焊條電弧焊單面焊雙面成型焊接技術研究

陳文祥

摘要：隨著我國工業技術水平不斷提升，自動化、數字化、智能化的焊接技術逐漸涌現，為我國制造業的發展帶來質的飛躍。然而焊條電弧焊單面焊雙面成型焊接技術具有獨特的工藝特征，從單面焊接達到正反面雙面成型的目的，在我國工業結構建造中占有著重要的地位，是金屬產品加工中不可或缺的技術之一。文章主要介紹焊條電弧焊單面焊雙面成型的工藝與操作技術，供焊接人員參考，以提高焊條電弧焊操作技術水平具有借鑒作用。

關鍵詞：焊條電弧焊;單面焊雙面成型;工藝;技術

0 ?引言

在我國經濟建設和社會發展中，焊接作為先進制造技術的重要組成部分，發揮著不可替代的重要作用，焊條電弧焊單面焊雙面成型焊接操作技術，具有提高生產率、減輕焊工勞動強度、確保焊接質量等優點，已經在石油化工、船舶建造、起重和吊裝設備、鋼結構工程等建設中廣泛應用。

鋼結構焊縫特點是量大且復雜，對于焊接位置較好并且容易操作，一般采取熔化極氣體保護焊焊接，這種焊接方法有利于提高焊接工作效率;但是對于空間位置狹小，既要保證焊透又不能實現雙面焊接，不利于實現熔化極氣體保護焊焊接技術時，就會采用焊條電弧焊單面焊雙面成型焊接工藝技術。本文就結合鋼結構的特點，對焊接接頭打底層焊接，采取的焊條電弧焊單面焊雙面成型焊接工藝技術進行研究。

1 ?單面焊雙面成型工藝特點

焊條電弧焊單面焊雙面成型焊接工藝難度體現在焊縫的打底層根部焊接上，與焊條電弧焊雙面焊接不同之處在于，把以往傳統的堿性焊條連弧焊，通過新型工藝的改進，采用大電流斷弧焊，讓鐵水自動流淌到焊縫背面，觀察熔池的溫度狀態，焊條做瞬間運動，焊工依據熔孔的大小來控制焊接速度和擺動，在焊縫間隙處依靠控制金屬熔池的大小和形狀來實現單面焊接，正反雙面成型。

對于焊接領域來說是一門很難掌握的操作技術，這是為焊工，掌握好了這一門技術后，對于其他焊接操作技術的要求可以說手到擒來，很容易掌握。所以掌握好單面焊雙面成型焊接技術，是焊工以后能更好的在焊接這一領域發展的前提和基礎。

2 ?單面焊雙面成型工藝準備

2.1 坡口角度要合適，并預留一定鈍邊

在進行其焊接操作技術的時，應該準備好所必須的設備，做好準備工作。在焊接時使用V型坡口，坡口的角度控制在60-70℃為宜。通常采用氣割加工坡口法，打磨工件表面的氧化皮直至露出金屬光澤，避免在實施操作的時候出現焊接缺陷。

坡口根部有了鈍邊，可以承受較大的焊接電流，不會出現一引起電弧就擊穿根部的現象，有鈍邊容易控制熔池大小與形狀，特別是仰焊位置，必須選用稍大焊接電流才能保證焊縫背面成型，否則既無法成型也很難克服氣孔、夾渣等工藝缺陷。根據構件的厚度一般坡口應預留1-2mm鈍邊，鈍邊是沿焊件厚度方向未開坡口的端面部分。如母材厚度在3mm左右時，坡口應預留0.5mm左右鈍邊，采取小電流焊接，鈍邊太薄易被擊穿，即保證焊透又避免焊縫背面產生焊瘤缺陷。如母材厚度在12mm左右時，坡口應預留1-2mm鈍邊，采取稍大電流焊接，鈍邊太厚，避免坡口鈍邊難以熔化產生未焊透缺陷。

2.2 焊接材料的選擇

在選擇焊條牌號的時候應當以母材的材質為依據選擇相匹配的焊條，選擇焊條直徑應根據所要焊接結構構件的具體厚度來選擇，一般選擇直徑較小，如？準2.5或？準3.2焊條為宜，便于操作。

在使用焊條之前一定要做好檢查工作，以確保每根焊條的質量，如果焊條表面的顏色發生變化，有銹蝕或是表面出現裂紋，則嚴禁使用。在烘干焊條的時候應當根據焊條的性質來制定相應的溫度，嚴格控制焊條的烘干溫度和恒溫時間，在取用焊條時避免受潮，應預先放置在準備好的保溫桶內隨用隨取。

2.3 坡口根部間隙要合適

當完成加工構件并滿足坡口角度要求時，為了保證焊縫根部鈍邊能被電弧擊穿完全熔化，構件裝配定位之前焊縫根部應該預留一定的間隙，考慮焊件受熱膨脹收縮特性，以300-400mm焊縫長度為例，實踐證明，先焊部位根部間隙尺寸可以選擇為所使用焊條直徑尺寸，后焊部件根部間隙尺寸應該大于焊條直徑的1-2mm左右為宜，間隙尺寸偏差應在1-2mm左右。

根據現場的實際情況，利于根部坡口鈍邊能被完全熔透，間隙的大小還與以下因素有關：

①構件的厚度：在焊接過程中構件母材較薄、較窄，散熱就會慢，熔池的溫度不宜散失，根部的間隙就要選擇較小一些，反之就要選擇較大一些。②電流參數：斷弧焊，當焊工習慣使用大電流焊接操作時，根部間隙就要略小;其次立焊與仰焊位置焊接電流要比平焊位置電流略大10%-20%。③焊接位置：平焊和橫焊位置，先焊部位間隙可以小于所使用的焊條直徑，而對仰焊和立焊位置，先焊部位的焊縫根部間隙可以選擇焊條直徑，后焊部件就要稍大。④鈍邊尺寸：坡口鈍邊厚，焊縫根部間隙適當大些;反之，根部間隙也應適當小些。

3 ?單面焊雙面成型操作技術

分析認為能進行焊條電弧焊單面焊雙面成形焊接操作技術的焊工，具有一定焊接操作技術基礎，在單側根部打底層焊接上實現單面焊雙面成型目的，其焊接操作技術及注意事項如下：

3.1 采用直流反接斷弧焊法

使用直流電源在進行根部打底焊接時，通常有斷弧焊與連弧焊兩種方法。斷弧焊要求焊工手要穩，每次起弧擊中的點要精準一些，能更好控制熔池形狀、大小，把握好焊縫背面成型質量;連弧焊則是對焊工調節電流能力和控制間隙要求高，電流小熔深較淺，容易產生未焊透焊接缺陷，電流大容易將坡口根部燒穿產生焊瘤缺陷。

堿性焊條采取直流正接進行根部焊接打底時，此時母材溫度高，不易粘條，熔深較深，坡口鈍邊好擊穿，焊縫背面成型較容易，對于初學者來說較容易掌握。在仰焊焊接位置應用中，焊接位置操作難度和熔池鐵水重力的影響，采用此方法，焊縫背面成型很容易凸出1mm以上，但是焊件受溫度的影響熔池中間容易形成收縮氣孔，第二滴鐵水沒有將其完全覆蓋和熔化后，就形成表面氣孔，所以一般不推薦使用。

3.2 做到準確引弧和果斷熄弧

在坡口10-15mm范圍內引燃電弧，直到焊縫根部壓低電弧3秒，利用電弧的穿透力擊穿根部鈍邊，焊條端部達到熔化狀態，鐵水迅速填滿根部間隙，形成熔池。聽到焊縫背面有“噗噗”的聲音，鈍邊被熔化伴隨會出現一個比間隙稍大的熔孔，熔孔的出現即表示根部已經焊透，此時就可以果斷將焊條挑起熄弧，這樣第一滴熔滴就形成。

焊鉗與電纜有重力，始終保持身體重心穩定，進行第二滴熔滴焊接時，準確擊中溫度最高處焊點位置，手臂不動利用手腕的挑動動作來完成，采取同樣的方法，隨焊條繼續熔化，擊穿的熔孔被焊上，直到一根焊條焊完為止。

3.3 焊縫中間接頭是關鍵

由于一根焊條焊接的長度有限，根部打底焊縫焊接由若干根焊條焊接完成，所以中間就要進行更換焊條操作，也就產生焊縫中間接頭。為了避免中間接頭焊縫脫節、夾渣和未焊透等缺陷產生，更換焊條要快，接頭應準，即在前道焊縫收尾處尚處于紅熱狀態，以最快的速度將待焊接頭處藥皮清理干凈，以便引燃電弧，回行距離接頭部位10-15mm處立即引弧，熔滴恰到好處熔化在焊縫根部，前面幾滴鐵水停留時間比正常焊接時多2秒，這樣有利于前后熔滴熔合，背面成型一致，能有效地避免焊接缺陷，其焊縫中間接頭質量好壞將直接影響焊縫的整體質量。

3.4 牢記焊接三個基本運條動作

首先是焊條向熔池方向送進，由于焊條端部在不斷熔化，焊條慢慢在變短，為了保證電弧穩定燃燒，在焊接過程中就要將焊條適當的速度向熔池方向送進，保證電弧長度不變，其送進的速度應該等于焊芯熔化的速度;其次焊條縱向移動，為了獲得一定長度尺寸焊縫，焊接方向沿焊縫軸線方向的縱向移動;最后是焊條橫向擺動，對于坡口間隙稍大，焊條就要以小齒距的鋸齒形運條操作，兩端稍作停留中間過渡要快橫向擺動。總之，焊接的三個運條動作應該有機結合，多適應、多操作、多總結，靈活運用才能確保焊縫正面、背面成型質量。

3.5 克服熔滴重力對焊縫成型的不利影響

首先要選擇合適的焊接電流，由于熔滴的重力，平焊位置根部打底焊接，后一熔滴覆蓋前一熔滴的二分之一，焊接電流比立、橫、仰焊位置焊接電流略小10-15%左右。在進行立焊和仰焊位置根部焊接時，在熔池的中央，熔化的鐵水和熔渣始終受重力作用垂直向下的，為此，焊工要通過采用調整焊條的角度，焊條引弧端指向待焊部位，與工件成70-80℃左右壓低焊接電弧，利用電弧的推力擊穿熔孔。進行仰焊位置根部打底擊穿熔孔焊接時，后一熔滴覆蓋前一熔滴的三分之一;進行平、立、橫焊位置根部打底擊穿熔孔焊接時，后一熔滴覆蓋前一熔滴的二分之一，電弧在熔池前端或上部壓低和稍作停留等方法來克服重力的不利影響。

4 ?結束語

綜上所述，焊條電弧焊單面焊雙面成型焊接操作技術掌握起來較復雜，對焊工基本功要求較高。操作難度大，主要是焊縫背面成型難以把握，或多或少會出現氣孔、夾渣、未焊透等焊接缺陷。但是我們只要掌握好其主要操作要點，勤加練習，善于總結，注重理論知識的獲取與實踐的結合靈活運用，才能不斷提高焊接技能水平，以其更好地為社會工業發展服務。

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