对接横焊焊条电弧焊.docx
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对接横焊焊条电弧焊
对接横焊焊条电弧焊
作者：
普小平
单位：
大唐连城发电厂
时间：
2007年1月28日
对接横焊焊条电弧焊
［摘要］本文针对低合金钢板横焊过程中，操作工艺难度比较大，易产生铁水下流至下坡口面上容易形成未熔合和层间夹渣，并在坡口上边缘易产生咬边，下边缘易形成液态金属下坠导致焊缝正面成形不良等焊接缺陷问题，从焊接操作方法的角度分析其原因，结合自己的工作实践经验，在使用碱性低氢型焊条时，可以通过正确掌握焊接方法克服和消除缺陷，获得良好的焊缝成型并保证焊接质量。
［关键词］正确掌握焊接方法横焊焊接
1、问题的提出
在实际生产中常会遇到一些厚度较大的低合金钢板对接横焊工作，而且要求单面焊双面成型。
在使用结507焊条焊接16Mn钢板时，原则上采用直流反接极性焊接。
但是，在实际操作中焊缝填充层和盖面层极易产生液态金属下坠和盖面层上边缘咬边，严重影响了焊接质量。
2、问题原因分析
采用直流反接法横焊时，由于熔化金属受重力作用，下流至下坡口面上容易形成未熔合和层间夹渣，并在坡口上边缘易产生咬边、下边缘易形成液态金属下坠。
其实在横焊时液态金属和熔渣较易分清，操作时焊工可以看清熔池的形态，应该能较好地控制熔池。
但是，在焊接过程中往往出现下坡口面熔化金属下坠，上坡口面产生沟槽和咬边。
其主要原因是由于焊接规范不正确、不能正确掌握运条方法、灵活调整焊条角度、控制弧长等原因，造成横焊层间未熔合、夹渣和表面层上边缘咬边、下边缘液态金属下坠。
为此，横焊时一定要采用多层多道焊，能较好地控制熔池，同时还要控制熔池的体积和温度，焊层不宜过厚。
3、对接横焊板的装配和焊接参数
试板材料为16Mn钢板，厚度为12mm,V型坡口（坡口面两边的合成角度不大于65度），钝边1.5—2.0mm。
对接，装配时考虑到横向收缩，末端间隙略大于始端间隙。
横焊时，由于焊接层数较多，易产生较大的反变形，应预留10︒左右的反变形量；其装配尺寸见图1。
图1（对接横焊试板的装配尺寸）
打底层的焊接可采用灭弧击穿焊或连弧击穿焊进行焊接，其焊接参数见表1。
表1对接横焊打底层的焊接参数
焊接参数操作方法
试板厚度/mm
焊条直径/mm
焊接电流（A）
焊条牌号
灭弧焊
12
3.2
90—110
J507
4、打底层的焊接操作：
横板直流反接灭弧打底的操作要领：
焊接打底层时，由于过渡液态金属受重力影响，容易偏离焊条轴线，向下倾斜。
因此，在短弧施焊的基础上，除保持一定的下倾角80—90度外，还需与焊件的水平轴线倾斜70—80度，见图2。
图2（板对接横焊打底层采用灭弧焊时的焊条倾角）
由于焊条的倾斜以及上、下坡口面角度的影响，使电弧对上、下坡口面的加热不均匀：
上坡口面受热较好；下坡口面受热较差。
同时熔池金属因受重力作用下坠，极易造成下坡口面熔合不良，甚至冷接。
为此，应先击穿下坡口面，后击穿上坡口面，并将击穿位置相互错开一定距离，是下坡口面击穿熔孔在前、上坡口面击穿熔孔在后。
起焊时，首先在定位焊缝前10—15mm处的坡口面上划擦引弧，然后将电弧迅速回拉到定位焊缝中心部位处加热坡口，当见到坡口两侧金属即将熔化时，将熔滴金属送至坡口根部，并压一下电弧，是熔滴与熔化的定位焊缝和母材金属熔合成第一个熔池。
当听到背面电弧的穿透声时，表明已形成了明显可见的熔孔，这时使焊条与焊件保持成一定的倾角，依次在下坡口面和上坡口面上接近钝边处击穿施焊，见图3。
图3（板对接横焊打底层采用灭弧焊击穿施焊的倾角）
在施焊过程中要控制电弧不要抬的太高，保持短弧焊接。
5、横焊打底层采用灭弧焊的操作手法见图4。
图4（板对接横焊打底层采用灭弧焊的操作手法）
V1—引弧方向V2—灭弧方向
.—表示电弧稍作停留
当电弧穿透坡口根部时，应使每侧坡口面熔化1—1.5mm,且下坡口面的熔孔要比上坡口面的熔孔超前（指焊接方向）0.5—1个熔孔直径，这样有利于减小上部熔池金属的下坠倾向，防止熔合不良或冷接。
灭弧横焊时的焊缝形状及熔孔见图5。
图5（板对接横焊打底层采用灭弧焊时的焊缝性状及熔孔）
施焊时，应使焊道背面熔化金属有稍微下坠。
如果控制电弧燃烧时间，使之不产生下坠，则焊缝上部易出现气孔，原因是气体向上逸出时，受到母材金属横断面的阻挡，逸出受阻：
其次是熔池存在时间过短。
更换焊条熄弧前，为防止产生弧坑缩孔,必须向熔池背面多补充几滴熔滴，然后将电弧拉到侧后方熄弧。
更换焊条时速度要快，换好焊条后最好在熔池尚处于红热状态下引弧施焊。
接头位置应选在熔池前缘，利用电弧的加热和吹力，重新击穿坡口钝边，为保证根部焊透，接头光滑。
当听到试板背面电弧穿透声后，稍做停留。
然后立即收弧、依次运条前进。
横焊打底层在使用碱性焊条灭弧焊法施焊时，不能像酸性焊条那样靠长弧预热或跳弧控制熔池温度，必须采用短弧焊；否则容易产生气孔，焊件背面弧长应保持约1/2弧柱长度。
6、横焊打底层采用连弧焊的操作手法见图6。
图6（打底层板采用连弧焊时的焊条倾角）
横焊打底层连弧焊时，先在施焊部位的上坡口面引弧，待根部钝边熔化后，在将液态金属带到下侧钝边，形成第一个熔池，然后击穿熔池，并立即采用斜椭圆形运条法运条。
从坡口上侧向下侧的运条速度要慢一些，防止产生夹渣以及保证填充金属与焊件熔合良好。
从下侧向上侧的运条速度要快一些，以防止液态金属下淌。
打底层横焊采用连弧焊时的焊条倾角见图7。
图7（打底层板采用连弧焊时的焊条倾角）
焊接过程中要采用短弧将液态金属送到坡口根部，收弧时，应将电弧带到坡口上侧并向后方提起收弧。
横焊打底层采用连弧焊法施焊时，焊件背面弧长应保持2/3弧柱长度。
7、其余各层的焊接操作：
其余各层的焊接均采用多道焊，每道焊缝采用横拉（稍做往复）直线运条法。
可采用直径为3.2mm的结507焊条焊接，也可以采用直径为4.0mm的结507焊条焊接，但要选择合适的焊结电流。
施焊前要认真清理前一层的焊渣、飞溅、尤其是焊道两侧的焊渣必须清理干净，防止焊接时产生夹渣。
接头处焊道凸起部分或焊瘤应錾削平，焊接时应注意以下几点：
（1）每道焊缝采用横拉（稍做往复）直线运条法时，每条焊道都要对准前一焊层（道）形成的沟槽处，一道一道地由下向上排列施焊，以防液态金属下滑影响成型，见图8。
图8（板对接横焊时焊层（道）的排列）
（2）盖面层焊缝的边缘焊道施焊时，运条应稍快，中间焊道运条稍慢，这样有利于焊缝两侧圆滑过渡，获得良好的表面成型。
（3）盖面层焊缝的边缘焊道施焊时焊条的角度见图9。
图9（板对接横焊盖面层边缘焊道施焊时的焊条角度）
（4）采用直线运条法施焊盖面层时，力求每一道上焊缝压住下焊缝的1/3，这样有利于焊道之间圆滑过渡，减小焊道之间形成的沟槽，使焊缝外表光滑美观。
8、结论
按以上操作方法施焊，焊接过程正常，在下坡口面上克服了容易形成的未熔合和层间夹渣，并在坡口上边缘没有产生咬边，下边缘没有产生液态金属下坠的现象。
焊缝成形良好，试板经X射线拍片检验，内部质量优良。
参考文献
《高级电焊工技术》机械工业出版社
《焊接基础知识》水利电力出版社
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