單面焊雙面成型的焊接質(zhì)量差原因及防止措施關(guān)鍵詞：?jiǎn)蚊婧鸽p面成型；焊接；質(zhì)量；原因；措施引言：焊接技術(shù)是一門重要的金屬加工技術(shù)，盡管焊接技術(shù)發(fā)展很快，自動(dòng)化程度也越來越高，但手工電弧焊仍占有不可替代的地位。尤其在小直徑容器和管道的焊接方面，單面焊雙面成形焊接技術(shù)的作用更顯突出。優(yōu)質(zhì)的單面焊雙面成形焊接的焊縫表面應(yīng)圓滑過渡至母材，表面不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔、焊瘤、咬邊等缺陷,焊縫內(nèi)部同樣不允許有缺陷。但焊接過程中由于設(shè)備、材料、工藝及操作等原因，使得形成的焊縫達(dá)不到質(zhì)量要求,從而對(duì)結(jié)構(gòu)的工作質(zhì)量和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。1單面焊雙面成形質(zhì)量差引起的問題1.1增加消耗,降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命焊接生產(chǎn)中,優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量可以滿足設(shè)計(jì)要求,保證結(jié)構(gòu)的正常使用壽命. 而一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的焊接缺陷,就會(huì)增加板材、焊材、電力及人力的消耗等. 否則,這些缺陷在使用過程中會(huì)引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中,降低結(jié)構(gòu)的使用壽命.1.2 焊接缺陷會(huì)給結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來威脅,引起安全事故單面焊雙面成形焊接主要用于鍋爐及壓力容器等重要構(gòu)件的焊接生產(chǎn)中, 一旦有嚴(yán)重缺陷,質(zhì)量不合格,焊件的焊補(bǔ)非常困難,而且在生產(chǎn)過程中受各種交變載荷及壓力的作用,使焊縫的缺陷產(chǎn)生應(yīng)力集中,加之焊縫的有效使用面積減小,減弱了焊接接頭的強(qiáng)度. 輕則使產(chǎn)品的使用壽命受到影響,重則導(dǎo)致焊縫斷裂,產(chǎn)品破壞,釀成嚴(yán)重的事故. 2 單面焊雙面成形焊接質(zhì)量差的原因分析2.1焊接電源自身因素引起的焊接質(zhì)量差焊接電源是焊接工藝執(zhí)行過程中最重要的因素. 若焊接電源自身性能不好,必然不會(huì)產(chǎn)生良好的焊件. 當(dāng)焊機(jī)的引弧性能差,電弧燃燒不穩(wěn)定,就不能保證工藝參數(shù)穩(wěn)定,焊接過程就無法正常進(jìn)行,焊接質(zhì)量就得不到保證.2.2 工藝因素對(duì)單面焊雙面成形焊接質(zhì)量的影響2.2.1焊接電流焊接電流大小選擇恰當(dāng)與否直接影響到焊接的最終質(zhì)量. 焊接電流過大,可以提高生產(chǎn)率,并使熔透深度增加,但易出現(xiàn)咬肉、焊瘤等缺陷,并增大氣孔傾向. 尤其在立焊操作時(shí)熔池難以控制,易出現(xiàn)焊瘤,弧長(zhǎng)增加,就會(huì)產(chǎn)生咬邊. 焊接電流過小,熔透深度減小,易出現(xiàn)未焊透、熔合不良、夾渣、脫節(jié)等缺陷.2.2.2焊速焊接速度是表征焊接生產(chǎn)效率的主要參數(shù). 3 (p168)合理選擇焊接速度對(duì)保證焊接質(zhì)量尤為重要. 焊速過快,使熔池溫度不夠,易造成未焊透、未熔合、焊縫成型不良等缺陷. 焊速過慢,使高溫時(shí)間長(zhǎng),熱影響區(qū)寬度增加,焊接接頭的晶粒變粗,機(jī)械性能降低,焊件的變形量增大,同時(shí)焊速過慢還會(huì)使每層的厚度增大,導(dǎo)致熔渣倒流,形成夾渣等缺陷.2.2.3電弧電壓焊接過程中合理的控制電弧長(zhǎng)度是保證焊接縫質(zhì)穩(wěn)定的重要因素. 電弧過長(zhǎng)對(duì)熔化金屬保護(hù)差,空氣中的氧、氮等有害氣體容易侵入,使焊縫易產(chǎn)生氣孔,焊接金屬的機(jī)械性能降低. 但弧長(zhǎng)也不易過短,若弧長(zhǎng)過短,就會(huì)引起粘條現(xiàn)象,且由于電弧對(duì)溶池的表面壓力過大,不利于溶池的攪拌,使溶池中氣體及溶渣上浮受阻,從而引起氣孔、夾渣等缺陷的產(chǎn)生.2.2.4焊接層數(shù)選擇不當(dāng)單面焊雙面成形焊接層數(shù)的選擇對(duì)焊縫質(zhì)量也有一定的影響,每層厚度過大,對(duì)焊縫金屬的塑性有不利的影響,且焊接過程中熔渣易倒流,產(chǎn)生夾渣和未熔合等缺陷. 但每層厚度也不易過小,以免造成焊縫兩側(cè)熔合不良.2.2.5焊條類型及焊條直徑的影響焊縫金屬的性能主要由焊條和焊件金屬相互熔化來決定. 因此, 焊條類型選擇恰當(dāng)與否是影響焊縫質(zhì)量的重要因素. 焊條直徑的大小除了對(duì)生產(chǎn)率有一定的影響外,對(duì)焊接質(zhì)量也有一定的影響. 焊條直徑過大,在進(jìn)行打底層焊接和立焊焊接時(shí)熔池難以控制, 易產(chǎn)生焊瘤等缺陷.2.3操作因素在焊接生產(chǎn)過程中,焊工的單面焊雙面成形操作技術(shù)水平低,就意味著打底層的運(yùn)條方法、焊條角度、接頭方法、中間層及蓋面層的運(yùn)條方法、接頭、收尾等操作方法掌握不熟練,這是造成焊縫質(zhì)量差的重要原因之一.焊前對(duì)工件上的油、銹、水分清理不嚴(yán)格,焊條未經(jīng)烘干處理或烘烤溫度不夠而投入使用,會(huì)促使焊縫產(chǎn)生大量的氣孔,從而使焊接縫質(zhì)量達(dá)不到要求.3 手弧焊單面焊雙面成型技巧和要領(lǐng)單面焊雙面成形技術(shù)是焊條電弧難度較大的一種操作技術(shù)，熟練掌握操作要領(lǐng)和技巧才能保證焊出內(nèi)外質(zhì)量合格的焊縫與試件。以斷弧焊為例，要掌握好焊條電弧焊單面焊雙面成形操作技術(shù)，必須熟練掌握“五種要領(lǐng)”，具體內(nèi)容：看、聽、準(zhǔn)、短、控。還應(yīng)學(xué)會(huì)“六種技巧”具體內(nèi)容：點(diǎn)固，起頭，運(yùn)條，收弧，接頭，收口。3.1五要領(lǐng)3.1.1看 焊接過程中，認(rèn)真觀察熔池的形狀，熔化的大小及鐵液與熔渣的分離情況，還應(yīng)注意觀察焊接過程是否正常（如偏弧、極性正確與否等），熔池一般保持橢圓形為宜（圓形時(shí)溫度已高），熔孔大小以電弧將兩側(cè)鈍邊完全熔化并深入每側(cè)0.5-1為好，熔孔過大時(shí)，背面焊縫余高過高，易形成焊瘤或燒穿。熔孔過小時(shí)，容易出現(xiàn)未焊透或冷接現(xiàn)象（彎曲時(shí)易裂開）焊接時(shí)一定要保持熔池清晰，熔渣與鐵夜要分開，否則易產(chǎn)生未焊透及夾渣等缺陷，當(dāng)焊條接過程中出現(xiàn)偏弧及飛濺過大時(shí)，應(yīng)立即停焊，查明原因，采取對(duì)策。3.1.2聽 焊接時(shí)要注意聽電弧擊穿坡口鈍邊時(shí)發(fā)出的“噗噗”聲，沒有這種聲音，表明坡口鈍邊未被電弧擊穿，如繼續(xù)向前焊接，則會(huì)適成未焊透，熔合不良缺陷。3.1.3準(zhǔn) 送給鐵液的位置和運(yùn)條的間距要準(zhǔn)確，并使每個(gè)熔池與前面熔池重疊2/3，保持電弧1/3部分在溶池前方，用以加熱和擊穿坡口鈍邊，只有送給鐵液的位置準(zhǔn)確，運(yùn)條的間距均勻，才能使焊縫正反面形均勻、整齊、美觀。3.1.4短 短有2層意思，一是指滅弧與重新引燃電弧的時(shí)間間隔要短，就是說每次引弧時(shí)間要選在熔池處在半凝固熔化的狀態(tài)下（通過護(hù)目玻璃能看到黃亮?xí)r），對(duì)于兩點(diǎn)擊穿法，滅弧頻率大體上5060次/為宜，如果間隔時(shí)間過長(zhǎng)，熔池溫度過低，熔池存在的時(shí)間較短，冶金反應(yīng)不充分，容易造成夾渣、氣孔等缺陷。時(shí)間間隔過短，溶池溫度過高，會(huì)使背面焊縫余高過大，甚至出現(xiàn)焊瘤或燒穿；二是指焊接時(shí)電弧要短，焊接時(shí)電弧長(zhǎng)度等于焊條直徑為宜。電弧過長(zhǎng)，一是對(duì)熔池保護(hù)不好，易產(chǎn)生氣孔；二是電弧穿透力不強(qiáng)，易產(chǎn)生未焊透等缺陷；三是鐵液不易控制，不易成形而且飛濺較大。3.1.5控“控”，是在“看、聽、準(zhǔn)、短”的基礎(chǔ)上，完成焊接最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)?？刂畦F液和溶渣的流動(dòng)方向 焊接過程中電弧要一直在鐵液的前面，利用電弧和藥皮熔化時(shí)產(chǎn)生的氣體定向吹力，將鐵液吹向溶池后方，既能保證熔渣與鐵液很好地分離，減少產(chǎn)生夾渣和氣孔的可能性，當(dāng)鐵液與溶渣分不清時(shí)，要及時(shí)調(diào)整運(yùn)條的角度（即焊條角度向焊接方向傾斜），并且要壓低電弧，直至鐵液和熔渣分清，并且兩側(cè)鈍邊熔化0.5-1缺口時(shí)方能滅弧，然后進(jìn)行正常焊接?？刂迫艹氐臏囟群腿劭椎拇笮?焊接時(shí)熔池形狀由橢圓形向圓形發(fā)展，熔池變大，并出現(xiàn)下塌的感覺，如不斷添加鐵液，焊肉也不會(huì)加高，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)較大的熔孔，此時(shí)說明熔池溫度過高 ，應(yīng)該迅速熄弧，并減慢焊接頻率（即熄弧的時(shí)間長(zhǎng)一些），等熔池溫度降低后，再恢復(fù)正常的焊接。在電弧的高溫和吹力的作用下，試板坡口根部熔化并擊穿形成熔孔，施焊過程中要嚴(yán)格控制熔池的形狀，盡量保持大小一致，并隨時(shí)觀察熔池的變化及坡口根部的熔化情況。熔孔的大小決定焊縫背面的寬度和余高，通常熔孔的直徑比間隙大1-2為好，焊接過程中如發(fā)現(xiàn)熔孔過大，表明熔池溫度過高，應(yīng)迅速滅弧，并適當(dāng)延長(zhǎng)熄弧的時(shí)間，以降低熔池溫度，然后恢復(fù)正常焊接，若熔孔太小則可減慢焊接速度，當(dāng)出現(xiàn)合適的熔孔時(shí)方能進(jìn)行正常焊接?？刂坪缚p成形及焊肉的高低 影響焊縫成形，焊肉高低的主要因素有：焊接速度的快慢，熔敷金屬添加量（即燃弧時(shí)間的長(zhǎng)短）、焊條的前后位置，熔孔大小的變化、電弧的長(zhǎng)短及焊接位置等。一般的規(guī)律是：焊接速度越慢，正反面焊肉就越高；熔敷金屬添加量越多，正反面焊肉就越高；焊條的位置越靠近熔池后部，表面焊肉就越高，背面焊肉高度相對(duì)減少；熔孔越大，焊縫背面焊肉就越高；電弧壓得越低，焊縫背面焊肉就越高，否則反之。在仰焊位，仰立焊位時(shí)焊縫正面焊肉易偏高，而焊縫背面焊肉易偏低，甚至出現(xiàn)內(nèi)凹現(xiàn)象。平焊位時(shí)，焊縫正面焊肉不易增高，而焊縫背面焊肉容易偏高。仰焊位焊縫背面焊肉高度達(dá)到要求的方法是利用超短弧（指焊條端條伸入到對(duì)口間隙中）焊接特性。同時(shí)還應(yīng)控制熔孔不宜過大，避免鐵液下墜，這樣才能使焊縫背面與母材平齊或略低，符合要求。通過對(duì)影響焊肉高低的各種因素的分析，就能利用上述規(guī)律，對(duì)焊縫正反面焊肉的高度進(jìn)行控制，使焊縫成形均勻整齊，特別是水平固定管子焊接時(shí)，控制好焊肉的高低尤為重要。3.2六技巧3.2.1點(diǎn)固技巧試件焊接前，必須通過點(diǎn)固來進(jìn)行定位，板狀試件（一般長(zhǎng)300）前后兩端點(diǎn)固進(jìn)行定位，57的管狀或管板試件點(diǎn)固1點(diǎn)進(jìn)行定位，60點(diǎn)固2點(diǎn)進(jìn)行定位，定位焊縫長(zhǎng)度為1015為宜。由于定位焊縫是正式焊縫的一部分，要求單面焊雙面成形，并且不得有夾渣、氣孔、未焊透、焊瘤、焊肉超高或內(nèi)凹超標(biāo)等缺陷。所采用的焊條牌號(hào)、直徑、焊接電流與正式焊接時(shí)相同。板狀及管板試件一般可以在平焊位進(jìn)行點(diǎn)固，水平固定管一般采用立爬坡位進(jìn)行點(diǎn)固，垂直固定管一般采用本位（橫焊位）進(jìn)行點(diǎn)固。用斷弧打底焊接時(shí)，各類試件裝配尺寸見表1。 試件裝配尺寸焊縫位置試件厚度坡口角度 /（）間隙/鈍邊/反變形角 /（）錯(cuò)邊量平焊1260前3后40.5-131立焊1260下3上40.5-152橫焊1260前3后40.5-173仰焊1260前3后40.5-134管垂直固定3.5660點(diǎn)固處2.5 .起焊30.5-10.3管水平固定3.5660下2.5 .上3.20.5-10.3管板垂直固定4.5555點(diǎn)固處3 .起焊3.50.5-10.3管板水平固定4.5555下3上3.50.5-10.33.2.2起頭技巧管狀或管板試件起頭時(shí)有一定的難度，因沒有依靠點(diǎn)（不許在點(diǎn)固處起?。僮鞑缓靡壮鰡栴}，水平固定管和水平固定管板起頭點(diǎn)應(yīng)選在仰焊位越過中心線515處，垂直固定管和垂直固定管板起頭選在定位點(diǎn)的對(duì)面（垂直固定大管起頭選在兩定位點(diǎn)對(duì)面即第3等分點(diǎn)），不論管狀還是板狀試件，引弧先用長(zhǎng)弧預(yù)熱35S，等金屬表面有“出汗珠”的現(xiàn)象時(shí)，立即壓低電弧，焊條做橫向擺動(dòng)；當(dāng)聽到電弧穿透坡口而發(fā)出“噗噗”聲時(shí)，同時(shí)看到坡口鈍邊熔化并形成一個(gè)小熔孔（形成第1個(gè)熔池）表明已經(jīng)焊透，立即滅弧，形成第1個(gè)焊點(diǎn)，此時(shí)，起頭結(jié)束。3.2.3運(yùn)條技巧 運(yùn)條是指焊接過程中的手法，即焊條角度和焊條運(yùn)行的軌跡。平焊、立焊、仰焊時(shí)焊條角度（焊條與焊接方向的夾角）一般為6080。橫焊和垂直固定管（橫管）焊接時(shí)焊條角度一般為6080，與試件下方呈7585。垂直固定管板焊條與管切線夾角為6070，焊條與底板間的夾角為4050。水平固定管和水平固定管板由于焊位的不斷變化，焊條角度也隨之進(jìn)行變化。仰焊時(shí)的焊條角度（焊條與管子焊接方向之間的夾角）為7080。仰立焊時(shí)焊條角度為90100，立焊時(shí)焊條角度8595，坡立焊時(shí)焊條角度為90100，平焊時(shí)焊條角度為7080。而水平固定管板焊條與底板夾角為4050。平焊、立焊、仰焊、水平固定管及垂直、水平固定管板焊接時(shí)焊條運(yùn)行的軌跡大多采取左右擺動(dòng)（鋸齒形運(yùn)條），可采取左（右）引弧，右（左）滅弧，再右（左）引弧，左（右）滅弧，依次循環(huán)運(yùn)條，或左（右）引弧運(yùn)條至右（左）側(cè)再運(yùn)條回到左（右）側(cè)滅弧，依次循環(huán)運(yùn)條。橫焊和垂直固定管運(yùn)條方式，一般采用斜鋸齒或橢圓形。從坡口上側(cè)引弧到坡口下側(cè)滅（熄）弧，再從坡口上側(cè)引弧到坡口下側(cè)滅弧，依次運(yùn)條。3.2.4收弧技巧 當(dāng)一根焊條焊完，或中途停焊而需要熄弧時(shí)，一定注意作收弧動(dòng)作，焊條不能突然離開熔池，以免產(chǎn)生冷縮孔及火口裂紋，收弧的方法有3種：第1種為補(bǔ)充熔滴收弧方法，即收弧時(shí)在熔池前方做一個(gè)熔孔，然后滅弧，并向熔池尾部送23滴鐵液，主要目的是減慢池的冷卻速度。避免出現(xiàn)冷縮孔，該種收弧方法適用于酸性藥皮焊條。第2種叫衰減收弧法，即：要收弧時(shí)，多給一些鐵液，并做一個(gè)熔孔，然后把焊條引至坡口邊緣處熄弧，并沿焊縫往回點(diǎn)焊2-3點(diǎn)即可。這樣收弧處焊肉較低，為熱接頭帶來方便（接頭一般不用修磨），此法收弧一般不易產(chǎn)生冷縮孔，可用于酸性藥皮焊條，在焊接生產(chǎn)中常用此法，以利于接頭。第3種方法叫回焊收弧法，收弧時(shí)焊條向坡口邊緣回焊510（即向焊接反方向坡口邊緣回焊收?。?，然后熄弧，該種收弧方法適用于堿性藥皮焊條。3.2.5接頭技巧（熱接法、冷接法） 熱接法：收弧后，快速換上焊條，在收弧處尚保持紅熱狀態(tài)時(shí)，立即從熔池前面迅速把電弧拉到收弧處用連弧（作橫向鋸齒形運(yùn)條）進(jìn)行焊接，焊至熔孔處電弧下壓，當(dāng)聽到電弧熔化坡口鈍邊時(shí)發(fā)出的“噗噗”聲后，立即滅弧，轉(zhuǎn)入正常斷弧方法進(jìn)行焊接，熱接法的要領(lǐng)必須是更換焊條動(dòng)作要迅速，運(yùn)條手法一定要熟練和靈活。冷接法：引弧前把接頭處的熔渣清理干凈，收弧處過高時(shí)應(yīng)進(jìn)行修磨形成緩坡，在距弧坑約10處引弧，用長(zhǎng)弧稍預(yù)熱后（堿性焊條可不預(yù)熱）用連弧作橫向擺作，向前施焊至弧坑處，電弧下壓，當(dāng)聽到電弧擊穿坡口根部發(fā)出“噗噗”聲后，即可熄弧進(jìn)行正常的焊接，冷接法的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)收弧處有縮孔或焊肉過厚時(shí)可進(jìn)行修磨，保證接頭質(zhì)量，同時(shí)操作難度也比熱接法時(shí)小一些，但焊接效率沒有熱接法高。3.2.6收口技巧 收口也叫收尾，是指第1層打底焊環(huán)形焊縫首（頭）尾相接處，也包括與點(diǎn)固焊縫相連接處，當(dāng)焊至離焊縫端點(diǎn)或定位點(diǎn)固焊縫前端3-5時(shí)，應(yīng)壓低電弧，用連弧焊接方法焊至焊縫并再超過3-5后熄弧，如果留的未焊縫過長(zhǎng)，采用連弧焊接就會(huì)造成熔孔過大而出現(xiàn)焊瘤和燒穿等缺陷，如果留的未焊縫過短，再用連弧焊進(jìn)行焊接為時(shí)已晚，極易造成收口處未焊透等缺陷。所以收口時(shí)所留的未焊焊縫長(zhǎng)度要合適，操作技巧要熟練，才能保證接頭收口的質(zhì)量。