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1、第 7 页 共 7 页 库车县中等职业技术学校焊接综合实训指导书 实训教师：王孝强实训项目：单面焊双面成型-12mm钢板开坡口的平对接焊【实训目标及技能要求】1、能够正确运用焊接设备，调节焊接电流。2、掌握开坡口的平对接单面焊双面成形打底层焊接工艺参数3、掌握运条方法要领及接头方法4、掌握中间层及表面层焊接操作技术【重点和难点】 操作姿势及弧光保护，电弧的基本运动方向【课时安排】 一周 【注意事项】1、操作姿势必须规范2、避免长时间短路，以免烧坏设备。3、注意弧光、防止灼伤眼睛。4、焊条头的管理【实训教学过程】一、概述：单面焊双面成形操作技术单面焊双面成形操作技术是采用普通焊条，以特殊的操作方
2、法，在坡口的正面进行焊接，焊后保证坡口正反两面都能得到双面成形焊缝的一种操作方法。是一项在压力管道和锅炉压力容器焊接中，焊工必须掌握的操作技术，其方法主要有断弧焊法和连弧焊法。二、焊前准备1、选用=1014mm的低碳钢板，其尺寸为12300140，采用手工气割坡口或半自动气割坡口。坡口角度为60，如图1：图1 坡口角度图2 试件的定位间隙2、 用锉刀对坡口面清理，清除氧化皮，挂渣等，并锉出合适的钝边，钝边高为11.5mm 。3、 焊条 E5015 3.2 4.0 4、 电焊机 ZX7400 ZX7315 5、 辅助工具：烘干箱 面罩，焊钳，渣锤等三、操作过程及要领1、装配定位焊件的装配是非常关
3、键的, 它直接关系到焊件的背面成形情况。因此焊件的装配是一项具体而细致的工作, 而这一工序往往容易被操作者轻视而过于草率应对. 定位焊缝的位置及长度定位焊缝应在距焊件端头20mm 之内进行定位, 因为焊件在评定过程中通常对距焊件端头20mm 内的范围不进行评定。定位焊缝长10 15mm , 定位的过程中一定要焊透焊牢, 防止焊件在焊接的过程中产生较明显的变形和收缩。 装配间隙主要是要考虑根部装配间隙的大小, 它是由焊件的厚度, 坡口的形式, 钝边的厚度及打底焊所选用焊条直径的大小等几方面因素综合考虑决定的。其次是要考虑装配间隙在焊接过程中的横向收缩, 因此要把焊接终端放大。 对12mm 板对接
4、焊一般起焊处的根部间隙为3. 2mm , 终端的间隙为4mm。 反变形当焊件坡口形式具有不对称性只在一侧焊接时, 焊缝会在厚度方向产生横向收缩不均的现象, 会使钢板向上翘起产生角变形, 其大小用变形角A表示, 要求A不大于3。为防止角变形,我们采用预变形的措施。焊前先使焊件向焊后变形的反方向预留一定的变形量, 来控制焊件在焊接过程中产生角变形。 错位量装配过程中要注意两板件不要产生前后错位, 如果是管件,要保证两管件的同轴度。如果产生错位, 会造成在打底焊过程中一侧钝边不易熔化, 而难成形。 如图3 反变形 a) 获得反变形的方法 b）反变形角度2、焊道分布 单面焊四层四道 如图4。图4 焊道
5、分布 图5 打底焊条角度3、工艺参数 打底层 3.2 I=8590A I引=35A中间层 3.2 I=130140 4.0 I=160180A 表面层 3.2 I=120130 4.0 I=150165A4、操作技术及要领 打底层的焊接 打底层焊接是单面焊双面成形的关键，其质量好坏直接影响的试件的合格与否。 运条方法 直线形运条，直线往复运条，小锯齿运条，月牙形运条等。应视具体情况，灵活运用上述几种运条方法。 焊条角度 打底焊时，焊条与焊件间的角度如图5所示： 焊接要领：控制引弧位置 打底层从试板左边定位焊接的始焊处开始引弧，电弧引燃后，稍作停顿预热后横向摆动向右施焊待电弧到达定位焊缝右侧前沿
6、时，将焊条下压并稍作停顿，以便形成熔孔。控制熔孔大小 在电弧的高温和吹力作用下，试板坡口根部熔化并击穿形成熔孔，如图6。形成熔孔后，应将焊条提起至离开熔池约1.5mm左右，即可向右正常施焊。图6 平板对接焊时熔孔 焊缝熔池熔孔打底层焊接，为保证得到良好的背面成形和优质焊缝，焊接电弧应短些，运条要均匀，前进速度不宜过快。要注意将焊接电弧的三分之一覆盖在熔池上，电弧的三分之一保持在熔池前，用来熔化和击穿试件坡口根部形成熔孔。焊接施焊过程中要严格控制熔池的变化及坡口根部的熔化情况，焊接时，如果有明显的熔孔出现，则背面可能要烧穿或产生焊瘤。熔孔的大小决定焊缝背面宽度和高度，若焊孔太小，焊根熔合不好。若
7、焊孔太大，则背面焊道既高又宽很不好看，而且容易烧穿，通常熔孔直径比间隙大12mm较好。焊接过程中若发现熔孔太大，可稍加快焊接速度和摆动频率，减小焊条与焊件的夹角；若焊孔太小，则可减慢焊速和摆动频率，加大焊条与焊件间夹角。控制铁水和熔渣的流动方向 焊接过程中，电弧永远要在铁水的前面，利用电弧和药皮熔化时产生的定向吹力，将铁水吹向熔池后方，这样既能保证熔透，又能保证熔渣与铁水分离，减小产生夹渣和气孔的可能性。焊接时，要注意观察熔池的情况，熔池前方稍下凹，铁水比较平静，即为正常。如果熔池超前，即电弧在熔池后方时，很容易夹渣。控制坡口两侧的熔合情况 焊接过程中，要随时观察坡口面的熔合情况，必须清楚的看
8、见坡口面熔化并与焊条熔敷金属混合形成熔池。熔池边缘要与两侧坡口面熔合在一起才行，最好在熔池前方稍有个小坑，但随即能被铁水填满，否则熔合不好。焊缝接头 打底焊道无法避免焊接接头，因此，必须掌握好接头技术。焊条即将焊完，需要更换焊条时，将焊条向焊接的反方向拉回约1015mm，并迅速抬起焊条，这样电弧被拉长至熄灭，可把收弧缩孔消除和带到焊道表面，以便在下一根焊条焊接时将其熔化掉。同时，回拉可使接头处形成一斜面，以便下一根焊条接头。焊缝的接头有两种方法，即热接法和冷接法。热接法：前一根焊条的熔池还没完全冷却就立即接头，这是生产中常用的方法，也最适用，接好头的关键有三个。更换焊条要快 最好在焊接开始时，
9、持面罩的手中拿几根焊条，前根焊条焊完后，立即换好焊条，趁熔池还未完全凝固时，在熔池前方1020mm处引燃电弧，并立即将电弧后退至接头处。位置要准 电弧后退至原先的弧坑处，估计新熔池的后沿与原先弧坑的后沿相切时，立即将焊条前移，开始继续焊接。掌握好电弧下压时间 当电弧向前运动，焊至原弧坑的前沿时，必须压下电弧，必须击穿间隙生成新熔孔，待新熔孔形成后，再按前面要领继续焊接。冷接法：前一根焊条的熔池已经冷却，进行接头，称为冷接。冷接时，应清除接头处焊渣1015mm，或将收弧处打磨成缓坡形，在离熔池后1015mm处引弧。焊条做横向摆动向前施焊，焊至收弧处前沿时，填满弧坑，焊条角度稍加大并下压，稍做停顿
10、。待形成新熔孔后，逐渐将焊条提起，进行正常施焊。（2）中间层（填充层）的焊接 12mm时，共需焊四层，因此，第二层，第三层称为中间层。运条方法 锯齿形运条月牙形运条焊条角度 与打底层角度相同焊接要点 中间层施焊前，先将前一道焊缝的熔渣、飞溅清除干净，将打底层的焊接接头处打磨平整，然后进行第二层焊。注意事项： 控制好焊道两侧的熔合情况，焊接时，焊条摆幅加大，在坡口两侧停留时间比打底焊时稍长，必须保证坡口两侧有一定的熔深，并使中间层焊道表面向下凹。 控制好第三层焊缝的高度和位置 第三层焊缝的高度应低于母材约0.1.mm，最好略呈凹形，要注意不能熔化坡口两侧的棱边，便于表面层焊接时看清楚坡口，为表面
11、层的焊接打好基础。第三层焊接时焊条摆幅应比第二层大，但要注意不能太大，千万不能让熔池边缘超出坡口面上方的棱边。（3）表面层（盖面层）的焊接 表面层焊接前，应彻底清除前一层的焊渣，接头处如有高出部分，可用角向磨光机将其磨平。焊接电流 表面层焊接时，焊接电流比中间层小510，电流太大，容易造成焊缝成型不良。运条方法 锯齿形运条月牙形运条焊条角度 表面层焊接时，焊条前进角度为8090。焊接要点 表面层焊接时焊条的摆幅要比中间层大，坡口两侧棱边最好熔化0.51mm，摆动时，要注意摆幅一致，运条速度均匀。同时注意观察坡口两侧的熔化情况，施焊时在坡口两边稍作停顿，以便使焊缝两侧边缘熔合良好，避免产生咬边，
12、以得到优质的焊缝。施焊时应注意焊缝的高度基本一致，不能有低于母材的现象，最多可高出母材表面3mm。焊缝接头时，应敲掉弧坑边的熔渣，这样易于保证接头质量，焊接完毕，应等试件冷却至较低温度后再敲渣，最后再清除焊缝两侧的飞溅。四、缺陷的产生及防止1、背面下塌或背面余高超高 产生的原因：根部间隙太大，钝边小，焊接电流大，焊接速度慢，电弧透过太多。断弧焊时，熄弧时间太短，运条方法不当等。2、未焊透 产生的原因：根部间隙太小，钝边大，焊接电流小，焊接速度快，角度不合适，熔孔小，电弧未透过或透过太少，运条方法不当等。3、咬边 产生的原因：焊接电流太大，电弧太长，焊条角度不正确，运条到焊道边缘时停留不够，运条
13、操作不当。4、背面焊道脱节产生的原因：接头时，没有形成熔孔或熔孔太小，重新燃弧后，焊条在根部原弧坑的熔孔处未下压或下压不够。5、气孔 产生的原因：试件没按要求清理，焊条未按规定烘干，焊速过快，电弧过长，接头时接头方法不正确。6、夹渣 产生的原因：焊接电流过小，运条速度过快或过慢，焊接过程中，渣与铁水未分开，熔渣未充分浮出熔池，焊条角度不对，熔渣超前或前一层焊道的焊渣未清理干净。综上所述，为防止上述各缺陷，确保焊接质量，在焊前准备和施焊过程中，应采取相应的有效措施。五、安全注意事项：1. 焊工工作时必须穿绝缘鞋，带皮手套，以防触电。2. 气割时，应戴上护目镜，防止焊渣溅入眼内。3. 气割下料时，
14、气瓶附近应留一定的气带余量，防止拉倒气瓶，损坏减压器。4. 电焊工敲渣时，应戴眼镜或用面罩挡住，以免焊渣溅入眼内或灼伤皮肤。六、教学小结单面焊双面成形技术是一种熔透焊, 由于此技术对于焊工本身的技能要求比较高, 特别是在底层焊接时容易产生未焊透、夹渣、气孔等缺陷, 焊缝内部质量较难保证, 因此一般用于直径较小的容器和其它一些无法进入内部施焊的结构。原则上当焊接大型容器和能对构件进行双面施焊时, 我们应该采用双面施焊的措施来保证焊接质量。补充内容1. 基本功的练习 （1）引弧应在焊缝中，要做到一“引”便“着”，一“落”便“准”。由于电缆及焊钳对手腕存在一个重力矩，焊工手持焊钳不易稳定，因此引弧时
15、焊工要蹲稳，手臂要用力持钳，手腕微微用力做点划动作。另外，焊工心情要放松，紧张则僵硬，僵硬则动作机械而抖动大，极易产生“粘住”和“拉熄”现象。练习时，从摩擦法开始，逐渐缩短摩擦距离及焊条头与工作面的距离。轻落轻起，克服惯性，快慢适中，使焊钳运动轨迹逐渐达到近似垂直的效果。 （2）要懂得焊条在空间三个方面均有运动，向熔池方向递进要与熔化速度相一致，以保持弧长不变。快了弧长缩短，甚至“粘住”；慢了弧长拉长，增加飞溅，降低保护作用，影响熔滴过渡。横向运动的目的在于搅拌熔池，以增加熔宽，应中间快两端慢。它与向前运动紧密相联，变化很多，应视熔池的形状及熔敷金属量来决定。只有三个方向上的运动有机的结合，才
16、能确保焊缝的一定高度和宽度，确保高质量的焊缝质量。 （3）分清熔渣和铁液，是提高操作技能的一个关键。一般铁液超前，熔渣滞后，电弧下的铁液温度高，油光发亮处于下层。而熔渣温度低，较暗，在铁液上游动。分不清熔渣和铁液，就不能看清焊缝边缘及熔合情况，焊接盲目性很大。 （4）更换焊条要快，接头应准，因为它的好坏将直接影响焊缝的质量。快，即在前道焊缝收尾处尚处于红热状态，立即引弧，这样前后焊缝易于熔合，能有效地避免气孔和夹渣等缺陷。准，即接头恰到好处，回行距离在1020mm，在弧坑上运行的时间稍快（也就是说熔敷金属的量较少）。回行距离过长，不易摸准位置，反而容易重迭和脱离，运弧时间掌握不好，接头就会偏高
17、或偏低。另外，收弧时弧坑应力求圆形避免尖形，且焊肉适中，不能太深或太浅，这样才便于接头。 （5）准确的调节电流，尤其是立、横、爷仰位置焊接，对于获得良好的焊接内在质量和美观的焊缝成形是至关重要的。调电流要一听、二看、三比较，即听电弧声音，看电弧燃烧状况，比较熔形状及焊缝成形情况。 （6）要克服重力对焊缝成形的不利影响。焊接时，熔融的铁液和熔渣始终受重力作用，且这个作用总是垂直向下的，但不一定都是通过焊缝中心的。为此，焊工要通过采用调整焊条的角度，改变熔池的形状及电弧在熔池上部压低和稍作停留等方法来克服重力的不利影响。 （7）焊工应掌握多种运条方法。运条是焊工技术的具体表现，焊缝质量好坏和外形的
18、优劣主要由运条方法来决定，焊工应懂得各种运条方法的特点与区别，多掌握几种，才能得心应手，运用自如。 （8）要有热量的概念，要善于观察温度变化，做到有效地控制熔池的形状及其相对位置。温度对焊接的影响很大，温度低，熔池小、铁液暗，流动性差，且易产生夹渣和虚焊；温度高，则熔池大、铁液亮，流动性好，易于熔合；但过高易下淌，成形难控制，且接头塑性下降。温度与电流大小及运条方式（如圆圈形的运条温度高于月牙形，月牙形运条温度又高于锯齿形运条）、电焊条夹角大小及停留电弧时间长短等均有密切关系。 （9）收弧要求焊缝饱满，无裂纹、气孔及夹渣等缺陷。弧坑深，焊肉薄，应力集中，极易产生裂纹。采用反复断弧“收尾法”（又
19、叫点弧法），可克服收尾温度高，难以填满的困难，但易产生气孔，尤其是碱性焊条更甚。因此使用酸性焊条时，可用“划圈收尾法”和“点弧法”；而使用碱性焊条是地，可用“划圈收尾法”和“回焊收尾法”，回焊的距离视结尾处温度高低而定，一般以23m为宜。 2. 断弧焊法的技巧 断弧焊法是通过控制电弧的不断燃烧和灭弧的时间以及运条动作来控制熔池形状、熔池温度以及熔池中液态金属厚度的一种单面焊双面成形技术。断弧焊法的背面成形机理主要是靠电弧的穿透力和熔池的表面张力及电磁收缩力。当电弧穿透坡口间隙后熔化坡口两侧和前一个熔池，从而形成一个新的熔池，通过熄弧和熔池的表面张力来控制熔池温度、形状和位置。由于这种方法使熔池
20、前方出现一个大于坡口间隙的熔孔，渣气均能有效地保证正、背面焊缝熔池。 断弧焊的操作方法有一点法和两点法两种，要领如下。 （1）两点法的操作要点 先在焊件端前方约1015mm处的坡口面上引弧，然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动，对焊件进行12s的预热。当坡口根部产生“汗珠”时，立即将电弧压低约11.5s后，可听到电弧穿透坡口而发出的“噗”声，看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面的金属开始熔化，并形成第一个熔池。当金属尚未完全凝固，熔化中心还处于半熔化状态，护目镜下呈黄亮颜色时，重新引燃电弧，并在该熔池前方接近钝边的坡口面上，以一定的焊条倾角击穿焊件根部，击穿时先以短弧对焊件根部加热11.5s，然后再迅速
21、将焊条朝焊接方向挑划。当听到焊件被焊条击穿的“噗”声时（说明已形成第一个熔孔），应快速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔，使其与熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池，此时要迅速抬起灭弧，动作如稍有迟缓，可能会造成根部烧穿。约1s后，当上述熔池还未完全凝固，尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光电时，快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊。然后继续按上述方法施焊，便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝。 （2）一点法的操作要点 一点法建立与第一个熔池的方法相同。施焊时应使电弧同时熔化焊件坡口听两侧钝边，听到“噗”声后，果断灭弧。为防止一点击穿焊接过程中产生缩孔，应使灭弧频率保持在5060次/min。 3. 连
22、弧焊法的技巧 连弧焊法是在焊接过程中电弧连续燃烧，不熄灭，采取较小的坡口钝边间隙，选用较小的焊接电流，始终保持短弧连续施焊的一种单面焊双面成形技术。 基本操作要点：引弧后先将电弧压缩到最低程度，并在施焊处以小齿距的锯齿形运条组作横向摆动，对焊件进行加热。当坡口根部产生“出汗”现象时，尽力将焊条往根部送下做一个击穿动作，待听到“噗”的一声形成熔孔后，迅速将电弧移到任一坡口面，随后在坡口间以一定的焊条倾角做微小摆动，时间约为2s，使电弧将坡口根部两侧各熔化1.5mm左右，然后将焊条提起12mm，以小齿距的锯齿形运条作横向摆动，使电弧边熔化熔孔前沿，边向前施焊。施焊时一定要将焊条中心对准熔池的前沿与
23、母材交界处，使每个新熔池与前一个熔池相重叠。 收弧时，缓慢地把焊条向熔池后方的左侧或右侧带一下，随后将焊条提起收弧。接头时，先在距弧坑1015mm处引弧，以正常运条速度运至弧坑的1/2处，将焊条下压，待听到“噗”的一声宾，就做12s的微小摆动，然后将焊条进起12mm，使其在熔化前沿的同时向前运条施焊。连续焊法的施焊过程中，由于采用了较小的根部间隙与焊接参数，并在短弧条件下有规则地进行焊条摆动，因而可造成熔滴向熔池均匀过渡的良好条件，使焊道始终处于缓慢加热和冷却的状态，这样不但能获得温度均匀分布的焊缝和热影响区，而且还能得到成形整齐、表面细密的背面焊道，因此连弧焊法是一种能保证焊缝具有良好力学性能和内在质量的单面焊双面成形操作技术。