平对接焊操作

平对接焊操作

一、焊接电源极性的选择

焊接前，先根据焊件的要求确定焊条型号，再根据焊条型号选用弧焊电源。 

1.焊接电源的极性

在焊接操作前，要根据所焊接的焊件来选择弧焊电源。如果使用直流弧焊电源焊接时，要选择电源的极性 （正极性或反极性），即焊件和焊条分别与电源输出端正极、负极的连接方式。如果使用交流弧焊电源焊接，由于交流电弧焊电源的正极、负极以正弦波形不断变化，所以不用考虑极性接法。

（1）正接 图3—48a 所示为直流电弧焊的正接（又称为正极性），即焊件接直流电源的正极（+），焊条接直流电源的负极（—）。直流电弧焊的正接常用于焊接较厚的钢板，可获得较大的熔深。

（2）反接 图3—48b 所示为直流电弧焊的反接（又称为反极性），即焊条接直流电源的正极（+），焊件接直流电源的负极（—）。采用直流反接时，焊件的受热比采用直流反接时要小，因此焊接较薄的钢板时可以防止烧穿。并且，采用直流反接可减少飞溅现象和减小气孔倾向，使电弧稳定燃烧。

2.不同类型焊条的焊接电源应用

（1）酸性焊条的焊接电源 如果使用酸性焊条，可选用交流或直流弧焊电源。焊接电源的极性主要根据焊条的性质和焊件所需的热量来决定。由前述电弧构造中已知。当阳极和阴极的材料相同时，焊条电弧焊阳极区的温度高于阴极区的温度。因此，在使用酸性焊条（如E4303 型）时，利用电源的不同极性来焊接不同要求的焊件。直流正极性常用于焊接较厚的钢板，以获得较大的熔深;直流反极性用于焊接薄钢板，可以防止烧穿。如果采用酸性焊条且使用交流弧焊机作为焊接电源时，其熔深则介于直流正极性和反极性之间。

（2）碱性焊条的焊接电源 使用碱性低氢钠型（如E5015 型）焊条时，无论焊件的厚薄，均应采用直流反接。因为这样可以减少飞溅现象和减小气孔倾向，并使电弧稳定燃烧

二、影响焊接电弧稳定性的因素

焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧（即不产生断弧、飘移和偏吹等）的程度电弧的稳定燃烧是保证焊接质量的一个重要因素电弧不稳定除受焊工操作技术熟练程度影响外，还与下列因素有关。

1.弧焊电源的影响

采用直流电源焊接时，电弧燃烧比采用交流电源稳定。此外，具有较高空载电压的焊接电源不仅引弧容易，而且电弧燃烧也稳定这是因为焊接电源的空载电压较高，电场作用强，电离及电子发射强烈。

2.焊接电流的影响

焊接电流越大，电弧的温度就越高。电氛中的电离程度和热发射作用就越强，电弧燃烧也就越稳定。实验结果表明;随焊接电流的增大，电弧的引燃电压降低;同时，随着焊接电流的增大，灭弧的最大弧长也增大。所以，焊接电流越大，电弧燃烧越稳定。

3.焊条药皮或焊剂的影响

焊条药皮或焊剂中加入易电的物质（如K、Na、Ca 的氧化物），能增加电弧气氛中的带电粒子，这样就可以提高气体的导电性，从而提高电弧燃烧的稳定性。

如果焊条药皮或焊剂中含有氟化物（CaF2）及氯化物（KCl、NaCl）时，由于它们较难电离，降低了电弧气氛的电离程度，会使电弧燃烧不稳定。

三、平对接焊的焊接方法 

1.定位焊的要求

定位焊缝一般要形终金、因此选用的焊条应与正式焊接所用焊条相同。定位焊缝余高不能过大。如果定位焊缝有开裂、未焊透、超高等缺陷，必须铲除或打磨，必要时重新定位焊。

2.Ⅰ形坡口平对接焊

焊件装配时，应保证两板对接处平齐，无错边。根部间隙为1~2.5mm。定位焊缝可以短些，其间距由焊件厚度来决定。如果板厚为3mm 左右，定位焊间距为70～100mm;如果板厚大于6mm，可以在焊件两端焊牢。

焊接时，首先进行正面焊缝焊接，根据焊件厚度选择焊条直径和相应的焊接电流。如果焊件较薄，应选择小直径焊条;如果焊件较厚，选择稍大直径的焊条，以保证正面焊缝的熔深达到板厚的2/3。正面焊缝焊完后，将焊件翻转，清理干净熔渣。背面焊缝焊接时，可适当加大焊接电流，保证与正面焊缝内部熔合，避免产生未焊透的现象。

在焊接过程中，采用直线形运条或直线往复运条法运条。为了获得较大的熔深和宽度，运条速度可以慢一些，或者焊条微微地搅动。焊条角度如图3—49所示。焊缝外形尺寸的要求如图3—50所示。

厚度小于3mm 的薄焊件焊接时往往会出现烧穿现象，因此装配时可不留间隙，定位焊缝呈点状密集形式。操作中，采用短弧和快速直线往复式运条法。为避免焊件局部温度升高，可以分段焊接。必要时也可以将焊件一头垫起，使其倾斜5°～10°进行下坡焊。这样可以提高焊接速度，减小熔深，防止烧穿和减小变形。

3.V形坡口平对接焊

与Ⅰ形坡口平对接焊比较，V 形坡口平对接焊需要在坡口内进行多层焊（图3—51）。焊接第一层焊道时，选用直径较小的焊条（一般为φ3.2mm）。间隙小时，用直线形运条法;间隙大时，用直线往复运条法，以防烧穿。 

底层焊接后清理干净熔渣，顺序焊接以后各层。此时，应选用直径 φ4mm 或φ5mm 的焊条，焊接电流也应相应加大。如果第二层焊道不宽，可采用直线形或小锯齿形运条，以后各层采用锯齿形运条，但摆动幅度应逐渐加宽。摆动到坡口两侧时，焊条稍作停顿，以保证与母材的良好熔合。盖面层焊接时，应通过焊条的摆动熔合坡口两侧1～1.5mm的边缘，以控制焊缝宽度。

应将每层焊道控制在3～4mm 的厚度;各层之间的焊接方向应相反;其接头相互错开30mm;同时要控制层间温度，最好不超过180℃，以保证焊接接头的各项力学性能指标。

经验点滴

V形坡口对接平焊时，焊件处于俯焊位置，填充层焊接和盖面层焊接与其他焊接位置相比操作比较容易。但是，第一层焊接时，重力作用下的熔化金属受到电弧吹力，容易使焊道背面产生焊瘤、烧穿（图3—52a、b）等缺陷。

在实际操作中，一般可以采取灭弧焊法来控制熔池温度和熔池形状来保证焊接质量。如果采取连弧焊法一般应采用较小的根部间隙、合适的焊接电流及与电流相适宜地焊接速度，加上熟练地运条动作，就可以获得均匀的背面焊缝。

4.板对接平位单面焊双面成形

锅炉及压力容器等重要构件要求在构件的厚度方向完全焊透。大型容器可以采取双面焊接工艺;直径较小的容器因无法进入内部施焊，则要采用单面焊双面成形方法。单面焊双面成形焊接方法是指采用普通焊条，以特殊的操作方法在坡口的正面进行焊接，焊后保证坡口正、反面都能得到均匀、整齐，成形良好，符合焊接质量要求的焊缝的操作方法。这种焊接方法多用于V形坡口平对接焊、容器壳体板状对接焊、小直径容器环缝及管道对接焊、容器接管的管板焊接。

（1）准备焊件 将开成Ⅴ形坡口的焊件表面清理干净，露出金属光泽，然后锉削钝边，其尺寸为0.5～1.5 mm，最后在距坡口边缘一定距离（50 mm）的位置用划针划1条平行线，作为焊后测量焊缝在坡口每侧增宽的基准线。

（2）焊件装配 将2 块钢板装配成V形坡口的对接接头，

起焊处的根部间隙为3.2mm，终焊处为4mm，如图3—53所示。装配时，可分别用直径φ3.2、φ4.0 mm 的焊条芯夹在焊件两端。放大终焊端的间隙是考虑到焊接过程中的横向收缩量，以保持熔透坡口根部所需要的间隙。将组对好间隙的焊件在距端头20 mm 之内进行定位焊，定位焊缝长10～15mm。

（3）反变形 由于Ⅴ形坡口具有不对称性，只在一侧焊接，焊缝在厚度方向横向收缩不均，钢板会向上翘起产生角变形，如图 3—54 所示。其大小用变形角α来表示。由于要求焊缝变形角控制在3°以内。因此采用反变形法来预防焊后的角变形，即焊前将组对好的焊件向焊后角变形的相反方向折弯一定的反变形量。反变形量一般凭经验确定。用1 根水平尺搁在焊件两侧（钢板宽度为125mm 时），中间的空隙刚好放置1根直径φ4 mm 焊条（包括药皮）并能通过，如图3—55所示。

（4）操作方法 单面焊双面成形焊件的背面焊缝是否符合质量要求，关键在于底层的焊接。底层的焊接方式主要有灭弧法、连弧法。

1）灭弧法 灭弧焊法是通过控制电弧的不断燃烧和不断灭弧的时间以及运条动作来控制熔池形状、熔池温度以及熔池中液态金属厚度的单面焊双面成形方法。它主要是通过调节燃弧和熄弧时间来控制熔池温度、形状及填充金属的厚度，以获得良好的背面成形和内部质量。焊接时，采用短弧，焊条与焊接方向的夹角为30°~50°，电弧引燃、熄灭的节奏应一致（一般焊接时间在0.8～1.2 s）。

正式焊接前先在试板上试焊，检查电流是否合适及焊条有无偏吹现象。确认无误后，从焊件间隙较小的那一端引弧，经过长弧预热，然后立即压低电弧，可看到定位焊缝及坡口根部金属熔化形成的熔池，并听到"扑扑"声，这时应立即灭弧。当熔池的熔化金属颜色由亮变暗的瞬时。迅速在熔池的2/3处引弧，从坡口一侧运条到另一侧，稍作停顿，然后向后方灭弧。当新熔池颜色刚变暗时，立即在刚熄弧的坡口一侧位置引弧，压弧焊接后再运条到另一侧，并稍作停顿，听到"扑扑"声再立即灭弧。这样左右击穿，周而复始，直至完成打底焊。

灭弧法要求每一个熔滴都要准确送到欲焊位置，燃弧、灭弧节奏应控制在 45～55次/min。如果节奏过快，坡口根部熔不透; 如果节奏过慢，熔池温度过高，焊件背面焊缝会超高 （应控制在2 mm 以下），甚至出现焊瘤和烧穿现象。要求每形成1个熔池都要在其前面出现1个熔孔，熔孔的轮廓由熔池边缘和坡口两侧被熔化的缺口构成，如图3—56 所示。打底层的焊接质量主要取决于熔孔的大小和间距，熔孔以大于根部间隙约1 mm为宜，其间距应始终保持熔池之间有2/3 的搭接量。

更换焊条前，压低电弧向熔池前沿连续过渡一两滴熔滴，使其背面饱满，防止形成冷缩孔，随即灭弧。更换焊条要快，在图 3—57 所示①的位置重新引弧，沿焊道焊至接头处②的位置，长弧预热来回摆动几下后（③→④→⑤→⑥），在⑦的位置压低电弧。当出现熔孔并听到"扑扑"声时，迅速灭弧。这时更换焊条的接头操作结束，转入正常灭弧焊法。

2）连弧法 连弧焊法是在焊接过程中电弧连续燃烧，不熄灭，采取较小的坡口钝边间隙，选用较小的焊接电流，始终保持短弧连续施焊的单面焊双面成形方法。连弧法是在焊接过程中，电弧始终燃烧并有规则地摆动，使熔滴均匀地过渡到熔池中，达到良好的背面焊缝成形。一般采用较小的根部间隙、适当的焊接电流及与电流相适宜的焊接速度，并通过熟练的运条动作，就可以获得均匀、细腻的背面焊缝。

操作时，从定位焊缝上引弧，焊条在坡口内侧作 U形运条，如图3—58 所示。电弧从坡口两侧运条时均稍停顿，焊接频率约为50 个/min 熔池。应保证熔池间重叠2/3，熔孔明显可见，每侧坡口根部熔化缺口为0.5mm左右，同时听到击穿坡口的"扑扑"声。一般直径φ3.2 mm 的焊条可焊约80mm 长的焊缝。

更换焊条应迅速，在接头处的熔池后面约10mm 处引弧。焊至熔池处，应压低电弧击穿熔池前沿，形成熔孔，然后向前运条，以2/3的弧柱在熔池上，1/3 的弧柱在焊件背面烧为宜。收尾时，将焊条运动到坡口面上缓慢向后方提起收弧，以防止在弧坑表面产生缩孔。

3）其他各层的焊接 焊接电流要选择稍大一些，选用直径φ4mm 的焊条。其操作要领与V形坡口平对接焊相同。

四、平对接焊技能训练

1.Ⅰ形坡口平对接双面焊

I形坡口平对接双面焊的焊件图如图3—59 所示。焊件材质为Q235A。

经验点滴

焊接时，时常出现液态金属和熔渣混淆在一起，而会产生夹渣。此时，可适当加大焊接电流或把电弧稍微拉长一些，同时倾斜焊条角度使电弧吹向熔渣，并做往熔池后面推送熔渣的动作，将熔渣推向熔池后面，焊缝就不会产生夹渣缺陷。

做一做

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为了认识焊接电流的大小对焊缝成形的影响，做一做，是否会出现如图3—60所示的结果?

（1）调节较小的焊接电流进行焊接时，熔渣超前，使熔池与熔渣分不清（电弧在熔渣后方），会产生夹渣缺陷。

（2）调节较大的焊接电流进行焊接时，熔渣明显拖后，使熔池裸露出来，造成焊缝成形粗糙。

2.V形坡口平对接单面焊双面成形

V形坡口平对接单面焊双面成形的焊件图如图3—61所示。焊件材质为Q235A。

做一做

当接口间隙很大一致无法焊接时，先在坡口两侧各堆敷1条焊道，使间隙变小，然后再在中间施焊。采用这种方法可完成大间隙底层的焊接，如图3-62所示。