板材对接立焊操作工艺详解

1.焊前准备

（1）试件的加工 采用板厚为12mm的Q345（16Mn）或Q345R低合金高强度结构钢钢板，试件加工尺寸如图3-3所示，试件加工尺寸为300mm×125mm×12mm，加工坡口时，不留钝边。

图3-3 试件加工尺寸示意图

a）试件尺寸 b）试件坡口尺寸

（2）试件的清理 试件组对前将坡口周围正、反两面20mm范围内的铁锈、油污等清理干净，使之呈现金属光泽。试件如有变形时，要进行修复。

（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，直流反极性接线方法。选用的焊条型号为E5015。焊前焊条需经350～400°C烘干，保温2h，焊条烘干后放入保温筒内以便使用。使用前需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 为防止试件错边和方便对接，试件可以从反侧进行定位焊，定位焊缝在试件两端头，定位焊缝长度为10～15mm，为消除因焊接热收缩作用的影响，使后焊焊缝间隙变窄，终焊端预留间隙应大于始焊端0.5～1mm，定位焊缝要牢固可靠。

试件组对尺寸见表3-11。试件组对形式如图3-4所示。

表3-11 试件组对尺寸

图3-4 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

（5）焊接参数的选择 以板厚为12mm的Q345（16Mn）钢板为例，板对接立焊各项焊接参数的选择见表3-12。

表3-12 板对接立焊焊接参数的选择

(www.xing528.com)

2.焊接

将组对好的试件垂直固定在焊接工位架上，间隙较小的一端在下部，间隙较大的一端在上部，采用由下向上立焊，连弧焊法施焊。

（1）引弧 在定位焊缝的下端部划擦引弧，电弧引燃后，不要急于向上行走焊接，要在始焊端平稳焊接，形成熔合良好的熔池后，再向上横向缓慢摆动，这样当焊接电弧运至坡口根部间隙时，该处就会得到很好的预热效果，从而有利于击穿焊缝，形成背面熔池。焊条运行到坡口根部时，将焊条向上适当倾斜，并向背部压下，听到击穿声后，开始沿根部向两端做横向锯齿形摆动，此时焊条角度要恢复到原来状态。

（2）打底焊 立焊运条方法为月牙形或锯齿形运条。电弧长度应小于焊条直径，运条过程中焊条与焊件之间的夹角如图3-5所示。焊接过程中，焊条摆动要在坡口中间时稍快，在坡口两端时稍加停顿，以防焊后产生中间凸起、两侧凹陷的现象。焊条摆动要尽量贴向坡口根部，使熔池前方保持有清晰可见的熔孔，熔孔尺寸以深入钝边每侧1～1.5mm为宜。随着焊接过程的进行，焊件温度升高，熔孔尺寸会逐渐增大，此时要适当减小焊条与焊件下端的夹角，使熔池在焊缝正面的尺寸大些，背面的尺寸小些，并加快焊条摆动速度，使焊缝中心受热时间更短。若在焊接过程中，发现焊件收缩过大，间隙尺寸减小过多，应增加焊缝中心停留时间，保证其充分熔透。

图3-5 焊条与焊件的夹角

a）焊条与焊件下端夹角 b）焊条与焊件左右两侧夹角

（3）收弧 停弧前可使熔孔适当扩大，然后向坡口内侧下端回焊10～15mm停弧，以减缓熔池冷却速度，避免冷缩孔的产生。

（4）接头 接头方法分热接法和冷接法。

热接法是当熔池尚处在红热状态时，在熔池上方10～15mm坡口一侧划擦引弧，电弧引燃后，焊条端部拉至熔池下部时要迅速压低电弧以防空气介入，产生气孔。接头时焊条倾角要加大到90°左右。向上运条至熔孔根部时，要向背侧压弧，听到击穿声后，稍作停顿，使背面焊缝接头饱满，然后焊条做横向摆动，恢复正常焊接。

当接头处熔池温度下降较多时，也可采用冷接法。采用冷接法时，先用角向磨光机将接头处清理干净，并修成斜坡状，然后再引弧焊接。接头方法和热接时相同，只是接头前要对原熔池充分预热。

通过对以上焊接过程的分析可以得出板对接立焊单面焊双面成形的机理和操作要点。

其成形机理是：利用立焊时良好的熔孔效应，控制好焊条角度、运条方法即可获得良好的背面焊缝成形。

其操作要点是：焊接时，焊条端部要紧贴坡口根部，在熔池上方保持一个清晰可见的熔孔，通过熔孔，使液态金属2/3在焊缝正面，1/3在焊缝背面。焊接过程中，电弧要尽量短，并注意在坡口两端稍作停顿，以保证正面焊缝表面平整，背面焊缝两边不产生咬边。

（5）填充焊 焊接填充层前将打底层焊接时残留的焊渣和飞溅物认真清理干净，尤其要认真清理打底焊缝两侧。接头处产生的凸起要用角向磨光机磨平或用錾子打平。施焊填充层时焊条角度比打底层下倾10°～15°，以防止液态金属下淌，形成中间焊道过高，不利于下一层的焊接。焊接填充层时，引弧点要在熔池上方10～15mm处，引弧后将电弧拉向熔池。运条方法与打底层焊接时相同，但焊条摆动的幅度要较打底层宽，电弧要尽量控制得短些，电弧运至坡口两端要稍加停顿，使熔池呈椭圆形，以保证焊缝与母材熔合良好和避免夹渣。填充层焊接一般需要两层，焊接填充焊第一层时，焊接电流可适当加大10%～15%。填充层焊完后焊缝表面应比坡口边缘低1～1.5mm，且表面要平整。为使盖面层焊接时能够看清坡口，焊接填充层时应注意不能损坏坡口边缘棱角。

（6）盖面 盖面层焊接前需先将填充层表面的焊渣和飞溅物等清理干净，施焊方法与填充层焊接时基本相同，但焊条横向摆动的速度要均匀，摆动幅度要更大更宽，要保证焊缝宽窄一致。焊条运至坡口两侧时应将电弧进一步压低，并稍作停顿，以防产生咬边。一根焊条用完后，更换焊条要迅速，接头要准确到位，不得在熔池上直接引弧接头，划擦引弧部位应在熔池上部10～15mm处。焊缝接头直接影响焊缝整体美观效果，盖面层的接头方法与填充层接头方法相同。盖面层焊接完成后，不要立即清渣，以减缓焊缝冷却速度，待试件温度降到室温后，再进行清理。清渣后的试件要保持原始焊缝，不得修磨。