單面焊雙面成形水平固定管焊接，難度大，技術(shù)要求高，焊接過(guò)程中溶池形狀小，焊條的送進(jìn)往往需要在毫米間移動(dòng)，教學(xué)中僅靠示范很難掌握要領(lǐng)?，F(xiàn)有教材只是從焊條角度、運(yùn)條方法講述了操作要領(lǐng)，還沒(méi)有通過(guò)分析熔池形狀講解焊接技術(shù)要領(lǐng)的教材。焊接過(guò)程中溶池變化快，只知道焊條角度和運(yùn)條方法也很難根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)確地判斷下一次焊條送進(jìn)的位置和時(shí)間，導(dǎo)至焊工在焊接過(guò)程中應(yīng)變能力差，聽(tīng)、看與送進(jìn)不能很好地相互配結(jié)合，產(chǎn)生了焊接缺陷又不明白是什么原因造成的，學(xué)習(xí)起來(lái)很困難。采用分析焊接操作時(shí)各種位置熔池的形狀來(lái)確定焊條的送進(jìn)位置，能很快能掌握這個(gè)項(xiàng)目的焊接技術(shù)。  

一、焊前準(zhǔn)備工藝 

任何焊接作業(yè)，焊前準(zhǔn)備工作都十分重要，許多焊接缺陷都是由于準(zhǔn)備和裝配不嚴(yán)謹(jǐn)造成，因此要培養(yǎng)焊工養(yǎng)成良好的焊前準(zhǔn)備工藝作風(fēng)，避免非操作技術(shù)因素造成焊接缺陷。焊前要求清理管子坡口處20mm油、銹，露出金屬光澤，工件按表一要求加工。檢查使用的焊機(jī)是否正常，選擇直流焊機(jī)要檢查極性是否正接，焊條必須經(jīng)過(guò)150?C 1小時(shí)烘干后放在保溫筒內(nèi)使用。

焊條電弧焊水平固定管焊接采用V型坡口（如圖1）單面焊雙面成形焊接技術(shù)，我們把管子按鐘表時(shí)刻劃分(如圖1)，焊完前半圈，再焊后半圈，6點(diǎn)為仰焊，6點(diǎn)到4點(diǎn)間為仰焊爬坡，3點(diǎn)、9點(diǎn)為立焊，12點(diǎn)為平焊，2點(diǎn)到12點(diǎn)間為平焊爬坡。 

表示方法：SMAW-Ⅰ-5G-3.5/57-F1

二、管子部分焊接位置的熔池分析（前提是在焊接參數(shù)選擇正確的條件下分析） 

（1）6點(diǎn)至4點(diǎn)處仰焊至仰焊爬坡焊接難點(diǎn)及容易產(chǎn)生的缺陷

圖示對(duì)照分析

圖2所示為管子打底6~4點(diǎn)位置，焊接時(shí)容易產(chǎn)生內(nèi)凹，表面焊瘤、夾溝、夾渣缺陷的熔池形狀。

圖3所示為管子打底6~4點(diǎn)位置，焊接時(shí)不易產(chǎn)生內(nèi)凹，表面焊瘤、夾溝、夾渣缺陷的熔池形狀。

圖3 正確的焊條送進(jìn)位置

圖2斷口檢查時(shí)內(nèi)部有夾渣，背彎?rùn)z測(cè)常常達(dá)不到合格要求。

從圖2分析是由于焊條沒(méi)能伸入到坡口根部鈍邊處，熔池窄而大的橢圓形，后一個(gè)熔池壓前一個(gè)熔池的1/2，溶池重疊較少，電弧相對(duì)較長(zhǎng)，使熱量分散在坡口周?chē)荒艿绕驴趦?nèi)周?chē)覆娜刍?，鈍邊才熔化形成熔池，這樣相對(duì)熔化時(shí)間長(zhǎng)，母材焊條熔化量都多，加之處于仰焊位置，熔化鐵水在自身重力作用下下墜并帶出內(nèi)部母材熔化鐵水，產(chǎn)生內(nèi)部凹陷和外表面焊瘤缺陷。從熔池形狀看，熔池面積、厚度都較大，后一個(gè)溶池很難使前一個(gè)熔池內(nèi)氣體逸出，再?gòu)某尚慰?，焊縫兩邊有很深的夾溝，焊后管內(nèi)部焊縫成形多內(nèi)凹，外表面夾溝很深，蓋面時(shí)焊條不易伸入到溝槽底部，蓋面時(shí)無(wú)法熔化兩邊夾溝，還會(huì)造成兩焊道間內(nèi)部夾渣缺陷。

正確操作手法是從6點(diǎn)半處引燃電弧后拉長(zhǎng)電弧對(duì)母材進(jìn)行預(yù)熱，看見(jiàn)焊條頭前第一滴鐵水墜落后，焊條成75°伸入坡口根部鈍邊部位(如圖3)，稍作擺動(dòng)，熔化約1秒，第一個(gè)熔池形成后熄弧。由于未等坡口周?chē)覆娜刍?，管子兩鈍邊處已連接形成熔池，相對(duì)熔化時(shí)間短，鐵水熔化量少，熔池重量輕，不易下墜產(chǎn)生焊瘤，焊后管內(nèi)焊縫成形較飽滿，表面溝槽很淺，利于蓋面施焊。焊條送進(jìn)時(shí)必須直接伸入坡口根部鈍邊處，焊條與焊縫角度隨著前進(jìn)的位置不斷調(diào)整，焊條與溶池間的距離為2mm，聽(tīng)到擊穿聲后如果熔池也已形成，立刻熄滅電弧，后一個(gè)熔池與前一個(gè)熔池幾乎成完全疊加形式前進(jìn)。每個(gè)熔池都較薄，后一個(gè)焊接對(duì)前一個(gè)熔池進(jìn)行了充分熔化，焊縫內(nèi)氣體容易逸出，不易產(chǎn)生氣孔。熄弧后看熔池是否是細(xì)月牙形，如果熔池成窄而大的橢圓形，說(shuō)明焊條沒(méi)有送入根部，溶池搭接少或熔化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，下次送進(jìn)及時(shí)調(diào)整。 管子打底焊接的目地是讓兩鈍邊連接成一體，達(dá)到原子間結(jié)合，因此在達(dá)到目地的前提下打底層較薄為理想。

（2）2點(diǎn)~12點(diǎn)平爬坡位置至平焊位置收弧打底焊接難點(diǎn)和容易產(chǎn)生的缺陷。

焊接11至12點(diǎn)平爬坡位置焊接時(shí)由于管子溫度已經(jīng)很高，如不控制焊條送進(jìn)位置和熔化時(shí)間，容易產(chǎn)生內(nèi)部焊瘤和塌陷。焊接時(shí)要讓熔池保持合適的溫度，焊接過(guò)程中要時(shí)刻注意熔池變化，熔孔寬度一定要比間隙寬0.5~1mm，太大熔池溫度高，易產(chǎn)生內(nèi)部焊瘤，如果沒(méi)有熔孔出現(xiàn)或熔池單邊有缺口（如圖5），說(shuō)明根部鈍邊熔合不好，會(huì)產(chǎn)生未熔合就產(chǎn)生未透缺陷。兩鈍邊各熔化0.5~0.8mm比較合適，熔池成短軸為3mm，長(zhǎng)軸為間隙+0.5~1mm的橢圓形。熔化時(shí)間約為0.7秒鐘，后一個(gè)熔池壓前一個(gè)熔池的2/3，只有1/3鐵水透至焊縫背面，不易形成焊瘤，焊接角度隨著焊接的位置變化而變化。如果熔池長(zhǎng)軸大于間隙寬度1.6mm時(shí)，熔化時(shí)間須減短或熔池應(yīng)控制在2/3比例疊加前進(jìn)。 從熔池形狀看，如果兩鈍邊各熔化1-2mm以上，說(shuō)明熔化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熔池內(nèi)液態(tài)金屬重量增加，加上熔池間重疊的太少，坡口和鈍邊托不住鐵水，導(dǎo)致鐵水下墜，形成內(nèi)部焊瘤，正確的方法熔池成適中長(zhǎng)橢圓形月牙，熔化時(shí)間短，鐵水熔化量少，不會(huì)下墜形成內(nèi)部焊瘤。

我們?cè)诤附舆^(guò)程中每次熄弧都要能看清熔池，如看不到熔池，說(shuō)明可能熔化時(shí)間不夠或送進(jìn)位置太后，沒(méi)有焊透， 也可能是焊條沒(méi)有放在間隙正心（如圖5），導(dǎo)至電弧熱量偏向一邊產(chǎn)生了單邊不透缺陷。新考規(guī)規(guī)定任何焊縫不允許有未焊透缺陷存在，因比必須杜絕未焊透缺陷的產(chǎn)生。未焊透缺陷主要產(chǎn)生在管子焊接打底最后的接頭處，打底最后一個(gè)接頭為冷接頭，其實(shí)這個(gè)接頭最不容易產(chǎn)生未透缺陷，因?yàn)閷?duì)面碰頭焊縫是固態(tài)金屬，溶化需要一定時(shí)間。學(xué)習(xí)中學(xué)員往往誤認(rèn)此處是平焊位置，鐵水容易下墜，最怕這焊漏，多數(shù)人操作時(shí)不敢充分熔化，在兩焊縫連接時(shí)焊接速度快一帶而過(guò)造成。最后一個(gè)接頭正確的方法是焊接至距某對(duì)面接頭3mm時(shí)采用短弧擺動(dòng)連弧焊接法，在即將接頭的前一秒鐘將焊條對(duì)準(zhǔn)對(duì)面冷接頭作擺動(dòng)前進(jìn)，至兩邊搭接3mm后收弧。

圖示對(duì)照分析

圖8所示為管子打底最后收弧點(diǎn)（12點(diǎn)處）容易產(chǎn)生縮孔、星狀裂紋、弧坑裂紋等缺陷的熔池形狀。

圖9所示為管子打底最后收弧點(diǎn)（12點(diǎn)處）不易產(chǎn)生縮孔、星狀裂紋、弧坑裂紋等缺陷的熔池形狀。

圖8                                圖9

圖7是管子打底收弧最易產(chǎn)生的缺陷，熔池很大，呈沸騰狀，收弧的3個(gè)動(dòng)作間隔時(shí)間短，熔化時(shí)間長(zhǎng)，熔池在高溫下急劇冷卻產(chǎn)生縮孔、弧坑裂紋。此接頭處產(chǎn)生的裂紋為熱裂紋，是在高溫下形成，從斷口上看有氧化色彩。產(chǎn)生原因是由于結(jié)晶時(shí)焊縫中的雜物和低熔點(diǎn)共晶物在晶界處偏析，由于熔點(diǎn)比純金屬低，在結(jié)晶中以液態(tài)間層存在，當(dāng)受到一定大小的拉應(yīng)力時(shí)，液態(tài)間層被拉開(kāi)而成。一般深而窄的焊縫和火口處是最容易引起裂紋的地方。

最后收弧的3個(gè)動(dòng)作是保證一次比一次熔化鐵水少，且每次熄弧時(shí)間比正常焊接時(shí)要長(zhǎng)，溶池溫度冷卻緩慢，熔池內(nèi)鐵水飽滿，焊縫強(qiáng)度高，不易產(chǎn)生裂紋缺陷。第一次熄弧0.5秒后等熔池由明亮的紅色慢慢變成暗紅色，再補(bǔ)充第二滴鐵水，再次熄弧停1秒后補(bǔ)充第三滴鐵水，只有這樣收弧（注意：一次比一次熔化時(shí)間短，一次比一次補(bǔ)充的鐵水少，讓焊縫緩慢冷卻，）才能保證熔池緩慢冷卻，弧坑飽滿，焊縫有足夠的強(qiáng)度抵抗焊接應(yīng)力和變形，不出現(xiàn)裂紋和縮孔缺陷。有的學(xué)員不知道原理，由于停留和送進(jìn)在秒和毫米間操作，沒(méi)有圖示，僅看操作示范，往往會(huì)模仿成(圖8)所示，因此圖形講解簡(jiǎn)單、直觀，起到了關(guān)鍵作用。

（3）管子蓋面焊接的難點(diǎn)和容易產(chǎn)生的缺陷

圖10

圖示對(duì)照分析

圖11、12為管子蓋面焊接的兩種運(yùn)條方法 

在參數(shù)選擇正確的條件下，管子蓋面焊接時(shí)產(chǎn)生(圖10)中的缺陷，主要是運(yùn)條角度不對(duì)，各個(gè)位置的熔池搭接比例不正確，鐵水堆積，焊縫過(guò)厚，仰焊位置時(shí)焊條未擺到坡口邊緣，電弧太低，焊條角度沒(méi)能及時(shí)變換，收弧方法不正確，仰焊位起弧時(shí)沒(méi)有充分預(yù)熱，都會(huì)產(chǎn)生上述的焊接缺陷。 

管子蓋面焊接采用斷弧焊操作。要特別注意的是仰焊起焊時(shí)母材溫度低，如焊條不擺到坡口邊緣，鐵水會(huì)很快收縮回來(lái)，產(chǎn)生咬邊，焊縫成形也會(huì)又高又窄，達(dá)不到圓滑過(guò)度的效果，還容易產(chǎn)生表面未熔合。從熔池形狀分析如果成下墜橢圓形，焊出的成形肯定不好，可能會(huì)產(chǎn)生焊瘤。因此仰焊蓋面起焊點(diǎn)要充分預(yù)熱，焊條與管子的夾角成75度，引燃電弧后拉長(zhǎng)電弧進(jìn)行預(yù)熱,等焊條頭上的第一滴熔化鐵水墜落后再將焊條送進(jìn)，前5mm須作Z字形運(yùn)條連弧焊，特別強(qiáng)調(diào)焊條必須擺到兩邊坡口邊緣(如圖11)。起頭一段焊完隨后采用斷弧焊接，作△形擺動(dòng)運(yùn)條(如圖12)，既熔池中心起弧，熔池中心收弧，擺動(dòng)至距離坡口邊緣0.5mm處收弧，此時(shí)可看出溶池在擴(kuò)散時(shí)已溶化兩邊坡口，溶池寬度為坡口寬度+0.5，這與仰焊起焊時(shí)的運(yùn)條有明顯的區(qū)別。停弧時(shí)看到的熔池是扁橢圓形，焊接過(guò)程中要時(shí)刻觀察熔池形狀，熔化鐵水一定要潤(rùn)濕到坡口邊緣，避免產(chǎn)生表面未熔(如圖10)。蓋面焊接時(shí)電流應(yīng)比打底時(shí)大5A. 

焊接蓋面立焊至平焊爬坡位置（3點(diǎn)~1點(diǎn)處）焊條角度要及時(shí)變換，電弧不要太低，焊條與溶池保持2mm距離，保證熔池內(nèi)鐵水自由流動(dòng)，后一個(gè)熔池壓前一個(gè)熔池的2/3，熔化時(shí)間要短，看熔化的鐵水將坡口填滿再熄弧，焊縫高出母材1~1.5mm最好，焊條在坡口中心做2~3mm擺動(dòng)，焊到1~12點(diǎn)位置時(shí)焊接速度要適中，焊條角度必須調(diào)整，前時(shí)速度不能過(guò)慢，否則鐵水與藥皮混在一起堆積產(chǎn)生滿溢（如圖10），此位置必須連弧焊，搭接前面焊縫的5~10mm后熄滅電弧，待熔池縮小到原來(lái)1/3時(shí)再送一滴鐵水即可結(jié)束焊接。焊出的焊縫光滑、平整，不易產(chǎn)生滿溢、過(guò)燒等缺陷。

總結(jié)

通過(guò)采用熔池形狀對(duì)照分析和操作示范相結(jié)合方法教學(xué)，學(xué)員能根據(jù)各個(gè)部位的熔池情況判斷焊條角度、送進(jìn)位置和熔化時(shí)間，快速掌握幾個(gè)關(guān)鍵部位的操作工藝，再經(jīng)過(guò)實(shí)際訓(xùn)練一段時(shí)間后，技術(shù)水平提高很快，各種焊接缺陷出現(xiàn)率明顯下降，提高了學(xué)員在復(fù)雜的施工焊接中的應(yīng)變能力，有利于學(xué)員今后的焊接技術(shù)學(xué)習(xí)。

來(lái)源：焊工家園