不同位置的焊接技术优化

所谓焊接位置指焊接时焊件接缝所处的空间位置。根据焊缝空间位置的不同，有平焊、立焊、横焊和仰焊等焊接位置。

焊接位置的变化，对操作技术提出不同的技术要求，由于熔化金属的重力作用使焊缝成形困难，因此，在焊接操作中应及时调整焊条角度和运条运作，控制焊缝成形和确保焊接质量。

一、平焊

平焊分为对接平焊、角接平焊和搭接平焊。

1.对接平焊

对接平焊一般分为不开坡口和开坡口的对接平焊两种，当板厚小于6mm时，不开坡口；当焊件厚度等于或大于6mm时，应开坡口。

1）不开坡口的对接平焊如图3-5所示，焊接正面焊缝时宜用直径为3～4mm的焊条短弧焊接，使熔深达到焊件厚度的2／3左右，焊缝宽度为5～8mm，加强高小于1.5mm。反面焊缝用直径为3mm的焊条，可用稍大的电流焊接。

图3-5 不开坡口的对接平焊

对于重要的焊缝，在焊反面焊缝前，必须铲除焊根。不开坡口的对接平焊时焊条的角度如图3-6所示。

图3-6 不开坡口对接平焊焊条角度

不开坡口的对接平焊时，采用直线运条法，采用双面焊时，背面焊缝也采用直线运条法，焊接电流应比焊接正面焊缝时稍大些，运条速度要快。当焊接与水平面倾斜的焊缝时，应采用上坡焊，防止熔渣向熔池前方流动，避免焊缝产生夹渣缺陷。

2）开坡口的对接平焊坡口有V形和X形，采用多层多道焊法和多层焊法，如图3-7和图3-8所示。

图3-7 多层多道焊

a）V形坡口 b）X形坡口

在进行多层焊时，第一层打底焊道应采用小直径焊条，运条方法应根据间隙的大小而定。间隙小时可用直线运条法，间隙大时应用直线往复式运条法，以防烧穿。

第二层焊道，可用直径较大的焊条，采用直线形或小锯齿形运条法，进行短弧焊。以后各层均可用锯齿形运条法，而且摆动范围要逐渐加宽，摆动到坡口两边时，应稍作停留，防止出现熔合不良、夹渣等缺陷。多层焊时，应注意每层焊缝不能过厚，否则会使焊渣流向熔池前面造成焊接困难。各层之间的焊接方向应相反，其接头也应相互错开，每焊完第二层焊缝，要把表面焊渣和飞溅等物清除干净后才能焊下一层，以保证焊缝质量和减小变形。

多层多道焊的焊接方法与多层焊相似，但应选好焊道数和焊道顺序，焊接时，采用直线运条法。

2.角接平焊

1）角接平焊形成角焊缝，如图3-9所示。角焊缝按焊脚尺寸（在角焊缝中画出的最大等腰三角形直角边的长度）的大小采用单层焊、多层焊和多层多道焊。当焊脚尺寸小于6mm时的角焊缝采用单层焊，采用直径为4mm的焊条；焊脚尺寸为6～8mm时，用多层焊，采用直径为4～5mm的焊条；焊脚尺寸大于8mm时采用多层多道焊。焊条直径的选择，一般焊脚尺寸小于14mm，采用直径4mm的焊条；焊脚尺寸大于14mm，采用直径5mm的焊条，便于操作并提高生产率。

图3-8 多层焊

a）V形坡口 b）X形坡口

图3-9 角焊缝

2）对角接平焊多层多道焊，在焊接第一道焊缝时，应用较大的焊接电流，以得到较大的熔深；焊第二道焊缝时，由于焊件温度升高，应用较小的电流和较高的焊接速度，以防止垂直板产生咬边现象。

3）角接平焊焊条的角度随每一道焊缝的位置不同而有所不同，如图3-10所示。角接平焊的运条手法，第一层（打底焊）一般不做横向摆动，可以采用圆圈形、三角形、锯齿形和直线运条法。

图3-10 焊条角度随每道焊缝位置而改变

4）在进行角接平焊的实际生产中，如焊件能翻动，应尽可能把焊件放在船形位置进行焊接，如图3-11所示。船形位置焊接可避免产生咬边等缺陷，焊缝平整美观，有利于使用大直径焊条和用大的焊接电流，提高生产率。运条手法可用月牙形或锯齿形。

搭接平焊形成的焊缝为一种填角焊缝。焊接时焊条与下板表面间的角度应随下板的厚度增加而增大，如图3-12所示。

焊条与焊接方向间的角度以75°～85°为宜。当焊脚尺寸为6mm时，用直径为4～5mm的焊条，按斜圆圈形运条法进行单层焊。当焊脚尺寸为6～8mm时，采用多层焊，焊第一层用直径为4～5mm的焊条，以直线形运条为宜；第二层用直径为5mm的焊条，运条方法为斜圆圈形。当焊脚尺寸大于8mm时，采用多层多道焊。搭接平焊除以上说明外，其他方面与一般角焊缝焊接相同。开始焊时电流可大些，当焊件温度升高后，电流可小些；以防板边缘熔化过多而咬边，确保焊缝成形良好。

图3-11 船形位置焊接

图3-12 搭接平焊的焊条角度

二、立焊

立焊是焊接垂直平面上垂直方向的焊缝。由于在重力的作用下，焊条熔化所形成的焊滴和熔池中熔化的金属要下淌，使焊缝成形困难，不如平焊美观，对于初学者立焊比平焊操作有一定难度。

1.立焊应注意的问题

1）焊条直径和电流强度应比平焊小。立焊时选的电流强度可比平焊小10％～15％，以避免过多的熔化金属往下淌；其次，应采用短弧焊接法，避免电弧过长造成熔滴下滴及严重飞溅。

2）焊条的运动。在立焊过程中眼睛和手要协调配合，采用长短电弧交替起落焊接法。当电弧向上抬高时，电弧自然拉长些，但不应超过6mm；电弧自然下降在接近冷却的熔池边缘时，瞬间恢复短弧。

电弧纵向移动的速度应根据电流大小及熔池冷却情况而定，其上下移动的间距一般不超过12mm（如图3-13所示）。焊条与焊缝中心线夹角应保持在60°～80°，并保持焊条左右方向的夹角相等。焊条的运条手法要根据焊缝的熔宽来决定。

图3-13 立焊时焊条的运动

3）焊工的操作姿势。立焊的操作姿势根据焊缝与焊工距离的不同，一般采用胳臂有依托和无依托两种姿势。有依托即胳臂大臂轻轻地贴在上体的肋部或大腿、膝盖部位，随着焊条的熔化和缩短，胳臂自然地前伸，起到调节作用。用有依托的焊接姿势，比较牢靠、省力。无依托即把胳臂半伸开或全伸开，悬空操作，需要通过胳臂的伸缩来调节焊条的位置。胳臂活动范围大，操作难度也较大。

4）握焊钳的方式。正握式如图3-14a、图3-14b所示，反握式如图3-14c所示。图3-14a是一般立焊时常用的握焊钳方式。当遇到较低的焊接部位和不好施焊的位置时，常用图3-14b的握焊钳方式，也可以采用图3-14c的握焊钳方式，由焊工的操作习惯而定。

图3-14 握焊钳的方法

a）正握式 b）正握式 c）反握式

2.立焊的种类

立焊分为对接立焊和角立焊两种。

1）对接立焊。对接立焊除了要控制熔化金属不往下淌外，还要求焊缝保持平直。因此，常采用小直径焊条和较小的焊接电流，并采用短弧焊接法。

①不开坡口的对接立焊。

•在进行不开坡口的对接立焊，如果焊接薄板时，容易产生烧穿、咬肉和变形等缺陷。对接立焊采用自下而上和自上而下两种焊接方法，后一种方法也称立向下焊。采用自下而上的方法时，如选用碱性焊条，焊条直径为2.5mm或3.2mm，焊接电流均应较平焊小。采用短弧焊接，可使熔滴过渡的距离缩短，易于操作，有利于避免烧穿，缩小受热面积，减小变形。运条手法可用直线形、月牙形或锯齿形等。在操作中，当观察到有咬肉等缺陷时，焊条可在咬肉部位稍微停一会儿，然后再抬起电弧。如果发现有熔化金属下淌、焊缝成形不良的部位应立即铲去，一般可用电弧吹掉后再向上焊接。当发现有烧穿时应停止焊接，将烧穿部位焊补后，再进行焊接。

•不开坡口的对接立焊，当立向下焊时，应采用向下焊焊条。当采用酸性焊条时，也必须用小直径焊条，并注意焊条的角度，一般采用长电弧焊接法。在操作中应注意观察焊缝的中心线、焊接熔池和焊条的起落位置。由于酸性焊条为长渣，所以要求焊条摆动快而且准确。焊条的摆动方法，是以焊缝中心线为准的，应从左右两侧往中间做半圆形摆动。

图3-15 开坡口对接立焊的焊缝成形

②开坡口的对接立焊。

对于开坡口的对接立焊，坡口形式有V形或U形等，一般采用多层焊，层数的多少根据焊件的厚度而定。在焊接时，一定要注意每层焊缝的成形，如图3-15a所示。如果焊缝不平，中间高两侧低，甚至形成尖角，如图3-15b所示，则不仅给清渣带来困难，而且会因成形不良造成夹渣、未焊透等缺陷。

开坡口的对接立焊，可分为以下3个环节。(www.xing528.com)

•封底焊。封底焊即正面的第一道焊缝。封底焊时应选用直径较小的焊条和较小的焊接电流。对厚板可采用小三角形运条法，对中厚度板或较薄板，可采用小月牙形或跳弧运条法。封底焊时一定要保证焊缝质量，特别要注意避免产生气孔。

如果在第一层焊缝产生了气孔，就会形成自下而上的柱状贯穿气孔。在焊接厚板时，封底焊宜采用逐步退焊法，每段长度不宜过长，应按每根焊条可能焊接的长度来计算。

•中间层焊缝焊接。中间层焊缝的焊接主要是填满焊缝。为提高生产效率，可采用月牙形运条，焊接时应避免产生未熔合、夹渣等缺陷。接近表面的一层焊缝的焊接非常重要，一方面要将以前各层焊缝凸凹不平处加以平整，为焊接表层焊缝打下基础；另一方面，这层焊缝一般比板面低1mm左右，而且焊缝中间应有些凹，以保证表层焊缝成形美观。

•表层焊缝焊接，即多层焊的最外层焊缝，应满足焊缝外观尺寸的要求。运条手法可按要求的焊缝的余高加以选择。如果余高要求较大时，焊条可做月牙形摆动；如果对余高要求稍平整时，焊条可做锯齿形或不等八字形摆动。在表层焊缝焊接时，注意运条的速度必须均匀一致。当焊条在焊缝两侧时，要将电弧进一步缩短，并稍微停留，这样有利于熔滴的过渡和减少电弧的辐射面积，可以防止产生咬肉等缺陷。

不等八字形运条法，如图3-16所示。当表层焊缝较宽时，若采用月牙形或锯齿形手法，一次摆动往往达不到焊缝边缘良好的熔合。采用八字形运条法能得到较宽的焊波，焊缝表面是鱼鳞状的花纹。不等八字形运条法焊接时，自左向右把熔滴放置在焊缝宽度的1／3处，稍微停顿一下，接着把焊条抬高并引到焊缝的2／3处，再向焊缝右边瞬间划弧，以后，将焊条降落到焊缝的2／3处，瞬间变成短弧，停顿一下，使熔化金属与前面的焊波熔合好，然后把焊条抬高向左引到焊缝宽度的1／3处……这种有规律的运条方法要求焊条有节奏地均匀摆动，摆动时要求快而稳，熔滴下落的位置要准确。

2）角立焊。

角立焊时应注意以下问题。

图3-16 不等八字形运条法

①焊条的位置。为了使两块钢板均匀受热，保证熔深和提高工效，在角立焊时，应注意焊条的位置和倾斜角度。当被焊的两块钢板厚度相等时，焊条与两块钢板之间的夹角应左右相等，焊条与焊缝中心线的夹角，应根据板厚的不同来改变其大小，一般应保持60°～80°。

②熔化金属的控制。角立焊操作的关键是如何控制熔化金属，要求焊接时精力集中，注意观察金属的冷却情况，焊条要根据熔化金属的冷却情况有节奏地摆动。在角立焊的过程中，当引弧后焊出第一个焊波时，电弧应较快地提高；当看到熔池瞬间冷却成一个暗红点时，电弧又下降到弧坑处，并使熔滴凝固在前面已形成的焊波2／3处，然后电弧再抬高。如果前一熔滴未冷却到一定的程度，就过急地下降焊条，就会造成熔化金属下淌；而当焊条下降动作过慢时，又会造成熔滴之间熔合不良。如果焊条放置的位置不对，就会使焊波脱节，影响焊缝的美观和焊接质量。

③焊条的摆动。应根据板厚的不同和对焊脚尺寸的要求，选用适当的运条手法。对焊脚尺寸较小的焊缝，可采用直线往复形运条手法；对焊脚尺寸要求较大的焊缝，可采用月牙形、三角形、锯齿形等运条手法，如图3-17所示。为避免出现咬肉等缺陷，除选用合适的焊接电流外，焊条在焊缝两侧应稍停片刻，使熔化金属能填满焊缝两侧的边缘部分。焊条的摆动宽度应不大于所要求的焊脚尺寸，例如要求焊出10mm宽的焊缝时，焊条的摆动范围应在8mm以内，否则焊缝两侧就不整齐。

④局部间隙过大的焊接方法。对角立焊焊缝，当不要求焊透或遇到局部间隙超过焊条直径时，可预先采用立向下焊的方法，使熔化金属把过大的间隙填满后，再进行正常焊接。这样做不仅可以提高工效，而且还可大大减少金属的飞溅和电弧偏吹。对间隙过大的薄板焊接，采用这种方法还有减小变形的效果。

三、横焊

横焊是焊接垂直或倾斜的平面上的水平方向的焊缝。横焊时，由于熔化的金属受到重力作用而易下淌，造成焊缝上侧产生咬边缺陷，下侧形成泪滴形焊瘤或未焊透（见图3-18）。因此，横焊时，应采用短弧焊接，并且选用较细的焊条和比平焊小的焊接电流及适当的运条手法。对于开坡口的对接横焊，常选用多层多道焊。

图3-17 角立焊焊条的摆动

图3-18 横焊易产生的缺陷

1.不开坡口的对接横焊

不开坡口的对接横焊，当板厚为3～5mm时，应采用双面焊。正面焊时，焊条直径宜为3.2～4mm，焊条与下板成75°～80°，如图3-19所示。当焊件较薄时，用直线往复式运条法，这样可借焊条向前移动的机会使熔池得到冷却，熔池中熔化的金属就有机会凝固，从而防止烧穿。当焊件较厚时，可采用短弧直线形或小斜圆圈形运条手法，如图3-20所示，以得到合适的熔深。在焊接时，焊接速度应稍快并均匀，避免焊条的熔化金属过多地聚集在某一点上，形成焊瘤并在焊缝上部咬边，而影响焊缝成形。反面封底焊时，应选用细焊条，焊接电流可适当加大，一般可选平焊时的焊接电流强度，用直线运条法进行焊接。

图3-19 横焊焊条的角度

图3-20 不开坡口对接横焊缝

2.开坡口的对接横焊

对接横焊坡口加工如图3-21所示。一般下板不开坡口，或下板所开坡口角度小于上板，这样有利于焊缝成形。开坡口对接横焊焊缝如图3-22所示。在焊第一道焊缝时，应选用细焊条，一般直径为3.2mm。运条手法可根据接头的间隙大小来决定，当间隙大时，宜采用直线往复形运条法。第二道用直径3.2～4mm的焊条，采用斜圆圈形运条手法（见图3-23）。在施焊过程中，应保持较短的电弧长度和均匀的焊接速度。为了有效地防止焊缝表面咬边和下面产生熔化金属下淌现象，每个斜圆圈形与焊缝中心线的斜度不得大于45°。当焊条末端运到斜圆圈上面时，电弧应更短，并稍停片刻，使较多的熔化金属过渡到焊缝上去。然后慢慢将电弧引到焊缝下边，即原先电弧停留的旁边，如图3-23所示，这样做能有效地避免各种缺陷，使焊缝成形良好。

图3-21 横焊接头的坡口加工

a）V形坡口 b）单边坡口 c）K形坡口

图3-22 开坡口对接横焊焊缝

当横焊板厚大于8mm时，除打底焊的焊缝，应采用多层多道焊（见图3-24），这样可以较好地避免由于熔化金属下淌造成的焊瘤。在多层多道焊时，要特别注意控制焊道间的重叠距离。每道叠焊，应在前面一道焊缝的1／3处开始焊接，以防止焊缝产生凹凸不平。多层多道焊时运条手法用直线形，并应始终保持短弧和适当的焊接速度，同时焊条的角度也要根据焊缝的位置来调节（见图3-24）。焊条直径可为3.2～4mm。在施焊过程中，焊缝的排列顺序如图3-25所示。

图3-23 开坡口对接横焊斜圆圈运条法

1—焊条慢下 2—电弧压缩末稍 3—电弧拉长并迅速向上

图3-24 厚板多层多道焊焊条的角度

图3-25 对接横焊缝排列顺序

四、仰焊

1.最困难的一种焊接

仰焊是4种焊接位置中焊接最困难的一种。仰焊时，熔化金属因重力作用下坠使熔滴过渡和焊缝成形困难，焊缝正面容易形成焊瘤，背面则会出现内凹缺陷，同时在施焊中还常发生熔渣超前现象。流淌的熔化金属易飞溅扩散，如果防护不当，容易造成烫伤事故。因此，在运条方面要比平焊、立焊、横焊的难度大且焊接效率低。

2.仰焊操作注意事项

1）在仰焊时，必须注意尽可能地采用最短的弧长施焊，使熔滴金属在很短的时间内由焊条过渡到熔池中去，促使焊缝成形。焊条直径和焊接电流应比平焊时小，以减小焊接熔池的面积，使焊缝容易成形。

2）当焊件的厚度为4mm左右时，仰焊可采用不开坡口的对接焊，焊条直径为3.2mm，焊条与焊缝两侧成90°夹角，与焊接方向保持80°～90°的夹角，如图3-26所示。在整个施焊过程中，焊条要保持在上述角度均匀地运条。

图3-26 仰焊时焊条的角度

3）仰焊的运条手法可采用直线形和直线往复形。直线形用于焊接间隙小的接头，直线往复形用于间隙稍大的接头。焊接电流不应过小，否则得不到足够的熔深，而且电弧也不稳定，使操作难以掌握，而且焊缝质量也难以保证。

4）当焊件厚度大于5mm时，对接仰焊均开坡口。对于开坡口的对接仰焊打底层焊接的运条方法，应根据坡口间隙的大小，决定选用直线形或往复直线形的运条方法。其后各层均宜用锯齿形或月牙形运条方法，如图3-27所示。在进行仰焊时，无论采用哪种运条手法，均应形成较薄的焊道。焊缝表面要平直，不允许出现凸形。

5）如图3-28所示为对接仰焊时多层多道焊焊缝的排列顺序。操作时，焊条的角度应根据每一道焊缝的位置做相应的调整，以利于熔滴金属的过渡，并能获得较好的焊缝成形。

图3-27 开坡口对接仰焊时的各种运条方法

1—月牙形 2—锯齿形 3—直线形 4—直线往复形 5—第一道焊缝 6—第二道焊缝

图3-28 开坡口对接仰焊时的多层多道焊法

6）T形接口的填角仰焊比对接坡口仰焊较易掌握。当焊脚尺寸小于6mm时，采用单层焊，用直线形或往复直线形的运条方法；当焊脚尺寸大于6mm时，采用多层多道焊，第一层用直线形运条方法，其后各层可选用斜三角形或斜环形的运条方法。

T形接头填角仰焊的运条方法如图3-29所示。如果填角仰焊操作技术熟练，可使用较大直径的焊条和稍大的焊接电流，以提高工作效率。

图3-29 T形接头填角仰焊运条方法及焊缝排列顺序

A—用直线形运条法 B—用斜三角形或斜环形运条方法