插入式管板水平固定焊操作工艺

1.焊前准备

（1）试件的加工 选用12～14mm厚的Q235A钢板，用剪板机或氧乙炔切割方法加工出100mm×100mm的方形试件，然后用钻床在板的中心钻孔，钻孔尺寸为管外径+2.5～3mm。选用φ57mm×3.5mm的无缝钢管，管的加工尺寸长度为75～100mm。

（2）试件的清理 用砂纸或锉刀将试件坡口20mm范围内的铁锈、毛刺、油污等清理干净，使之呈现金属光泽，然后用半圆锉刀在底板处进行修磨并锉出1～1.5mm的钝边。

（3）焊接电源及焊接材料的选择 选用BX3或BX1系列的交流焊机，其空载电压不低于60V。选用的焊条型号为E4303，焊条直径为2.5mm和3.2mm。焊条使用前经150～200℃烘干，保温1h，使用时要放入保温筒内随用随取。使用前要检查焊条有无偏心、焊芯生锈和药皮开裂、脱落现象。

（4）试件的组对与定位焊 插入式管板水平固定焊的管板组对形式及焊接位置如图2-50所示，组对的各项尺寸见表2-42。

采用直接击穿法进行定位焊，定位焊位置如图2-50所示，选在焊缝对称60°的爬坡位置，定位焊缝长度为10～15mm。

图2-50 插入式管板水平固定焊的组对形式及焊接位置

a）组对形式 b）焊接位置

表2-42 插入式管板水平固定焊的组对尺寸

（5）焊接参数的选择 插入式管板水平固定焊焊接参数见表2-43。

表2-43 插入式管板水平固定焊焊接参数

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2.焊接

（1）引弧 将组对好的试件水平固定在焊接位置上，分左侧和右侧两部分由底向上焊接，可先从右侧施焊。采用划擦法引弧，引弧点距仰焊位置左侧15～20mm处。电弧引燃后拉向距仰焊中心5mm处。先拉长电弧对坡口根部进行预热1～2s，然后压低电弧进行打底焊。此时焊条与试件及焊接方向之间的夹角如图2-51所示。

图2-51 焊条与试件及焊接方向之间的夹角

a）焊条与试件底板夹角 b）焊条与焊接方向夹角

（2）打底焊 开始焊时，电弧要放在管子根部一侧，待其熔化后迅速拉向底板根部钝边一侧，形成连接熔池后立即断弧。建立第一个焊接熔池后，要快速跟进断弧焊接。断弧的频率要快，以1～1.5s为宜。

插入式管板水平固定焊打底焊时，因板和管承热很不均匀，如操作不当，易在靠近管子根部一侧产生未焊透，而底板坡口根部则可能产生烧穿，在试件坡口背面形成焊瘤。因此，要求运条过程中一定要注意板与管之间的电弧热量分布。每次起弧时，都要把电弧的重心放在管子根部一侧。当管的根部被击穿后，立即向底板一侧轻轻移动，并迅速拉断。焊接过程中要注意观察熔孔尺寸变化情况，仰位和立位时可清晰地看到熔孔，此时熔孔尺寸要保持在1～1.5mm之间。当由立焊移到平焊位置时，可观察到熔孔的尺寸逐渐减小。焊接位置变化时，焊条角度也不断进行调整。当爬坡焊到平焊位置时，焊工站位也要进行调整，使之处在一个合适的位置上。上半部分焊接时，金属熔滴易下淌，为避免液态金属下淌形成焊瘤，操作时应注意减少给送液态金属的时间，适当加快断弧的频率。当焊条运行至试件顶端时，不要在12点处停留，而是继续向前施焊5～10mm，这样有利于左向焊时的封口焊接。电弧停焊时，注意在熔池上轻轻补充两滴液态金属，以防收弧处出现冷缩孔。

当右半部分打底焊完成时，要对焊缝进行认真清理。特别是仰焊部位，不得有任何焊渣和飞溅物存在。必要时要用錾子对起弧处进行修整。然后进行左向焊。

仰焊部位接头时，先用电弧对接头处进行1～2s的预热，然后压低电弧进行接头焊接。接头的位置要选择在右侧部分焊缝端部向后5～10mm处。此时电弧要短，并稍做横向摆动。当焊条端部行至坡口根部时，立即用电弧向上顶焊。形成熔孔后，立即拉断电弧，进行断弧焊接，焊接方法与右向焊时相同。

（3）收弧 当焊至距接头处5mm时，要变断弧焊为连弧焊。连弧焊时要压低电弧，适当增大横向摆动幅度。封口后不要立即断弧，要继续向前焊接5～10mm停弧。

从以上焊接过程分析可以得出，插入式管板水平固定焊单面焊双面成形的机理和操作要点：管与板承热差异大，焊接时，焊接电弧偏向管的根部一侧时间要长些，使管与板之间的热量保持平衡。同时，每一滴液态金属的送进都要到达根部，以保证根部熔合良好。

（4）填充及盖面焊 填充及盖面焊共需三层，分左右两部分进行焊接。由下向上施焊，焊条角度的变化与打底焊时相同，运条方法宜采用斜锯齿运条方法。进行填充焊前要对坡口内的焊接熔渣认真进行清理。填充焊电流要适当加大，焊条直径选用φ3.2mm为宜。操作时要特别注意坡口两侧的熔合情况，以免产生夹渣或未熔合。为保证焊缝平整，有利于盖面层的焊接，焊条摆动时要中间稍快，两侧稍作停顿。盖面层的焊接从左侧或右侧开始均可，但其始焊部位应在仰焊中心部位偏左或偏右10～15mm的位置，目的是便于接头和收弧的焊接。