單麵焊雙麵成形

焊條電弧焊單麵焊雙麵成形所使用的設備簡單，操作方便，適應於(yu) 各種條件下的焊接，在我國單麵焊雙麵成形技術中占有主導地位。

焊接電源的基本要求

按照所用焊接電源種類的不同，焊條電弧焊可分為(wei) 直流焊條電弧焊和交流焊條電弧焊兩(liang) 種。選擇合適的焊接電源是單麵焊雙麵成形技術的關(guan) 鍵，無論是直流電源，還是交流電源，都應滿足下列要求。

1.合適的空載電壓

空載電壓過低，不利於(yu) 電弧的引燃，特別是在酸性焊條斷弧焊當中，較高的空載電壓能使電弧盡快複燃，保證整個(ge) 焊接過程的穩定。所以在焊接過程中，為(wei) 保證斷弧焊接的頻率，必須把容易引弧放在首位。

2.良好的焊機動特性

焊接過程相對穩定是保證焊縫背麵成形的關(guan) 鍵。電弧不穩定，焊接電流忽大忽小都會(hui) 給坡口根部的均勻熔化及焊縫的接頭帶來困難。對於(yu) 堿性焊條的焊接，則會(hui) 出現焊接過程中飛濺增加和電弧爆炸等問題。這樣不但不可能實現單麵焊雙麵成形，還有可能在焊縫內(nei) 部形成氣孔、夾渣等缺陷。

所以，焊條電弧焊單麵焊雙麵成形要求焊接電源具有良好的動特性，這樣才能獲得有規則的熔滴過渡、穩定的電弧、較小的飛濺和良好的焊縫成形。

3.較大的焊接電流調節範圍

單麵焊雙麵成形在打底焊時，要求選擇的焊接電流較小，而在填充和蓋麵焊時所使用的焊接電流應該遠遠大於(yu) 打底焊時的焊接電流。故單麵焊雙麵成形采用焊條電弧焊時，要求焊接電源應有較大的焊接電流調節範圍。

對焊接參數的基本要求

正確地選擇焊接參數是保證單麵焊雙麵成形的基本條件。焊條電弧焊單麵焊雙麵成形的主要焊接參數包括：焊條型（牌）號及直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度及焊接電源的種類、極性等。

1.焊條型（牌）號和直徑

在焊條電弧焊中，焊條與(yu) 母材間產(chan) 生持續穩定的焊接電弧，以提供熔焊所必須的熱量；同時，焊條又作為(wei) 填充金屬添加到焊縫中去。因此，焊條的型（牌）號選擇對焊接過程的穩定和焊縫力學性能的好壞都有較大的影響。所以，要根據母材和焊接結構要求選擇合適的焊條型（牌）號。

焊條直徑的大小要根據母材厚度和焊接位置來選擇。母材厚度較大時，選擇的焊條直徑應較大，反之，則較小。但是，作為(wei) 單麵焊雙麵成形打底焊時，因母材均留有一定的坡口鈍邊和裝配間隙，若選擇的焊條直徑過大，易造成燒穿，形成焊瘤等焊接缺陷，所以無論母材厚度有多大，打底焊時選擇的焊條直徑均不應超過3.2mm。對於(yu) 不同的焊接位置，也要選用不同直徑的焊條。如平焊、立焊和橫焊時，單麵焊雙麵成形打底焊一般應選用直徑為(wei) 3.2mm的焊條，而仰焊位置采用連弧焊打底時，一般應選用直徑為(wei) 2.5mm的較小直徑焊條。

2.焊接電流

焊接電流的大小主要根據母材厚度、焊條直徑和空間位置來選擇。母材厚度較大時，焊接電流應適當加大。焊接電流與(yu) 焊條直徑的關(guan) 係，可根據下麵的經驗公式進行選擇，即

I=Kd

式中I--焊接電流（A）；

d--焊條直徑（mm）；

K--經驗係數。

其中經驗係數K的選擇見下表。

 

焊接位置與(yu) 焊接電流之間的關(guan) 係在單麵焊雙麵成形打底焊中尤為(wei) 重要。如果選擇不當，則會(hui) 在焊接過程中產(chan) 生未焊透、夾渣、燒穿和焊瘤等焊接缺陷，致使背麵焊縫成形失敗。根據經驗，焊接位置與(yu) 焊接電流之間的關(guan) 係可以參考下列比例來選取：平焊、橫焊選擇的焊接電流大致相同，立焊約為(wei) 平焊焊接電流的10%～15%，仰焊焊接電流在同等直徑焊條時可稍大於(yu) 平焊焊接電流。

3.電弧電壓

焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長度來決(jue) 定。電弧長，電弧電壓高，電流密度減小；電弧短，電弧電壓低，電流密度增大。焊接時，應力求使用短弧焊接。電弧長時，特別是在使用堿性焊條焊接時，電弧不穩定，飛濺增大，且磁偏吹現象較嚴(yan) 重。單麵焊雙麵成形打底焊時，采用短弧焊可以得到較小的熔池，防止背麵燒穿現象的出現。

4.焊接速度

焊接速度的快慢直接關(guan) 係到焊縫背麵成形的質量。焊接速度太慢，易造成燒穿，產(chan) 生焊瘤；焊接速度太快，又易產(chan) 生未焊透、坡口兩(liang) 側(ce) 未熔合等現象。保持均勻合適的焊接速度可以得到正反兩(liang) 麵均勻美觀的焊縫成形。當然，在實際焊接過程中焊接速度的快慢也要靠合理的焊條運行擺動方式來控製。

5.焊接電源的種類和極性

根據焊條類型、母材材質、焊接結構來選用電弧焊設備。如果用酸性焊條焊接，單麵焊雙麵成形打底焊多采用斷弧焊接，一般應選擇交流弧焊機。如果選用堿性焊條焊接，單麵焊雙麵成形打底焊多采用連弧焊接，一般應選擇直流弧焊機。

在選用焊接電源的極性時，主要應根據焊條的性質和焊件所需的熱量來決(jue) 定。單麵焊雙麵成形打底焊采用堿性焊條焊接時，一般應采用直流反極性。

電焊操作技能

當焊接參數選擇合理時，焊工操作技能就成為(wei) 單麵焊雙麵成形技術的關(guan) 鍵。下麵對單麵焊雙麵成形技術中的引弧、運條等基本操作技能進行介紹。

1.引弧方法

焊條電弧焊的引弧方法分為(wei) 兩(liang) 種：一種為(wei) 直擊法引弧；另一種為(wei) 劃擦法引弧，如下圖a、b所示。

 

引弧方法的選擇主要由焊條種類、焊條直徑和應用場合來決(jue) 定。

(1)直擊法引弧

焊接時，將焊條末端與(yu) 焊件表麵輕輕一擊，再迅速將焊條提起並保持一定距離，即可引燃電弧。直擊法一般多用於(yu) 直徑較粗的酸性焊條的引弧。而堿性焊條和較小直徑的酸性焊條由於(yu) 藥皮粘度相對較大，引燃時不易立即形成穩定的保護氣氛，從(cong) 而使焊條與(yu) 焊件很容易發生粘連，造成短路，因此直擊法引弧應用較少。

(2)劃擦法引弧

焊接時，將焊條末端在焊件表麵輕輕劃擦一下，在焊縫金屬尚未大量熔化時，將焊條末端立即拉離至焊件表麵0.5～1倍焊條直徑的距離，即可引燃電弧。劃擦法引弧由於(yu) 焊條末端與(yu) 焊件接觸麵積小，不易發生粘連現象，故適用於(yu) 小直徑的酸性焊條和堿性焊條的引弧。

2.運條方法

為(wei) 了維持電弧的穩定燃燒，在焊接過程中焊條要做三個(ge) 基本方向的基本運動，即向熔池逐漸送進、沿焊接方向向前移動和垂直焊縫做橫向擺動，如下圖所示。

 

當焊條送進速度與(yu) 熔化速度不一致時，就會(hui) 發生電弧不穩定甚至電弧熄滅等現象。

焊條沿焊接方向向前移動，使焊條熔化金屬與(yu) 母材熔化金屬熔合形成焊縫。當焊條移動太快時，電弧不能均勻地熔化焊條與(yu) 母材金屬，從(cong) 而導致焊縫產(chan) 生未熔合、未焊透等缺陷；當焊條移動太慢時，會(hui) 使熔池溫度過高，從(cong) 而產(chan) 生燒穿、焊瘤、焊道太寬或金屬堆積等現象。

焊條在運行當中做橫向擺動，目的是為(wei) 了獲得均勻一致的焊縫成形，同時也是為(wei) 了控製熔池溫度，防止由於(yu) 熔池溫度過高而產(chan) 生焊縫的燒穿現象。根據焊條橫向擺動方法的不同，焊接過程中常用的運條方法有：直線往複運條法、月牙形運條法、斜圓圈形運條法、三角形運條法和鋸齒形運條法，如下圖所示。

 

(1)直線往複運條法

焊條末端沿焊縫的縱向做直線形擺動，這種方法焊接速度快，焊縫成形窄，適用於(yu) 間隙較窄的平焊位置的單麵焊雙麵成形，特別適合於(yu) 不鏽鋼的焊接，這樣有利於(yu) 在焊接過程中控製熔池溫度，保證焊縫成形。

(2)月牙形運條法

焊條末端沿焊接方向做月牙形左右擺動，中間動作要快，兩(liang) 側(ce) 稍做停留。該方法可有效地控製熔池溫度，並且熔池較淺，防止正、反兩(liang) 麵咬邊。月牙形運條法是單麵焊雙麵成形連弧焊的主要運條方法之一。

(3)斜圓圈形運條法焊條末端做斜圓圈形運動並不斷向前移動。該方法適用於(yu) 騎座式管板仰位、板狀及管狀45°斜位或厚板橫位的單麵焊雙麵成形打底焊。

(4)三角形運條法

焊條末端向前做連續均勻的三角形運動。該方法適用於(yu) 厚板的焊接。焊接根部時有利於(yu) 熔渣的排除，防止夾渣等缺陷的產(chan) 生。立焊單麵焊雙麵成形有時應用此種運條方法。

(5)鋸齒形運條法

焊條末端做鋸齒形向前擺動，並在兩(liang) 側(ce) 稍做停留，以防止產(chan) 生咬邊。此種方法操作容易，應用最廣泛。適用於(yu) 平、立、仰位對接焊縫各層焊道的焊接。

焊條在焊接過程中三個(ge) 基本方向上的動作是否協調，是焊工掌握單麵焊雙麵成形技術的基礎，也可作為(wei) 衡量焊工單麵焊雙麵成形技術水平的基準。上述運條方法在不同焊接位置、材料性質及裝配間隙中的應用見下表。

 

3.焊縫的起弧、接頭及收弧方法

(1)起弧

由於(yu) 起弧端溫度較低，熔深較淺，易產(chan) 生未焊透。酸性焊條焊接起弧時可稍將電弧拉長，對坡口根部進行預熱，然後壓低電弧進行正常焊接。堿性焊條則由於(yu) 藥皮特性對根部熔透有利，無需采用酸性焊條的起弧方式，但不要直接起弧，應在坡口前端一定距離引弧後，迅速拉回起焊端，並壓低電弧進行焊接。

(2)接頭

先焊焊縫的收弧處與(yu) 後焊焊縫的引弧處的連接部分稱為(wei) 焊縫的接頭。焊縫的接頭是單麵焊雙麵成形打底焊較難掌握的環節。接頭方法得當，焊縫正反兩(liang) 麵均勻平滑且內(nei) 部無缺陷；方法不當，則易產(chan) 生焊瘤、超高、凹陷、脫節等缺陷。接頭質量的好壞和起弧、收弧的質量有關(guan) 。一般來說，起弧迅速得當，預熱或前道焊縫收弧處的溫度還較高，則接頭容易、接頭質量好。若更換焊條動作緩慢，或起弧時電弧不穩定則不能獲得良好的焊縫接頭。

(3)收弧

準備結束焊接時，要做好電弧的收弧。收弧時要保證熔池內(nei) 部的氣體(ti) 充分排出，並防止因斷弧太快，熔池暴露造成空氣侵入，從(cong) 而產(chan) 生冷縮孔、內(nei) 部氣孔等缺陷。收弧時還要維持正常的熔池溫度，以利於(yu) 焊縫接頭。收弧方式有多種，常用的有反複斷弧法、劃圈收弧法、回焊收弧法等。對於(yu) 單麵焊雙麵成形，收弧則主要采用反複斷弧法和回焊收弧法。其中反複斷弧法一般用於(yu) 酸性焊條的焊接收弧，回焊收弧法則多用於(yu) 堿性焊條的焊接收弧。

4.連弧焊法與(yu) 斷弧焊法的應用

焊條電弧焊單麵焊雙麵成形打底焊工藝按手法的不同可分為(wei) 連弧焊法和斷弧焊法。

(1)連弧焊法

連弧焊即采用較小的焊接電流和較小直徑的焊條，在焊接過程中，電弧保持持續穩定的燃燒，在較小的坡口間隙內(nei) 向前均勻擺動，使焊件背麵形成均勻焊縫的方法。該方法操作簡單，手法變動小，容易掌握，且背麵成形致密、整齊，內(nei) 部質量好，力學性能優(you) 良，被廣泛采用。其缺點是受坡口間隙的限製，接頭較為(wei) 困難，必須快速熱接或用角向磨光機打磨輔助接頭。酸性焊條焊接時其接頭困難的問題更為(wei) 突出。連弧焊法主要用於(yu) 堿性焊條各種位置的焊接及酸性焊條的立焊和仰焊。

(2)斷弧焊法

斷弧焊即是在焊接過程中通過電弧有節奏地起弧、熄弧，從(cong) 而控製熔池溫度，獲得良好的焊縫成形及內(nei) 部質量的焊接方法。斷弧焊法是我國20世紀70年代廣為(wei) 采用的一種焊接方法，其優(you) 點是可以采用較大的坡口間隙，使用較大的焊接電流。對於(yu) 較薄焊件的單麵焊雙麵成形，使用的焊接電流不受太大的約束。斷弧焊法主要用於(yu) 酸性焊條的平焊、橫焊以及管板等薄壁焊件的單麵焊雙麵成形打底焊。斷弧焊法在生產(chan) 和維修中更為(wei) 實用。但是，與(yu) 連弧焊法相比，斷弧焊法較難掌握，對焊工基本功的要求也較高。