低碳钢板横焊位置焊接技术：单面焊双面成形操作方法

1.板对接横焊位置单面焊双面成形特点

1）焊接过程中，熔化金属和熔渣受重力作用而下流至下坡口面上，容易形成未熔合和层间夹渣，并且在坡口上边缘容易形成熔化金属下坠或未焊透。

2）厚板对接坡口横焊多采用多层多道焊方法，防止熔化金属下淌。

3）焊接电流较平焊电流小。

2.焊前准备

（1）焊机 选用BX3—500型交流弧焊变压器。

（2）焊条 选用E4303酸性焊条，焊条直径为3.2mm，焊前经75～150℃烘干，保温2h。焊条在炉外停留时间不得超过4h，否则焊条必须放在炉中重新烘干。焊条重复烘干次数不得多于3次。

（3）焊件（试板） 采用Q235A低碳钢板，厚度为12mm，长为300mm，宽为125mm，用剪板机或气割下料，然后再用刨床加工成V形30°坡口。气割下料的焊件，其坡口边缘的热影响区应该用刨床刨去，试件图样如图1-20所示。

图1-20 低碳钢板对接横焊位置单面焊双面成形试件图样

（4）辅助工具和量具 包括焊条保温筒、角向磨光机、钢丝刷、敲渣锤、样冲、划针、焊缝万能量规等。

3.焊前装配定位

装配定位的目的是把两块试板装配成符合焊接技术要求的V形坡口的试板。

（1）准备试板 用角向磨光机将试板两侧坡口面及坡口边缘20～30mm范围内的油、污、锈、垢清除干净，使试板呈现金属光泽。然后，在钳工台虎钳上修磨坡口钝边，使钝边尺寸保持在0.5～1.5mm，最后在距坡口边缘100mm处的试板表面，用划针划上与坡口边缘平行的平行线，并打上样冲眼，作为焊后测量焊缝坡口每侧增宽的基准线。

（2）试板装配 将打磨好的试板装配成V形60°坡口的对接接头，装配间隙始焊端为3.2mm，终焊端为4mm（可以用φ3.2mm和φ4mm焊条头夹在试板坡口的钝边处，定位焊牢两试板，然后用敲渣锤打掉定位用的φ3.2mm和φ4mm焊条头即可）。终焊端放大装配间隙的目的是克服试板在焊接过程中，因为焊缝横向收缩而使焊缝间隙变小，影响背面焊缝焊透质量。再者，电弧由始焊端向终焊端移动，在300mm长的焊缝中，终焊端不仅有电弧的直接加热，还有电弧在0～300mm长的移动过程中传到终焊端的热量，瞬间热量的叠加，使终焊端处温度过高，焊缝的横向收缩力加大，所以终焊端间隙要比始焊端间隙大。

装配好试件后，在焊缝的始焊端和终焊端20mm内，用φ3.2mm的E4303焊条定位焊接，定位焊缝长为10～15mm（定位焊缝焊在正面焊缝处），对定位焊缝焊接质量要求与正式焊缝一样。

（3）反变形 试板焊后，由于焊缝在厚度方向上的横向收缩不均匀，使两块试板离开原来的位置翘起一个角度，这就是角变形，翘起的角度称为变形角α。厚为12～16mm的试板焊接时，变形角控制在3°以内。为此，焊前在试板定位焊时，应将试板的变形角向相反的方向做成3°，反变形角如图1-14所示。

4.焊接操作

板厚为12mm的试板，对接横焊，焊缝共有四层：第一层为打底层（一层1道焊接），第二、第三层为填充层（二层1道焊接，三层2道焊接），第四层为盖面层（四层3道焊接）。焊缝层次及焊道分布如图1-21所示。

（1）打底层的断弧焊 板对接横焊位置单面焊双面成形的打底焊，与其他位置焊接有很大的不同，横焊时，由于熔渣极易下淌，严重影响坡口下侧的熔合。同时，坡口上侧钝边由于熔化后迅速下坠，从而产生正面、背面焊缝的咬边和内凹。因此，控制上侧金属的熔化下坠、保护坡口下侧金属熔合良好，是板对接横焊单面焊双面成形的主要难点。为了保证打底层焊缝能获得良好的焊缝成形，横焊焊接电流的选择应该大于平焊和立焊。断弧焊焊接参数见表1-3。

图1-21 焊缝层次及焊道分布(www.xing528.com)

a）第一层（打底层） b）第二层（填充层） c）第三层（填充层） d）第四层（盖面层）

表1-3 断弧焊焊接参数

断弧焊操作时，起弧点在焊件左端的定位焊缝起始端引弧，并让电弧稍做停顿，然后以小锯齿形摆动向前移动电弧，当焊接电弧达到定位焊缝终端时，对准焊接坡口根部中心，压低电弧，将电弧推向试板的背面，并稍做停留。当听到电弧击穿坡口根部发出“噗噗”声后，即第一个熔池已经建立。此时应立即灭弧，然后按图1-22中所示的方法移动电弧。

图1-22 打底层断弧焊运条方法

当电弧引弧后第一个熔池的颜色变为暗红色时，立即在熔池中心a点处重新引弧，然后将电弧移至与第一个熔池相连接的两坡口根部中心b点，稍做停留，将电弧推向试板的背面，听到击穿坡口根部发出“噗”的声音后，将电弧移至c点灭弧。c点处于a、b两点之间的下方，在c点灭弧，可以增加熔池的温度，减缓熔池冷却速度，防止电弧在a点燃烧时，熔池金属下坠到下坡口，产生未熔合或焊缝成形不良等缺欠。在以后的焊接过程中，始终依照a—b—c的运条轨迹施焊，焊条保持一定的角度，使焊接电弧总是顶着熔池，防止熔渣超越电弧而引起夹渣缺陷的产生。

（2）填充层焊接 焊前将前焊道焊缝表面打磨平整，焊渣清理干净。第2条焊道为单层填充焊道，施焊时的焊条夹角与打底层的焊条夹角基本相同，如图1-23所示。

图1-23 板对接横焊单面焊双面成形各焊层的焊条夹角

a）打底层焊条夹角 b）填充层焊条夹角 c）盖面层焊条夹角

焊接第3、第4条焊道时，焊条的倾角与打底层焊缝焊条倾角相同。施焊第三层焊缝的要点是：焊接第3条焊道时，焊接电弧要对准第2条焊道的下沿，稍做摆动，使第3条焊道的熔池压到第2条焊道表面的1/3～2/3处，并与下坡面熔合良好；施焊第4条焊道时，焊接电弧要指向第2条焊道的上沿，稍做摆动后，使焊道填满第三层焊缝的剩余部分，并与上坡面熔合良好。特别要指出的是：第三层焊缝焊接过程中，注意保护好坡口两侧的棱边，填充层焊缝表面距下坡口表面为2mm，距上坡口表面为0.5mm，为焊接盖面层做好准备。

（3）盖面层焊接 焊接时，焊条的倾角与打底层焊接相同，焊条夹角如图1-23c所示。焊接参数见表1-3。盖面层焊缝共有3条：第5、第6、第7焊道，焊接顺序是由下向上，焊接第5条焊道时，坡口边缘熔化要均匀，熔合良好，防止焊道下坠，产生未熔合缺欠。焊接第6条焊道时，控制好焊接电弧的位置，使焊道的下沿在第5条焊道的1/2～2/3处，焊道与第5条焊道过渡应平滑。焊接第7条焊道时，应适当减小焊接电流或增加焊接速度，将熔化金属均匀地熔敷在坡口的上边缘，控制好焊条夹角和焊接速度，防止熔化金属下淌、产生咬边缺欠。焊接过程中，焊条摆动幅度和运条速度要均匀，注意短弧操作，注意防止出现泪滴形焊缝。

5.焊缝清理

焊缝焊完后，用敲渣锤清除焊渣，用钢丝刷进一步将焊渣、焊接飞溅物等清理干净，使焊缝处于原始状态，交付专职检验前不得对各种焊接缺欠进行修补。

6.焊接质量检验

按TSG Z6002—2010《特种设备焊接操作人员考核细则》评定。

（1）焊缝外形尺寸 焊缝余高0～4mm，焊缝余高差≤3mm，焊缝宽度比坡口每侧增宽0.5～2.5mm，宽度差≤3mm。

（2）焊缝表面缺欠 咬边深度≤0.5mm，焊缝两侧咬边总长度不超过30mm。背面凹坑深度≤2mm，总长度<30mm。焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、焊瘤和未焊透等缺欠。

（3）焊件变形 焊件（试板）焊后变形角度θ≤3°，错边量≤2mm。

（4）焊缝内部质量 焊缝经NB/T 47013.1～13—2015《承压设备无损检测》系列标准检测，射线透明质量不低于AB级，焊缝缺陷等级不低于Ⅱ级。