提高單面焊雙面成形質(zhì)量的操作方法

1、西 安 技 師 學(xué) 院10屆焊接預(yù)備技師班畢 業(yè) 論 文題目：提高單面焊雙面成形質(zhì)量的操作方法姓 名： 胡 杰 學(xué) 號： 10JHG108 專 業(yè): 焊接技術(shù)及自動化 指導(dǎo)教師： 馬江濤 時 間： 2010年4月21 目錄1.引言22.手工電弧焊單面焊雙面成形技術(shù)的概念23.單面焊雙面成形常見的焊接缺陷23.1氣孔23.2夾雜23.3焊接裂紋23.4咬邊23.5未焊透和未融合34.缺陷對單面焊雙面成形質(zhì)量的影響34.1增加消耗，降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命34.2焊接缺陷對結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來的威脅和引起的安全事故35.單面焊雙面成形焊接質(zhì)量影響的原因35.1焊接電源對焊接質(zhì)量的影響35.2工藝因素

2、對單面焊雙面成形焊接質(zhì)量的因素35.2.1焊接電流35.2.2焊接速度45.2.3焊接電弧45.2.4焊接層數(shù)55.2.5焊條類型及焊條直徑55.3操作因素的影響56.防止單面焊雙面成形焊接缺陷的措施66.1焊前準(zhǔn)備66.2焊接工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)66.3焊工技術(shù)水平7結(jié)論9參考文獻(xiàn)10致謝11提高單面焊雙面成形質(zhì)量的操作方法摘要手工電弧焊單面焊雙面成形的焊接質(zhì)量受到了焊接設(shè)備，工藝參數(shù)，焊材，操作技術(shù)等的限制。本文詳細(xì)分析了焊接電源、焊接電流、焊接速度、電弧電壓、焊接層數(shù)、焊條類型、焊條直徑等工藝因素對單面焊雙面成形技術(shù)焊接質(zhì)量的影響和造成的相關(guān)缺陷的原因，并提出了相應(yīng)的防止措施，解決單面焊雙面成

3、形技術(shù)的缺陷，對此類焊接方法具有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：手工電弧焊；單面焊雙面成形；質(zhì)量；原因；措施1.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，自動化焊接程度越來越高，但手工電弧焊仍占有不可替代的位置，尤其是在小直徑管道和容器的焊接，單面焊雙面成形焊接技術(shù)的作用更顯突出。高質(zhì)量的單面焊雙面成形焊縫應(yīng)圓滑過渡，不得有裂紋、未融合、夾雜、氣孔、焊瘤、咬邊等缺陷。但是在焊接過程中由于設(shè)備，焊材，焊接工藝及操作等原因，導(dǎo)致焊縫成形不達(dá)標(biāo)，重而使其工件的使用壽命受到嚴(yán)重的影響，甚至有可能造成嚴(yán)重的損失。2.手工電弧焊單面焊雙面成形技術(shù)的概念手工電弧焊單面焊雙面成形是采用普通焊條，在對

4、工件開坡口并進(jìn)行組裝定位焊，按焊接的不同位置，采用不同的手法對坡口進(jìn)行焊接，達(dá)到單面焊，雙面成形的效果。這種方法主要適用于板材對接接頭，管管對接接頭等，是壓力容器焊工應(yīng)熟練掌握的操作技能。3.單面焊雙面成形常見的焊接缺陷3.1氣孔焊接時熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來形成的空穴叫做氣孔。氣孔不僅出現(xiàn)在表面，也會出現(xiàn)在內(nèi)部。氣孔首先影響的是焊縫的氣密性和水密性，減少焊縫的有效面積，造成應(yīng)力集中，降低焊縫強(qiáng)度和韌性（常見的氣孔有氫氣孔，氮氣孔，一氧化碳?xì)饪椎龋?.2夾雜焊縫中的夾雜物指焊接冶金反應(yīng)產(chǎn)生的、焊后殘留在焊縫金屬中的微觀非金屬雜質(zhì)（如氧化物，碳化物），它會導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)塑性和韌性降

5、低，增加熱裂紋和層狀撕裂的敏感性。3.3焊接裂紋在焊接應(yīng)力及其它至脆因素的作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙叫焊接裂紋。焊接裂紋在生產(chǎn)中經(jīng)常會造成廢品，而且可能造成災(zāi)難性事故。因此，裂紋在生產(chǎn)中一般是絕不允許的。3.4咬邊焊接咬邊是指由于焊接參數(shù)選擇不恰當(dāng)，或操作方法不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生溝槽或缺陷，它是由于焊接時由于熔敷金屬未完全覆蓋在母材的已熔化部分，在焊趾處產(chǎn)生的低于母材表面的溝槽。是焊接電弧把焊件邊緣熔化后，沒有得到焊條熔化金屬的補(bǔ)充所留下的缺口。 www.xamda.CoM考試就到考試大超出焊接工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的咬邊將削弱接頭強(qiáng)度，導(dǎo)致

6、結(jié)構(gòu)件的破壞。3.5未焊透和未融合 焊縫金屬與母材之間未被電弧熔化而留下空隙，稱為未焊透，常發(fā)生在單面焊根部和雙面焊中部。焊縫金屬與母材之間、焊縫金屬之間彼此沒有完全熔合在一起的現(xiàn)象，稱為未熔合。4.缺陷對單面焊雙面成形質(zhì)量的影響4.1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，高質(zhì)量的焊接焊縫可達(dá)到焊接設(shè)計要求，保證焊件的正常使用壽命。出現(xiàn)各種缺陷，就會增加板材，焊材，電力，人力等各項的多余消耗。并且這些缺陷容易造成應(yīng)力集中，減少使用壽命，對工件的使用時非常嚴(yán)重的潛在危險。4.2焊接缺陷對結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來的威脅和引起的安全事故單面焊雙面成形焊接主要用于壓力容器，管道等重要構(gòu)件的焊接生產(chǎn)中

7、，一旦出現(xiàn)焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，焊接的焊補(bǔ)是很困難的，主要的是在生產(chǎn)過程中受到各種交變載荷及壓力的作用，使焊縫的處應(yīng)力集中，減弱了焊接接頭的強(qiáng)度。輕則使使用產(chǎn)品使用壽命減少和損壞。重則導(dǎo)致重大事件的產(chǎn)生，造成財力，人員等損失5.單面焊雙面成形焊接質(zhì)量影響的原因5.1焊接電源對焊接質(zhì)量的影響焊接電源是焊接工藝執(zhí)行過程中重要的因素。若焊接電源自身性能不好，必然不會產(chǎn)生良好的焊縫。但焊機(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)的穩(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，在交流焊接電源時，電弧穩(wěn)定性差；采用直流電源焊接時，電弧穩(wěn)定、飛濺少，但電磁弧偏吹較嚴(yán)重。5.2工藝因素對單面焊雙面成形

8、焊接質(zhì)量的因素焊接電流焊接電流大小選擇適當(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，并使熔透增加，但易出現(xiàn)咬邊、焊穿、增加焊件變形量和金屬飛濺量，尤其是在立焊和仰焊時，易出現(xiàn)焊瘤。焊接電流較小，電弧不穩(wěn)，熔深小，易出現(xiàn)未焊透，融合不良、夾雜等缺陷。焊接電流應(yīng)根據(jù)板件厚度，接頭形式，焊接層，焊條型號直徑焊接經(jīng)驗等因素綜合考慮。對于直徑一定的焊條所適應(yīng)的電流范圍如下表： 焊條直徑（mm）2.53.245焊接電流（A）6080100130160210200270焊接速度焊接速度是焊接生產(chǎn)效率中一項主要參數(shù)。合理選擇焊接速度對保證焊接質(zhì)量是非常重要的。焊接速度首先應(yīng)該是均勻的，在均勻

9、的情況下既保證焊透，又保證不焊穿，同時還要使焊縫寬度和余高等符合技術(shù)要求。焊速過快，使熔池溫度不夠，易造成未焊透，未融合，焊縫成形不良等缺陷。焊速過慢，使熔池加熱時間過長，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，焊件變形量變大，同時還會使焊層變厚，導(dǎo)致熔雜倒流，造成夾雜等缺陷焊接電弧實際生產(chǎn)中，焊接電弧可能由于各種原因而發(fā)生燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象，如電弧經(jīng)常間斷，不能連續(xù)燃燒，電弧偏離焊條軸線方向或電弧搖擺不穩(wěn)等。而焊接電弧能否穩(wěn)定，直接影響到焊接質(zhì)量的優(yōu)劣和焊接過程的正常進(jìn)行。影響電弧穩(wěn)定的因素，除操作者技術(shù)不熟練外，可歸為以下幾個方面。(1)焊接電源的種類、極性及性能的影響。一般來說

10、，用直流焊機(jī)比用交流焊機(jī)電弧穩(wěn)定，反接比正接電弧穩(wěn)定，空載電壓較高的焊機(jī)較之空載電壓較低的焊機(jī)電弧穩(wěn)定。(2)焊條藥皮的影響。藥皮中含有易電離的元素，如鉀、鈉、鈣和它們的化合物越多，電弧穩(wěn)定性越好。含有難于電離的物質(zhì)，如氟的化合物越多，電弧穩(wěn)定性就越差。此外，焊條藥皮偏心，熔點過高和焊條保存不好，造成藥皮局部脫落等都會造成電弧不穩(wěn)。(3)焊接區(qū)清潔度和氣流影響。焊接區(qū)若油漆、油脂、水分及污物過多時，會影響電弧的穩(wěn)定性。在風(fēng)較大的情況下露天作業(yè)，或在氣流速度大的管道中焊接，氣流能把電弧吹偏而拉長，也會降低電弧的穩(wěn)定性。(4)磁偏吹的影響。在焊接時，會發(fā)生電弧不能保持在焊條軸線方向，而偏向一邊，這

11、種現(xiàn)象稱為電弧的偏吹。引起磁偏吹的根本原因是由于電磁周圍磁場分布不均勻所致。造成磁場不均勻有兩方面：一種是焊接電纜接在焊件的一側(cè)，焊接電流只從焊件的一邊流過；另一種是在靠近直流電弧的地方有較大的鐵磁物體存在時，引起電弧兩側(cè)磁場分布不均勻。在焊接過程中，可采用短弧、調(diào)整焊條傾角(將焊條朝著偏吹方向傾斜)或選擇恰當(dāng)?shù)慕泳€部位等措施來克服磁偏吹。焊接層數(shù)單面焊雙面成形焊接層數(shù)的選擇對焊縫也有一定影響，主要分為3部分打底，填充和蓋面。據(jù)以焊接層數(shù)主要根據(jù)板件厚度，焊條直徑，坡口尺寸，形式和裝配間隙來確定?？蛇M(jìn)行估算如下公式：n = / d （1）式中：n為焊接層數(shù)；為焊件的厚度（mm）；d為焊條直徑（

12、mm）對于低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金鋼在單面焊雙面成形時，多層焊，每層焊縫過后，對焊縫的塑性有不利的影響，且由于焊接厚度過大導(dǎo)致焊接速度過慢，使焊縫熔雜倒流，造成焊縫夾雜等缺陷。但每層也不易過薄，導(dǎo)致焊縫兩側(cè)未融合等缺陷。焊條類型及焊條直徑焊材類型決定焊縫成形后是否能達(dá)到與母材一樣或者接近母材各種性能。因此焊縫質(zhì)量的高低主要看焊縫成形后是否能達(dá)到與母材一樣或者接近母材各種性能。所以焊條類型的選擇對焊縫質(zhì)量的影響也是很重要的。焊條直徑的大小除了對生產(chǎn)率有一定的影響外，對焊接質(zhì)量也有一定的影響。焊條直徑一般根據(jù)焊件的厚度選擇；同時還要考慮接頭形式，施焊位置和焊接層數(shù)，對于重要的結(jié)構(gòu)還要考慮而熱輸入的

13、要求徐澤焊條直徑。一般情況下焊條直徑的選擇根據(jù)板厚見表：板件厚度（mm）2346812大于12焊條直徑（mm）22.53.2416在相同板厚的條件下，平焊位置選擇的焊條直徑可以比其他位置的焊條直徑稍大點，一般不超過4mm，第一層打底焊可以選擇直徑較小的焊條，以后各層可以根據(jù)板件的厚度和坡口的大小深度懸著焊條直徑。5.3操作因素的影響在焊接生產(chǎn)過程中，焊工的單面焊雙面成形操作技術(shù)水平的高低，就決定了焊接時焊接處高質(zhì)量焊縫的幾率。每個人焊接都有一定的差異，那么焊接時打底的運(yùn)條方法，焊條角度，接頭方法，中間層及蓋面的運(yùn)條方式，接頭收尾等掌握的程度決定了是否能焊接處高質(zhì)量的焊縫，成為重要的原因。焊前對

14、工件上油污、銹、水分等清理不嚴(yán)格，焊條未烘干處理會導(dǎo)致焊接時產(chǎn)生大量的氣孔，夾雜等缺陷，導(dǎo)致焊縫質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。裝配尺寸的控制，開坡口的大小及形式，鈍邊等尺寸選擇的不合適也會增加焊接難度，影響焊接質(zhì)量。6.防止單面焊雙面成形焊接缺陷的措施6.1焊前準(zhǔn)備焊前要試焊，確認(rèn)焊機(jī)的引弧性能和穩(wěn)弧性能，對工藝參數(shù)進(jìn)習(xí)調(diào)試。選擇適當(dāng)?shù)钠驴谛问?，根?jù)坡口的大小余留鈍邊，坡口邊緣20mm以內(nèi)處用拋光機(jī)打磨，并將工件表面的鐵銹、油污等清除干凈，裝備尺寸根據(jù)坡口形式大小選擇，裝配好后，要留有反變形量。試板裝配尺寸：坡口角度/（°）裝配間隙/mm鈍邊/mm反變形/（°）錯邊量/mm60始焊端2終焊端

15、303-41裝配如下圖壓力容器及重要結(jié)構(gòu)或者承載負(fù)荷較大件需采用滿足力學(xué)性能和化學(xué)性能類型焊條，并對焊條進(jìn)行加熱烘干，并保溫24h，使用時需要將焊條放置保溫桶中，隨取隨用。焊條在爐外停留于時間不得超過4小時，且反復(fù)烘干次數(shù)不能超過3次，藥皮開裂和偏心度超過標(biāo)準(zhǔn)則不得使用。6.2焊接工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)焊條電弧焊的工藝參數(shù)通常包括：焊接電流，電弧電壓，焊接速度，焊條類型及直徑，焊接層數(shù)等。焊接工藝參數(shù)選擇的正確與否直接影響焊縫成形和生產(chǎn)效率。因此在焊接前焊接工藝參數(shù)一定要根據(jù)理論知識以及常年的工作經(jīng)驗在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下選擇工藝參數(shù)以及制定焊接工藝。6.3焊工技術(shù)水平焊接生產(chǎn)中技工的焊接水平?jīng)Q定了焊接質(zhì)量和

16、生產(chǎn)效率的高低，因此要焊接出高質(zhì)量的焊縫需要加強(qiáng)實際操作技能訓(xùn)練和理論知識。下面以平位置單面焊雙面成形為例介紹下焊接要點：裝配尺寸如上圖，采用多層多道焊的方法，工件為Q235，焊條為J442直徑為3.2，根據(jù)公式（1）可以估算出焊接層數(shù)大概為34層。焊接參數(shù)：焊接層數(shù)焊條直徑/mm焊接電流/mm打底焊3.280-90填充焊100-120蓋面焊90-1101） 打底焊（采用斷弧焊接方法）打底焊時，在工件短頭引弧，焊接到定位焊處，等待出現(xiàn)熔池后，橫向擺動，要在兩側(cè)停留看到坡口兩側(cè)的金屬開始熔化，出現(xiàn)熔孔。開始正式焊接起點。出現(xiàn)熔孔后迅速提起焊條，熄滅電弧。然后在前一個熔池大概2/3處的地方再次引弧

17、，焊處再次出現(xiàn)熔孔，熄弧，依次循環(huán)（如果裝配間隙過大可以現(xiàn)在坡口兩側(cè)點焊，使間隙變小后再擺動焊接，以防止焊流）。（平位置打底焊焊條角度圖）2） 填充層（連弧焊接）填充焊接前，一定要將打底焊的熔雜和飛濺等不利于焊接成形的因素清理干凈后再焊接。開始焊時，焊條與工件垂直，與焊縫成7585°。施焊時，控制好焊道兩側(cè)的熔合情況以及焊接速度，焊條擺動幅度增大（走鋸齒形和月牙形），再坡口兩邊的停留時間要比打底時稍長必須保證坡口兩側(cè)有一定的熔深。填充層應(yīng)低于母材坡口兩側(cè)0.5-1.5mm，利于最后的蓋面。（填充層焊條角度圖）3）蓋面焊接前必須做焊前清理，運(yùn)條方法和蓋面層相同，蓋面時要注意，擺動幅度要

18、增大，擺動幅度一致，焊接速度均勻，兩邊稍作停留，一便焊縫邊緣有好的熔合，要避免產(chǎn)生咬邊。不能焊出坡口以外過多，不然焊縫太寬。結(jié)論單面焊雙面成形技術(shù)在現(xiàn)代往往焊接的是壓力容器，管道或者其他重要結(jié)構(gòu)件，具有不可替代的位置。尤其在小直徑容器管道的焊接方面，單面焊雙面成型技術(shù)的作用非常的突出。因此單面焊雙面成形如果出現(xiàn)了嚴(yán)重的焊接缺陷，輕則傾向產(chǎn)品的使用壽命，重則導(dǎo)致嚴(yán)重的不可挽回的損失。為了防止這些缺陷的產(chǎn)生，促使我們對單面焊雙面成形技術(shù)的進(jìn)一步探索和研究。通過對外在因素單面焊雙面成形的焊接質(zhì)量的影響分析，我們將對焊接設(shè)備，焊材的選擇，工藝的制定操作技術(shù)水平進(jìn)行限制，以提高焊接質(zhì)量，加以推廣，并對單面焊雙面成形的作業(yè)起到一定的指導(dǎo)作用。參考文獻(xiàn)1 張應(yīng)力主編.新編焊工使用手冊M 北京：金盾出版社，20042 戴樹新主編.焊接生產(chǎn)管理與檢測M北京：機(jī)械