新，就會獲得較好的焊縫質量。

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[責任編輯：王偉平]