板对接平焊操作工艺优化方案

1.焊前准备

（1）试件的加工 选用厚度为12mm的Q345（16Mn）或Q345R钢板，加工成尺寸为300mm×125mm×12mm的试件。用刨床或铣床将试件300mm长度一侧加工成30°坡口，不留钝边。试件尺寸和坡口角度如图3-1所示。

图3-1 试件加工示意图

a）试件尺寸 b）试件坡口角度

（2）试件的清理 将坡口周围正、反两面20mm范围内的油、水、锈及其他污物清理干净，使之呈现金属光泽。

（3）焊接电源和焊接材料的选择 焊接电源可采用ZX5—250型整流弧焊机或ZX7—400型逆变焊机，反极性接线方法。焊条型号可选择E5015，焊前焊条经350～400°C烘干，保温2h，然后放入保温筒内以备使用。焊条使用前注意检查焊条表面有无药皮开裂、脱落、焊芯生锈和偏心等现象。

（4）试件的组对与定位焊 板对接平焊的试件组对尺寸见表3-8。

表3-8 试件组对尺寸

试件组对时预留间隙和反变形角度如图3-2所示。

图3-2 试件组对形式示意图

a）预留间隙示意图 b）反变形角度示意图

在试件背面两端进行定位焊，定位焊缝长度为10～15mm。定位焊时使用的焊条应与正式焊接时使用的焊条型号相同。定位焊时使用的焊接电流可稍大于正式焊接时使用的焊接电流。定位焊缝要牢固可靠，特别是终焊端，为防止焊接过程中产生开裂或因焊接过程中的收缩，造成终焊端坡口间隙变小而影响焊接质量，更应焊接牢靠。定位焊后的试件表面不得有错边、弧疤，终焊端的预留间隙应大于始焊端0.5mm。

（5）焊接参数的选择 以板厚为12mm的Q345（16Mn）钢为例，板对接平焊各项焊接参数的选择见表3-9。

2.焊接(www.xing528.com)

将组对好的试件置于水平悬空位置，焊工体位尽可能保证方便操作，采用连弧焊法进行打底焊操作。

（1）引弧 可在定位焊缝上划擦引弧，当焊条运行到定位焊缝尾部时，稍将电弧拉长，对坡口间隙处进行预热，然后将电弧压向坡口根部，听到击穿声后，即加大焊条倾斜角度（与焊接方向呈55°～65°夹角），并开始做横向摆动。

表3-9 焊接参数的选择

（2）打底焊 采用锯齿形或月牙形运条方法，运条速度要均匀，焊条与焊接方向的夹角保持65°～75°。运条过程中要在坡口两侧稍作停顿，停留时间约为1/2s。这样不但有利于填充金属与母材的熔合，也有利于控制熔池中心温度。防止液态金属下淌造成缺陷。焊接过程中要始终保持较短的电弧，焊条熔化端部置于距离坡口根部2～3mm的地方，距离过大或过小都不利于背面焊缝成形。电弧在向前运行时，要与熔池保持紧密贴附状态，保证2/3液态金属和熔渣送入正面熔池，1/3液态金属和熔渣送入背面焊缝熔池。随着焊接过程的进行，试件温度不断地升高，焊接熔池也会逐渐增大。为控制熔池温度，保证背面焊缝成形均匀，可适当加大焊条倾斜程度，焊条端部距坡口根部的距离同时加大0.5mm。

（3）收弧 停弧前要将电弧下压，使熔孔稍微增大后回焊10～15mm，在坡口一侧停弧，并使接头处形成斜坡状，以利于接头。注意不可在焊缝熔池中心处回焊收弧，以防产生冷缩孔。更不能在熔池上直接收弧，否则有可能在背面焊缝熔池表面产生冷缩孔，成为难于修复的缺陷。

（4）接头 接头方法分为热接法和冷接法两种。

热接法就是在熔池尚处在红热状态时，在距熔池10～15mm的坡口一侧划擦引弧，电弧引燃后迅速将电弧拉向熔池尾部，压低电弧向前运条施焊。顺斜坡焊至坡口根部时将焊条下压，听到击穿声后，稍作停顿，做横向摆动，进行正常焊接。热接法时注意更换焊条的动作要迅速。

冷接法就是当熔池已经冷却，不能实现热接时，可用角向磨光机将收弧处打磨成斜坡状，斜坡的尺寸为10～15mm，冷接法的引弧点要在斜坡前方10～15mm的地方，划擦引弧后拉至斜坡顶端并迅速压低电弧，以防产生气孔。此时焊接速度不宜过快，要在向前运弧当中对熔池根部逐步加热，当焊至斜坡根部时，下压电弧，听到击穿声后，稍作停顿，焊条做横向锯齿形摆动，恢复正常焊接。

从对以上焊接过程的分析可知，低合金高强度结构钢钢板对接平焊单面焊双面成形的机理是：平焊时，受熔池液态金属和熔渣的影响，焊接熔孔不易观察，但是背面焊缝成形的关键取决于熔孔效应，熔孔较大时，背面焊缝成形高而且宽；熔孔过大时，则形成焊瘤；熔孔较小时，背面焊缝成形浅而且窄；熔孔过小时，会产生凹陷或背面焊缝咬边等现象。因此，保证形成一定尺寸的熔孔是板对接平焊背面焊缝成形的关键。

低合金钢板对接平焊单面焊双面成形的操作要点是：液态金属的送进要均匀覆盖正面焊接熔池的2/3，背面焊接熔池的1/2。使每侧坡口钝边熔化约1～1.5mm。焊接过程中要保持短弧焊接，给送液态金属量要均匀，每次给送量要少。采用锯齿形或月牙形运条，焊条摆动速度要均匀。

（5）填充焊 第一层打底焊结束后，要快速清理焊缝表面的焊渣、飞溅物，接头超高处可用角向磨光机打平，特别是对接头死角处的焊渣更要清理干净，填充层开始焊接时试件的层间温度应不低于60°C。

填充焊第一层采用φ3.2mm直径的焊条，可采用月牙形或锯齿形运条方法。焊条摆动当中要注意中间稍快，坡口两边稍加停顿，以使焊后焊缝表面平滑整齐。接头时为防止引弧瞬间空气介入产生蜂窝状气孔，引弧点应在施焊位置前方15～20mm处。电弧引燃后迅速拉入熔池，稍加稳定，即做横向摆动。接头时动作要快，否则待熔渣冷却后，会影响接头质量。

填充焊第二层时改用直径为φ4mm的焊条，焊接方法和填充焊第一层时相同，但行走速度要视距试件表面的距离而定。第二层填充后，焊缝距试件表面距离为1～1.5mm，且以两边高、中间凹为更好。

（6）盖面焊 盖面层焊接时采用直径为φ4mm的焊条焊接。在试件始焊端部引弧，引弧后在始焊端焊条做横向摆动，待始焊端焊缝均匀饱满后，即直线向前运条焊接。焊接时注意坡口两端熔合情况，运条速度不可过快，注意使液态熔池覆盖坡口边缘每侧1～2mm，这样焊出的焊缝边缘整齐美观，且不易产生咬边现象。盖面层焊接时的焊条角度尽量保持前后左右垂直于焊件，当有磁偏吹现象影响熔渣流动时，要视熔渣流动方向将焊条角度略加调整。接头要接在焊缝中心，为防止接头处焊缝过高，接头时除动作要迅速外，当电弧进入熔池后要用电弧做轻轻向前推进的动作，以保证接头平滑。接头一定要到位，以防止接头出现脱节现象影响美观。焊后不应立即清除焊渣，待焊缝冷却后再清理，以减缓焊后冷却速度，减少淬硬组织的产生。

低合金高强度结构钢钢板对接平焊打底层和填充层的接头部位，焊后允许修磨，其他部位均不得修磨，盖面层的任何部位均不得修磨。