西安不銹鋼加工/西安不銹鋼手工電弧焊工藝

1   接口

焊條電弧焊的接頭主要有對接接頭、T形接頭、角接接頭和搭接接頭四種。

1．1   對接接頭

對接接頭是常見的一種接頭形式，按照坡口形式的不同，可分為I形對接接頭（不開坡口）、V形坡口接頭、U形坡口接頭、X形坡口接頭和雙U形坡口接頭等。一般厚度在6mm以下，采用不開坡口而留一定間隙的雙面焊；中等厚度及大厚度構(gòu)件的對接焊，為了保證焊透，必須開坡口。V形坡口便于加工，但焊后構(gòu)件容易發(fā)生變形；X形坡口由于焊縫截面對稱，焊后工件的變形及內(nèi)應(yīng)力比V形坡口小，在相同板厚條件下，X形坡口比V形坡口要減少1/2填充金屬量。U形及雙U形坡口，焊縫填充金屬量更少，焊后變形也很小，但這種坡口加工困難，一般用于重要結(jié)構(gòu)。

1．2   T形接頭

根據(jù)焊件厚度和承載情況，T形接頭可分為不開坡口，單邊V形坡口和K形坡口等幾種形式。T形接頭焊縫大多數(shù)情況只能承受較小剪切應(yīng)力或僅作為非承載焊縫，因此厚度在30mm以下可以不開坡口。對于要求載荷的T形接頭，為了保證焊透，應(yīng)根據(jù)工件厚度、接頭強(qiáng)度及焊后變形的要求來確定所開坡口形式。

1．3   角接接頭

根據(jù)坡口形式不同，角接接頭分為不開坡口、V形坡口、K形坡口及卷邊等幾種形式。通常厚度在2mm以下角接接頭，可采用卷邊型式；厚度在2～8mm以下角接接頭，往往不開坡口；大厚度而又必須焊透的角接接頭及重要構(gòu)件角接頭，則應(yīng)開坡口，坡口形式同樣要根據(jù)工件厚度、結(jié)構(gòu)形式及承載情況而定。

1．4   搭接接頭

搭接接頭對裝配要求不高，也易于裝配，但接頭承載能力低，一般用在不重要的結(jié)構(gòu)中。搭接接頭分為不開坡口搭接和塞焊兩種型式。不開坡口搭接一般用于厚度在12mm以下的鋼板，搭接部分長度為3～5δ（δ為板厚）

2   焊條電弧焊工藝參數(shù)選擇 

2．1   焊條直徑

焊條直徑可根據(jù)焊件厚度、接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素進(jìn)行選擇。焊件厚度越大，可選用的焊條直徑越大；T形接頭比對接接頭的焊條直徑大，而立焊、仰焊及橫焊比平焊時所選用焊條直徑應(yīng)小些，一般立焊焊條大直徑不超過5mm，橫焊、仰焊不超過4mm；多層焊的層焊縫選用細(xì)焊條。焊條直徑與厚度的關(guān)系見表4

表4 焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系

2．2   焊接電流

焊接電流是焊條電弧焊中重要的一個工藝參數(shù)，它的大小直接影響焊接質(zhì)量及焊縫成形。當(dāng)焊接電流過大時，焊縫厚度和余高增加，焊縫寬度減少，且有可能造成咬邊、燒穿等缺陷；當(dāng)焊接電流過小時，焊縫窄而高，熔池淺，熔合，會產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。選擇焊接電流大小時，要考慮焊條類型、焊條直徑、焊件厚度以及接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素。其中主要焊條直徑、焊接位置和焊道層次三大因素。焊條直徑與焊接電流關(guān)系見表5

表5 焊條直徑與焊接電流的關(guān)系

2．2．1 焊接位置 較厚板或T形接頭和搭接接頭以及施焊環(huán)境溫度低時，焊接電流應(yīng)大些；平焊位置焊接時，可選擇偏大些的焊接電流；橫焊和立焊時，焊接電流應(yīng)比平焊位置電流小10%～15%，仰焊時，焊接電流應(yīng)比平焊位置電流小10%～20%；角焊縫電流比平位置電流稍大些。

2．2．2 焊道層次 在多層焊或多層多道焊的打底焊道時，為了保證背面焊道質(zhì)量和便于操作，應(yīng)使用較小電流；焊填充焊道時，為了提高效率，可使用較大的焊接電流；蓋面焊時，為了防止出現(xiàn)焊接缺陷，應(yīng)選用稍小電流。

另外，當(dāng)使用堿性焊條時，比酸性焊條的焊接電流減少10%左右。

2．3   電弧電壓

電弧電壓主要影響焊縫寬度，電弧電壓越高，焊縫就越寬，焊縫厚度和余高減少，飛濺增加，焊縫成形不易控制。電弧電壓的大小主要取決于電弧長度，電弧長，電弧電壓就高；電弧短，電弧電壓就低。焊接電弧有長弧與短弧之分，當(dāng)電弧長度是焊條直徑的0.5～1.0倍時，稱為短弧；當(dāng)電弧長度大于焊條直徑時，稱為長弧。一般在焊接過程中，希望電弧長度始終保持一致且盡量使用短弧焊接。

2．4   焊接速度

焊接速度主要取決于焊條的熔化速度和所要求的焊縫尺寸、裝配間隙和焊接位置等。當(dāng)焊接速度太慢時，焊縫高而寬，外形不整齊，易產(chǎn)生焊瘤等缺陷；當(dāng)焊接速度太快時，焊縫窄而低，易產(chǎn)生未焊透等缺陷。在實(shí)際操作中，焊工應(yīng)要把具體情況靈活掌握，以確保焊縫質(zhì)量和外觀尺寸滿足要求。

2．5   焊接層數(shù)

當(dāng)焊件較厚時，要進(jìn)行多層焊或多層多道焊。多層焊時，后一層焊縫對前一層焊縫有熱處理作用，能細(xì)化晶粒，提高焊縫接頭的塑性。因些對于一些重要結(jié)構(gòu)，焊接層數(shù)多些好，每層厚度好不大于4～5mm。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)每層厚度為焊條直徑的0.8～1.2倍時，焊接質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，并且容易操作。

3焊條電弧焊的定位焊 

進(jìn)行定位焊時應(yīng)主要考慮以下幾方面因素：

3．1   定位焊焊條

定位焊縫一般作為正式焊縫留在焊接結(jié)構(gòu)中，因而定位焊所用焊條應(yīng)與正式焊接所用焊條型號相同，不能用受潮、脫皮、不知型號的焊條或者焊條頭代替。

3．2   定位焊部位

雙面焊反面清根的焊縫，盡量將定位焊縫布置在反面；形狀對稱的構(gòu)件上，定位焊縫應(yīng)對稱排列；避免在焊件的端部、角度等容易引起應(yīng)力集中的地方進(jìn)行定位焊，不能在焊縫交叉處或焊縫方向發(fā)生急劇變化的地方進(jìn)行定位焊，通常至少應(yīng)離開這些地方50mm。

3．3   定位焊縫尺寸

一般根據(jù)焊件的厚度來確定定位焊縫的長度、高度和間距。如表6所示。

   表6                           定位焊縫參考尺寸 單位：mm

3．4   定位焊工藝要求

3．4．1   定位焊縫短，冷卻速度快，因而焊接電流應(yīng)比正式焊縫電流大10%～15%。

3．4．2   定位焊起弧和結(jié)尾處應(yīng)圓滑過渡，焊道不能太高，必須保證熔合良好，以防產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。

3．4．3   如定位焊縫開裂，必須將裂紋處的焊縫鏟除后重新定位焊。在定位焊后，如出現(xiàn)接口不齊平，應(yīng)進(jìn)行校正，然后才能正式焊接。

3．4．4   盡量避免強(qiáng)制裝配，以防在焊接過程中，焊件的定位焊縫或正式焊縫開裂，必要時可增加定位焊縫的長度，并減小定位焊縫的間距，或者采用熱處理措施。

4焊條電弧焊基本操作技術(shù)

4．1   引弧：焊條電弧焊采用接觸引弧方法引弧，主要有劃擦法和直擊法兩種。

4．1．1 劃擦法 先將焊條對準(zhǔn)引弧處，手腕扭轉(zhuǎn)一下，像劃火柴一樣使焊條在引弧處輕微劃擦約20mm長度，然后提起2～4mm的高度引燃電弧。其特點(diǎn)是：容易損傷焊件表面，比較容易掌握，一般適用于堿性焊條。

4．1．2 直擊法 先將焊條對準(zhǔn)引弧處，手腕下彎，使焊條垂直地輕輕敲擊工件，然后提起2～4mm的高度引燃電弧。其特點(diǎn)是：引弧點(diǎn)即為焊縫起點(diǎn)，避免損傷焊件表面，但不易掌握，一般適用于酸性焊條或在狹窄地方的焊接。

引弧時，如果焊條粘住焊件，只要將焊條左右擺動幾下，就可以脫離焊件，如不能脫離焊件，則應(yīng)立即使焊鉗脫離焊件，待焊條冷卻后，用手將其扳掉；如果焊條端部有藥皮套筒時，可用戴好手套的手將套筒去掉再引弧。

4．2 焊縫的起焊

4．2．1 正確選擇引弧點(diǎn) 應(yīng)選在離焊縫起點(diǎn)10mm左右的待焊部位上，電弧引燃后移至焊縫起點(diǎn)處，再沿焊接方向進(jìn)行正常焊接；焊縫連接時，引弧點(diǎn)應(yīng)選在前段焊縫的弧坑前方10mm處，電弧引燃后移至弧坑處，待填滿弧坑后再繼續(xù)焊接。

4．2．2 采用引弧板 即在焊前裝配一塊與焊件相同材料和厚度的金屬板，從這塊板上開始引弧，焊后再割掉。

這種方法適用于重要焊接結(jié)構(gòu)的焊接。

4．3   運(yùn)條

4．3．1   運(yùn)條的基本動作 運(yùn)條可分解為三個基本動作，即：沿焊條軸線的送進(jìn)、沿焊縫軸線方向縱向移動和橫向擺動。
                       表7 運(yùn)條的基本動作

4．3．2運(yùn)條方法 運(yùn)條方法較多，選用時應(yīng)根據(jù)接頭形式、裝配間隙、焊接位置、焊條直徑及性能、焊接電流大小及焊工操作水平而定。
                      表8常用的運(yùn)條方法及適用范圍

續(xù)表

4．4   焊縫的接頭

4．4．1   中間接頭 即后焊焊縫的起頭與先焊焊縫的尾部相連。接頭的方法是：在先焊焊縫的弧坑前約10mm附近引弧，電弧長度比正常焊接時略長些（堿性焊條不可拉長，否則易產(chǎn)生氣孔），然后將電弧后移到原弧坑的2/3處，壓低電弧，稍作擺動，填滿弧坑后即向前進(jìn)行正常焊接。這種接頭方法使用多，適用于單層焊及多層焊的表層接頭。

4．4．2 相背接頭 即后焊焊縫的起頭與先焊焊縫的起頭相接。接頭方法是：要求先焊的焊縫起頭處略低些，接頭時在先焊焊縫起頭處略前一點(diǎn)引弧，并稍微拉長電弧，將電弧移向先焊焊縫接頭處，并覆蓋其端頭，待起頭處焊平后，再向先焊焊縫反方向進(jìn)行焊接。

4．4．3 相向接頭 即后焊焊縫的結(jié)尾與先焊焊縫的結(jié)尾相連。接頭方法是：當(dāng)后焊的焊縫焊到先焊的焊縫收弧處時，焊接速度應(yīng)稍慢些，填滿先焊焊縫的弧坑后，以較快的速度再略向前焊一段，然后熄弧。焊接接頭處的熄弧方法。

4．4．4 分段退焊接頭 即后焊焊縫的結(jié)尾與先焊焊縫的起頭相連。接頭方法是：要求后焊焊縫焊至靠近前焊焊縫始端時，改變焊條角度，使焊條指向前焊縫的始端，拉長電弧，待形成熔池后，再壓低電弧，往回移動，后返回原來熔池處收弧。

4．5   焊縫的收尾

4．5．1   劃圈收尾法 焊條移至焊縫終點(diǎn)時，在弧坑處作圓圈運(yùn)動，起到填滿弧坑后再拉斷電弧。這種方法適用于厚板焊接，對于薄板則易燒穿。

4．5．2   反復(fù)斷弧收尾法 焊條移至焊縫終點(diǎn)時，在弧坑處反復(fù)熄弧、引弧數(shù)次，起到填滿弧坑為止。這種方法適用于薄板和大電流焊接，但堿性焊條不宜采用，否則易產(chǎn)生氣孔。

4．5．3   回焊收尾法 焊條移至焊縫收尾時立即停止，并且改變焊條角度回焊一小段后熄弧。此法適用于堿性焊條。

5焊條電弧焊常見焊接缺陷及防止措施

5．1   尺寸不符

5．1．1   形狀 焊縫表面高低不平、焊縫波紋粗劣、縱向?qū)挾炔痪鶆?、余高過高或過低、角焊縫單邊以及焊腳尺寸不符合要求等。

5．1．2   危害 造成焊縫成形不美觀，影響焊縫與母材金屬的結(jié)合強(qiáng)度，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低接頭承載能力等。

5．1．3   產(chǎn)生原因 焊件坡口角度不對、裝配間隙不均勻、焊接參數(shù)選擇不合適或運(yùn)條手法不正確等。

5．1．4   防止措施 選擇適當(dāng)?shù)钠驴诮嵌群烷g隙，提高裝配質(zhì)量，正確選擇焊接工藝參數(shù)和提高焊工的操作技術(shù)水平等。

5．2   裂紋

5．3   咬邊

5．3．1   形狀 沿著焊趾的母材部位上被電弧熔化而形成成的凹陷或溝槽稱為口角邊。

5．3．2   危害 降低接頭強(qiáng)度及承載能力，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，形成裂紋等。

5．3．3   產(chǎn)生原因 焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，焊接電流過大，電弧過長，角度不正確以及運(yùn)條不適當(dāng)?shù)取?/span>

5．3．4  防止措施 選擇正確焊接電流和焊接速度，電弧不能拉得太長，掌握正確的運(yùn)條方法和運(yùn)條角度等。

5．4   未焊透

5．4．1   形狀 焊接時，接頭根部未完全熔合的現(xiàn)象稱為未焊透。

5．4．2   危害 易造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋，影響接頭的強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度等。

5．4．3   產(chǎn)生原因 坡口角度過小，間隙過小或鈍邊過大；焊接速度過快；焊接電流太??；電弧電壓偏低；焊接時有磁偏吹現(xiàn)象；清根不徹底；焊條可達(dá)性不好等。

5．4．4   防止措施 正確選擇焊接參數(shù)、坡口尺寸，保證必須的裝配間隙，認(rèn)真操作，仔細(xì)清理層間或母材邊緣的氧化物和熔渣等。

5．5   未熔合

5．5．1   形狀 熔焊時，焊縫與母材之間或焊縫與焊縫之間，未能完全熔合的部分稱為未熔合。主要產(chǎn)生在焊縫側(cè)面及焊層間。

5．5．2   危害 易產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響接頭連續(xù)性，降低接頭強(qiáng)度等。

5．5．3   產(chǎn)生原因 層間及坡口清理不干凈，焊接線能量太低，電弧指向偏斜等。

5．5．4   防止措施 加強(qiáng)層間及坡口清理，正確選用焊接線能量，正確操作。

5．6   燒穿

5．6．1   形狀 焊接過程中，熔化金屬從坡口背面流出，形成穿孔的缺陷稱為燒穿。

5．6．2   危害 減少焊縫有效截面積，降低接頭承載能力等。

5．6．3   產(chǎn)生原因 焊接電流過大，焊接順序不合理，焊接速度太慢，根部間隙太大，鈍邊太小等。

5．6．4   防止措施 選擇合適的焊接電流和焊接速度，縮小根部間隙，提高操作技能。

5．7   焊瘤

5．7．1   形狀 焊接過程中熔化的金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤，稱為焊瘤，也稱滿溢。

5．7．2   危害 影響焊縫美觀，浪費(fèi)材料，焊縫截面突變，易形成尖角，產(chǎn)生應(yīng)力集中等。

5．7．3   產(chǎn)生原因 焊件根部間隙過大，焊接電流太大，操作不正確或運(yùn)條不當(dāng)?shù)取?/span>

5．7．4   防止措施 提高操作技能，選擇合適的焊接電流，提高裝配質(zhì)量等。

5．8   弧坑

5．8．1   形狀 焊縫收尾處產(chǎn)生的下陷部分稱為弧坑。

5．8．2   危害 削弱焊縫強(qiáng)度，易產(chǎn)生弧坑裂紋等。

5．8．3   產(chǎn)生原因 熄弧時間過短，收尾方法不當(dāng)，未能填滿弧坑。

5．8．4   防止措施 選擇正確焊接參數(shù)及合適的熄弧時間，掌握正確的收尾方法等。

5．9   氣孔

5．9．1   形狀 在焊接過程中，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴，稱為氣孔。

5．9．2   危害 減小焊縫截面積，降低接頭致密性，減小接頭承載能力和疲勞強(qiáng)度等。

5．9．3   產(chǎn)生原因 焊件清理不干凈，焊條受潮，電弧磁偏吹和焊接參數(shù)不合理等。

5．9．4   防止措施 仔細(xì)清理焊縫兩側(cè)各10mm處的鐵銹等污物，嚴(yán)格烘干焊條，選擇合理的焊接工藝參數(shù)等。

5．10   夾渣

5．10．1   形狀 焊后殘留在焊縫中的熔渣稱為夾渣。

5．10．2   危害 減少焊縫截面積，降低接頭強(qiáng)度、沖擊韌性等。

5．10．3   產(chǎn)生原因 焊接電流過小，焊接速度過快，坡口設(shè)計(jì)不當(dāng)，焊道熔敷順序不當(dāng)?shù)取?/span>

5．10．4   防止措施 正確選擇焊接參數(shù)，坡口角度不能太小，認(rèn)真做好多層焊時的層間清理工作等。

5．10   塌陷

5．10．1   形狀 熔化的金屬從焊縫背面漏出，使焊縫正面下凹、背面凸起的現(xiàn)象稱為塌陷。

5．10．2   危害 減少接頭承載面積，降低接頭強(qiáng)度，影響焊縫美觀等。

5．10．3 產(chǎn)生原因 焊接電流過大，焊接速度過小，裝配間隙過大等。

5．10．4 防止措施 選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?，控制焊件的裝配間隙等。

5．11   凹坑

5．11．1 形狀 在焊縫表面或焊縫背面形成的低于母材表面的局部低洼部分稱為凹坑。

5．11．2 危害 減少焊縫工作截面積，降低接頭承載能力等。

5．11．3 產(chǎn)生原因 電弧拉得過長，焊條傾角不當(dāng)和裝配間隙太大等。

5．11．4 防止措施 選擇合適的裝配間隙，提高操作水平等
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