電焊工技師論文4

單面焊雙面成形操作技術(shù)的探索與實(shí)踐

摘要：在焊接某些壓力容器時，要求焊接接頭完全焊透，但在實(shí)際操作中，由于受焊件結(jié)構(gòu)的限制，經(jīng)常會出現(xiàn)咬邊及焊瘤現(xiàn)象。本文通過詳細(xì)闡述對單面焊雙面成形這項(xiàng)技術(shù)的研究運(yùn)用，使這一焊接難題得到了解決，有效提高了焊接壓力容器中的安全系數(shù)和可靠性。關(guān)鍵詞：單面焊雙面成形技術(shù)探索實(shí)踐.焊接鍋爐及壓力容器等結(jié)構(gòu)時，經(jīng)常要求焊接接頭完全焊透，以滿足受壓部件的質(zhì)量和性能要求。但由于構(gòu)件尺寸和形狀的限制，如小直徑容器，管道在里面無法施焊，只能在容器外側(cè)進(jìn)行焊接，如果在外側(cè)采用常規(guī)的單面焊法，里面會焊不透，存在咬邊和焊瘤等缺陷，不能滿足焊接質(zhì)量的要求。本人通過十多年對焊接技術(shù)的學(xué)習(xí)并在實(shí)際工作中反復(fù)實(shí)踐，利用左右手兩面起焊，對焊件實(shí)施單面焊雙面成形操作技術(shù)，使受壓容器的焊接實(shí)現(xiàn)了接頭完全焊透的要求。以下具體闡述單面焊雙面成形操作法的技術(shù)特點(diǎn)及操作要點(diǎn)：一、單面焊雙面成形操作法簡介單面焊雙面成形操作法是采用普通焊條，以特殊的操作方法，在坡口背面沒有任何輔助措施的條件下，在坡口的正面進(jìn)行焊接，焊后保證坡口的正、反面都能得到均勻整齊、成形良好，符合質(zhì)量要求的焊縫的焊接操作方法。它是手工電弧焊中難度較大的一種操作技術(shù)，適用于無法從背面清除焊根并重新進(jìn)行焊接的重要焊件。二、單面焊雙面成形操作法的適用范圍這種操作法主要適用于有板狀對接接頭、管狀對接接頭、騎座式管板接頭，按接頭位置不同可進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等位置焊接。三、單面焊雙面成形操作法的技術(shù)特點(diǎn)單面焊雙面成形焊接方法一般用于V形坡口對接焊，適用于容器殼體板狀對接焊，小直徑容器環(huán)縫及管道對接焊，容器接管的管板焊接。單面焊雙面成形在焊接方法上與一般的平、立、橫、仰焊有所不同，但操作要點(diǎn)和要求基本一致，焊縫內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)氣孔、夾渣、根部應(yīng)均勻焊透，背面不應(yīng)有焊瘤和凹陷等。四、單面焊雙面成形操作法的操作要點(diǎn)和操作實(shí)例下面以板厚12mm的V形坡口對接平焊為例，進(jìn)一步闡述單面焊雙面成形的焊接方法。1、試板裝配尺寸（表1）坡口角度（°）裝配間隙（mm）鈍邊（mm）反變形（°）

錯邊量（mm）

始焊端3.260終焊端4.003~4≤12、焊接工藝參數(shù)（表2）

焊接層數(shù)打底焊填充焊（第一道）填充焊（第二道）填充焊（第三道）蓋面焊焊條直徑（mm）3.23.24.04.04.0焊接電流（A）100~1201*0~150195~201*95~201*85~1903、焊接要點(diǎn)平焊時，由于焊件處在俯焊位置，與其它焊接位置相比操作較容易，它是板狀其它各種位置、管狀試件各種位置焊接操作的基礎(chǔ)。但是，平焊位置打底焊時，熔孔不易觀察和控制，在電弧吹力和熔化金屬的重力作用下，使焊道背面易產(chǎn)生超高或焊瘤等缺陷。a、焊道分布單面焊五層五道，如圖A所示圖A焊道分布

b、焊接位置試板放在水平面上，間隙小的一端放在左側(cè)。4、打底焊進(jìn)行單面焊雙面成形焊接時，第一層打底焊道焊接是操作

的關(guān)鍵，在電弧高溫和吹力作用下，坡口根部部分金屬被熔化形成金屬熔池，在熔池前沿會產(chǎn)生一個略大于坡口裝配間隙的孔洞，稱為熔孔。焊條藥皮熔化時所形成的熔渣和氣體可以通過熔孔對焊縫背面有效保護(hù)。同時，工件背面焊道的質(zhì)量由熔孔尺寸大小、形狀、移動均勻程度決定。單面焊雙面成形，按照第一層打底焊時的操作手法不同，可分為連續(xù)施焊法（又稱連弧焊法）和間斷滅弧施焊法（又稱斷弧焊法）兩種。1、連弧焊連弧焊法是在焊接過程中電弧連續(xù)燃燒，不熄滅，采取較小的坡口鈍邊間隙，選用較小的焊接電流，始終保持短弧連續(xù)施焊。連弧焊僅要求焊工保持平穩(wěn)和均勻的運(yùn)條，操作手法沒有較大變化，容易掌握。焊縫背面成形比較細(xì)密、整齊，能夠保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量要求，但如果操作不當(dāng)，焊縫背面易造成未焊透或未熔合現(xiàn)象。2、斷弧焊斷弧焊法在焊接過程中，通過電弧反復(fù)交替燃燒與熄滅并控制熄弧時間，從而控制熔池的溫度、形狀和位置，以獲得良好的背面成形和內(nèi)部質(zhì)量。斷弧焊采取的坡口鈍邊間隙比連弧焊稍大，選用的焊接電流范圍也較寬，使電弧具有足夠的穿透能力。在進(jìn)行薄板、小直徑管焊接和實(shí)際產(chǎn)品裝配間隙變化較

大的條件下，采用斷弧焊法施焊更顯得靈活和適用。由于斷弧焊操作手法變化較大，掌握起來有一定難度，要求焊工具有較熟練的操作技術(shù)。打底焊時焊條與試件之間的角度如圖B所示，采用小幅度鋸齒形橫向擺動，并在坡口兩側(cè)稍停留，連續(xù)向前焊接，即采用連弧焊法打底。

圖B平位打底焊焊條角度

打底焊要注意以下幾點(diǎn)：（1）控制引弧位置打底層從試板左端定位焊縫的始焊處開始引弧，電弧引燃后，稍作停頓預(yù)熱，然后橫向擺動向右施焊，待電弧到達(dá)定位焊縫右側(cè)前沿時，將焊條下壓并稍作停頓，以便形成熔孔。（2）控制熔孔的大小在電弧的高溫和吹力作用下，試板坡口根部熔化并擊穿形成熔孔，如圖C所示，此時應(yīng)立即將焊條提起至離開熔池約1.5mm左右,即可以向右正常施焊。1

圖C

平板對接平焊時的熔孔

1----焊縫2---熔池3---熔孔

打底層焊接時為保證得到良好的背面成形和優(yōu)質(zhì)焊縫，焊接電弧要控制短些，運(yùn)條要均勻，前進(jìn)的速度不宜過快。要注意將焊接電弧的2/3覆蓋在熔池上，電弧的1/3保持在熔池前，用來熔化和擊穿試件的坡口根部形成熔孔。施焊過程中要嚴(yán)格控制熔池的形狀，盡量保持大小一致。并觀察熔池的變化及坡口根部的熔化情況，焊接時，如果有明顯的熔孔出現(xiàn)，則背面可能要燒穿或產(chǎn)生焊瘤。熔孔的大小決定背面焊縫的寬度和余高，若熔孔太小，焊根熔合不好，背彎時易裂開；若熔孔太大，則背面焊道既高又寬很不好看，而且容易燒穿，通常熔孔直徑比間隙大1~2mm較好。焊接過程中若發(fā)現(xiàn)熔孔太大，可稍加快焊接速度和擺動頻率，減少焊條與焊件間的夾角；若熔孔太小，則可減慢焊接速度和擺動頻率，加大焊條與焊件間夾角。當(dāng)然還可以用改變焊接電流的辦法來調(diào)節(jié)熔孔的大小，但

這種方法是不可取的，因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中由于坡口角度、裝配間隙和結(jié)構(gòu)形式的變化，不允許隨時調(diào)整焊接電流，而且調(diào)整焊接電流也比較麻煩，因此必須掌握用改變焊接速度、擺動頻率和焊條夾角的辦法來改善熔池狀況，這正是手工電弧焊的優(yōu)點(diǎn)。（3）控制鐵水和熔渣的流動方向。焊接過程中電弧永遠(yuǎn)要在鐵水的前面，利用電弧和藥皮熔化時產(chǎn)生的氣體的定向吹力，將鐵水吹向熔池后方，這樣既能保證熔深，又能保證熔渣與鐵水分離，減少夾渣和產(chǎn)生氣孔的可能性。焊接時要注意觀察熔池的情況，熔池前方稍下凹，鐵水比較平靜，有顏色較深的線條從熔池中浮出，并逐漸向熔池后上部集中，這就是熔渣，如果熔池超前，即電弧在熔池后方時，很容易夾渣。（4）控制坡口兩側(cè)的熔合情況。焊接過程中隨時都要觀察坡口面的熔合情況，必須清楚地看見坡口面熔化并與焊條熔敷金屬混合形成熔池，熔池邊緣要與兩側(cè)坡口面熔合在一起才行，最好在熔池前方稍有個小坑，但隨即能被鐵水填滿，否則熔合不好，背彎時易產(chǎn)生裂紋。（5）焊縫接頭打底焊道無法避免焊接接頭，因此必須掌握好接頭技術(shù)。當(dāng)焊條即將焊完，需要更換焊條時，將焊條向焊接的反方向拉回約10~15mm，如圖Da所示，并迅速抬起焊條，使電弧逐漸拉長很快熄滅。這樣可把收弧縮孔消除或帶到焊道表面，以便在下一根焊條焊接時將其溶化掉。注意回?zé)龝r間不能太長盡量使接頭處成為斜面。如圖Db所示。a圖D（a）換焊條前的收弧位置（b）焊縫接頭前的焊道

焊縫接頭有兩種方法：即熱接法和冷接法。熱接法：前一根焊條的熔池還沒有完全冷卻就立即接頭。這是生產(chǎn)中常用的方法，也最適用，但接頭難度大。接好頭的關(guān)鍵有三個：a、更換焊條要快，最好在開始焊接時，持面罩的左手中就抓幾根準(zhǔn)備更換的焊條，前根焊條焊完后，立即換好焊條，趁熔池還未完全凝固時，在熔池前方10~20mm處引燃電弧，并立即將電弧后退到接頭處。b、位置要準(zhǔn)，電弧后退到原先的弧坑處，估計(jì)新熔池的后沿與原先的弧坑后沿相切時立即將焊條前移，開始連續(xù)焊接。由于原來的弧坑已被熔渣覆蓋著，只能憑經(jīng)驗(yàn)判斷弧坑后沿的位置，因此操作難度大。如果新熔池的后沿與弧坑后沿不重合，則接頭不是太高就是缺肉，因此必須反復(fù)練習(xí)。

c、掌握好電弧下壓時間，當(dāng)電弧已向前運(yùn)動，焊至原弧坑的前沿時，必須再下壓電弧，重新?lián)舸╅g隙再生成一個熔孔，待新熔孔形成后，再按前述要領(lǐng)繼續(xù)焊接。這段時間和位置是否合適，決定焊縫背面焊道的質(zhì)量，也是較難掌握的。冷接法：前一根焊條的熔池已冷卻。施焊前，先將收弧處打磨成緩坡形，在離熔池后約10mm處引弧。焊條做橫向擺動向前施焊，焊至收弧處前沿時，填滿弧坑，焊條下壓并稍作停頓。當(dāng)聽到電弧擊穿聲，形成新的熔孔后，逐漸將焊條抬起，進(jìn)行正常施焊。5、填充焊填充層施焊前，先將前一道焊縫的熔渣、飛濺清理干凈，將打底層焊縫接頭的焊瘤打磨平整，然后進(jìn)行填充焊。填充層焊接時的焊條角度如圖E所示圖E

填充層焊時的焊條角度

焊填充層焊道時需注意以下幾點(diǎn)：a、控制好焊道兩側(cè)的熔合情況，填充焊時，焊條擺幅加大，在坡口兩側(cè)停留時間可比打底焊時稍長些，必須保證坡口兩側(cè)

有一定的熔深，并使填充焊道表面稍向下凹。b、控制好最后一道填充焊縫的高度和位置。填充層焊縫的高度應(yīng)低于母材約0.5mm~1.5mm，最好略呈凹形，要注意不能熔化坡口兩側(cè)的楞邊，便于表面層焊接時能夠看清坡口，為表面層的焊接打好基礎(chǔ)。焊填充焊道時，焊條的擺幅逐層加大，但要注意不能太大，千萬不能讓熔池邊緣超出坡口上方的棱邊。c、接頭方法如圖F所示，不需向下壓電弧了。其它要求同打底焊。引弧處

圖F填充層焊接頭

6、蓋面焊蓋面層施焊時的焊條角度、運(yùn)條方法及接頭方法與填充層相同。但蓋面層施焊時焊條擺動的幅度要比填充層大。擺動時要注意擺動幅度一致，運(yùn)條速度均勻。同時注意觀察坡口兩側(cè)的熔化情況、施焊時在坡口兩側(cè)稍作停頓，以便使焊縫兩側(cè)邊緣熔合良好，避免產(chǎn)生咬邊，以得到優(yōu)質(zhì)的蓋面焊縫。焊條的擺幅由熔池的邊沿確定，焊接時必須注意保證熔池

邊沿不得超過試板表面坡口棱邊2mm，否則焊縫超寬。蓋面接頭要特別注意，否則不美觀。

參考文獻(xiàn)：《焊工手冊》

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鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的火焰矯正施工方法

目前，鋼結(jié)構(gòu)已在廠房建筑中得到廣泛的應(yīng)用。而鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。這些構(gòu)件在制作過程中都存在焊接變形問題，如果焊接變形不予以矯正，則不僅影響結(jié)構(gòu)整體安裝，還會降低工程的安全可靠性。

焊接鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形超過技術(shù)設(shè)計(jì)允許變形范圍，應(yīng)設(shè)法進(jìn)行矯正，使其達(dá)到符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。實(shí)踐證明，多數(shù)變形的構(gòu)件是可以矯正的。矯正的方法都是設(shè)法造成新的變形來達(dá)到抵消已經(jīng)發(fā)生的變形。

在生產(chǎn)過程中普遍應(yīng)用的矯正方法，主要有機(jī)械矯正、火焰矯正和綜合矯正。但火焰矯正是一門較難操作的工作，方法掌握、溫度控制不當(dāng)還會造成構(gòu)件新的更大變形。因此，火焰矯正要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文對鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類、矯正方法作了一個粗略的分析。1鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類與火焰矯正六劍客職教園（最大的免費(fèi)職教教學(xué)資源網(wǎng)站）鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。焊接變形經(jīng)常采用以下三種火焰矯正方法：（1）線狀加熱法；(2)點(diǎn)狀加熱法；（3）三角形加熱法。下面介紹解決不同部位的施工方法。

以下為火焰矯正時的加熱溫度（材質(zhì)為低碳鋼）低溫矯正500度～600度冷卻方式：水

中溫矯正600度～700度冷卻方式：空氣和水

高溫矯正700度～800度冷卻方式：空氣

注意事項(xiàng)：火焰矯正時加熱溫度不宜過高，過高會引起金屬變脆、影響沖擊韌性。16Mn在高溫矯正時不可用水冷卻，包括厚度或淬硬傾向較大的鋼材。1.1翼緣板的角變形

矯正H型鋼柱、梁、撐角變形。在翼緣板上面（對準(zhǔn)焊縫外）縱向線狀加熱（加熱溫度控制在650度以下），注意加熱范圍不超過兩焊腳所控制的范圍，所以不用水冷卻。線狀加熱時要注意：（1）不應(yīng)在同一位置反復(fù)加熱；（2）加熱過程中不要進(jìn)行澆水。這兩點(diǎn)是火焰矯正一般原則。

1.2柱、梁、撐的上拱與下?lián)霞皬澢?/p>

一、在翼緣板上，對著縱長焊縫，由中間向兩端作線狀加熱，即可矯正彎曲變形。為避免產(chǎn)生彎曲和扭曲變形，兩條加熱帶要同步進(jìn)行。可采取低溫矯正或中溫矯正法。這種方法有利于減少焊接內(nèi)應(yīng)力，但這種方法在縱向收縮的同時有較大的橫向收縮，較難掌握。二、翼緣板上作線狀加熱，在腹板上作三角形加熱。用這種方法矯正柱、梁、撐的彎曲變形，效果顯著，橫向線狀加熱寬度一般取2090mm，板厚小時，加熱寬度要窄一些，加熱過程應(yīng)由寬度中間向兩邊擴(kuò)展。線狀加熱最好由兩人同時操作進(jìn)行，再分別加熱三角形三角形的寬度不應(yīng)超過板厚的2倍，三角形的底與對應(yīng)的翼板上線狀加熱寬度相等。加熱三角形從頂部開始，然后從中心向兩側(cè)擴(kuò)展，一層層加熱直到三角形的底為止。加熱腹板時溫度不能太高，否則造成凹陷變形，很難修復(fù)。

注：以上三角形加熱方法同樣適用于構(gòu)件的旁彎矯正。加熱時應(yīng)采用中溫矯正，澆水要少。1.3柱、梁、撐腹板的波浪變形

矯正波浪變形首先要找出凸起的波峰，用圓點(diǎn)加熱法配合手錘矯正。加熱圓點(diǎn)的直徑一般為50～90mm，當(dāng)鋼板厚度或波浪形面積較大時直徑也應(yīng)放大，可按d＝（4δ＋10）mm（d為加熱點(diǎn)直徑；δ為板厚）計(jì)算得出值加熱�？咀鞆牟ǚ迤鹱髀菪�形移動，采用中溫矯正。當(dāng)溫度達(dá)到600～700度時，將手錘放在加熱區(qū)邊緣處，再用大錘擊手錘，使加熱區(qū)金屬受擠壓，冷卻收縮后被拉平。矯正時應(yīng)避免產(chǎn)生過大的收縮應(yīng)力。矯完一個圓點(diǎn)后再進(jìn)行加熱第二個波峰點(diǎn)，方法同上。為加快冷卻速度，可對Q235鋼材進(jìn)行加水冷卻。這種矯正方法屬于點(diǎn)狀加熱法，加熱點(diǎn)的分布可呈梅花形或鏈?zhǔn)矫茳c(diǎn)形。注意溫度不要超過750度。2結(jié)語

火焰矯正引起的應(yīng)力與焊接內(nèi)應(yīng)力一樣都是內(nèi)應(yīng)力。不恰當(dāng)?shù)某C正產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力與焊接內(nèi)應(yīng)力和負(fù)載應(yīng)力迭加，會使柱、梁、撐的縱應(yīng)力超過允許應(yīng)力，從而導(dǎo)致承載安全系數(shù)的降低。因此在鋼結(jié)構(gòu)制造中一定要慎重，盡量采用合理的工藝措施以減少變形，矯正時盡量可能采用機(jī)械矯正。當(dāng)不得不采用火焰矯正時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、烤火位置不得在主梁最大應(yīng)力截面附近；

2、矯正處烤火面積在一個截面上不得過大，要多選幾個截面；

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