1、 单面焊双面成形 在低碳钢中的技术应用 山东省潍坊市工业学校焊接实训室（ 0536） 于泓 摘要 本文 对 当前中职学校焊接 教学 及实训目标 提供理论 研究。 关键词 板 管 平焊 立焊 横焊 为适应社会发展的需求，不少学校开设了焊接这一技能课程，其中 单面焊双面成形技术是中职学校焊接教学的 主要 内容，而低碳钢又是我们常见的焊接对象，为 帮助 学生 快速、 有效地掌握这一技能 特长 ， 减少焊接教学的盲目性， 根据教学要求 ， 现将 单面焊双面成形在低碳钢中 常见 到的 四个方面 的技术 应用 做 以下 总结 ： 一、 板对接平焊单面焊双面成形技术 要点 板对接平焊时，焊件应水平固定悬空位
2、置，以便于溶滴顺利向熔池过渡，具体操作步骤为： 1、 焊前准备 （ 1） 焊件加工 ：设钢板的厚度分别为 4 6mm 和 10 14mm，试板规格为 300mm 125mm 低碳钢。可以气割方法进行下料，然后用刨床进行破口加工，坡口角度为 60 2 ，坡口加工形式及尺寸如图 1-1 所示。 图 1-1 （ 2） 试板的清理 ：试板的清理非常重要，它直接关系到焊件的质量保证，要求用角磨机将坡口 周围正、反两面 20mm 范围内的油污、铁锈等清理干净，直至呈现出金属光泽，并轻轻磨出 1-1.5mm 的钝边。 （ 3） 试板的组装与定位焊：试板组装时应预留一定的根部间隙，终端的间隙应较始端大 0.5
3、mm， 在试件两端进行定位焊，其长度为 10-15mm,试板定位后错边量不应超过 0.5mm,此外组装时预留一定的反变形量，试板组装尺寸如图 表 1-2所示。 图 1-2 （ 4）焊接参 数的选择：焊件板材厚度不同，所选择的焊接参数是不同的。以 6mm 和 10mm的钢板厚度为例，焊接参数的选择见下表 1-3 表 1-3 2、 焊接 ：焊接总是从间隙小的一端焊向间隙大端，具体技巧如下： （ 1） 引弧 焊条在定位点接触引弧，电弧引燃后迅速拉长电弧到待焊处，焊条要轻轻摆动预热至少 3s， 待 待焊 处 金属冒汗时立即 压低电弧击穿坡口， 当 听到噗的一声时立即灭弧，使之形成第一个熔池 座 ，在
4、焊接时焊条与焊件应呈 60 70倾角，如图 1-3 所示。 图 1-3 （ 2） 打底焊 单面焊双面成形打底焊是非常关键的，要求学生一定要采用灭弧焊 ，在形成第一个熔池座的基础上进行操作 ，整个焊接过程 要注意几点： i、接弧时一定要在前一个熔池外 沿 结晶 1/3 时为最佳； ii、 第二次引弧时要在 后 一个熔池上引，引起电弧后 快 匀速向前移动到前一个熔池的边缘线，要求此时的焊条中心一定要对准 后 一熔池的边缘线焊接， 以 达到第 前 熔池盖 后 熔池 2/3； iii、在整个施焊过程中要做到手、眼 、 耳 要认真行事力求稳准， 电弧应将坡口两侧钝边熔化 0.1-1mm,听到噗声立即灭弧
5、或焊条移开此处，要做到焊条慢落块抬， 焊接时间要短， 周期一样 ，从正面看焊缝成形良好。 iv、若焊缝窄时用一点法使焊即可，如上所述；若焊缝 稍 宽时 ， 焊条 只需 在向前施焊中 适 当快速 由 2 点 横向摆动 到 3 点即可 ，即采用二点法施焊，二点法焊接 示意图如图 1-4 所示。 图 1-4 二点法击穿焊点位置 1、第一个熔池（座） 2、左侧熔池 3、右侧熔池 v、接头：接头分为热接和冷接， 热接是当熔池还处于红热状态时立即更换焊条，从红热的熔 池上引弧快速长弧前移，当移到焊条中心线对准该熔池边缘线时要低电弧施焊，整个过程简单且能保证质量；当热接不成时要采用冷接，冷接时要将接头处的熔
6、渣清理干净，从待焊 处 后面引燃电弧，长弧 前移 到 待焊处，摆动焊条长弧烤 3s 以上，当接头处前熔池金属冒汗时，焊条中心对准前熔池的外沿线压低电弧施焊。过程如同图 2-2 中第一个熔池座的形成。 vi 收弧与 收尾 ：当焊条长度只剩下 40-50mm 时，要准备做好收弧停焊的动作。收弧前电弧稍作拉长，以利于气体排出，然后迅速的在熔池中轻轻地点焊两三下 ，以减缓凝固速度，防止正被面熔池产生冷缩孔。在收尾处有定位点，当电弧离定位点 2-3 毫米时，要连弧运条过定位点 且做好收弧工作。 （ 3） 填充焊 填充层焊前应先用 清渣锤和钢丝刷将第一层焊缝表面的焊渣、飞溅物等彻底清理干净，并适当调整焊接
7、电流。填充层焊接引弧要在距离始焊端10-15mm 的地方，电弧引燃后立即抬高电弧，迅速 拉向始焊端预热并压低电弧锯齿运条连弧焊接， 填充焊中，焊条应尽可能垂直焊缝，当流动的熔渣有超前想象时，应立即沿焊接方向前倾焊条并压低电弧，当遇到此处有夹渣时，要压低电弧停留直至铁水跟熔渣分离，运条中要在坡 口两侧稍作停留 ，以保证坡口两侧融合良好，焊缝呈船型圆滑过渡。当遇到接头部位时，要更打底焊接头处理一样，以防产生未熔合，同打底焊一样，做好收弧、收尾工作。 填充层可能有多层，最后一层一定要平整、不能咬边且低于焊件表面 1 1.5mm。 （ 4） 盖面焊 盖面层的质量关系到焊件外观质量是否合格，并且是填充层
8、 焊接时产生的焊接变形能否恢复到平整状态的关键。盖面层的焊接电流要低于填充层盖面层要采用连弧焊接 ，焊条摆动要小，向前行走时随时注意观察坡口边缘，待充分熔合后再向前运行。盖面层的接头方法非常关键，要求是熄弧后迅速更换焊条， 在熔池前方 15-20mm 处引燃电弧，并抬高电弧迅速拉向 熔池稍向后约 5mm 左右的地方，焊条与始焊方向成 80 -85的倾角，如图 1-5所示。压低电弧，并做反复前推动作，一般为两下，以保证接头平滑过渡。 图 1-5 二、 板对接 立 焊单面焊双面成形技术要点 板对接立焊时，试件焊缝坡口成垂直向上位置，熔滴和熔渣受重力作用容易下淌，具体操作步骤为： 1、 焊前准备 （
9、 1） 焊件加工： 设钢板的厚度分别 为 4 6mm 和 10 14mm，试板规格为 300mm 125mm 低碳钢。可以气割方法进行下料，然后用刨床进行破口加工，坡口角度为 60，坡口加工形式及尺寸如图 2-1 所示。 图 2-1 （ 2） 试板的清理：试板的清理非常重要，它直接关系到焊件的质量保证，要求用角磨机将坡口周围正、反两面 20mm 范围内的油污、铁锈等清理干净，直至呈现出金属 光泽，并轻轻磨出 1-1.5mm 的钝边。 (3) 试板的组装与定位焊：试板组装时应预留一定的根部间隙，终端的间隙应较始端大 0.5mm，在试件两端进行定位焊，其长度为 10-15mm,试板定位后错边量不应
10、超过 0.5mm,此外组装时预留一定的反变形量，试板组装尺寸如表 2-2 所示。 表 2-2 （ 4）焊接参数的选择：焊件板材厚度不同，所选择的焊接参数是不同的。以 6mm 和10mm 的钢板厚度为例，焊接参数的选择见下表 2-3 表 2-3 2、 焊接：焊接 选择 由下向上焊接，具体技巧如下： （ 1） 引弧 将将定位好的试件固定在焊接夹具上，使焊缝与地面呈垂直位置，间隙较小的一端为始焊端，在下方。引弧都应在始焊端上部 10-20mm 处，电弧引燃 后迅速将电弧长弧拉到定位焊缝上（待焊处），摆动电弧长弧预热 3s 以上，待待焊处金属冒汗时压低电弧，当听到噗的一声时，立即灭弧，此时钝边已熔化，
11、形成第一个熔池座，它是焊接的基础。 （ 2） 打底焊 在 形成 第一个熔池座的基础上，立即采用灭弧 焊进行打底焊，运条方式为从两边向中间分别运条 ，以保证两钝边熔化均匀， 在焊接时焊条与焊件两侧呈 90位置，与焊缝下端 呈 60 70倾角，如图 2-4 所示。 图 2-4 在 焊接过程 中 要认真观察熔 孔 的形状 ， 确保两侧钝边熔化 0.5-1mm 且要一致，电弧要短，焊接时间要短， 焊条中心一定要对准 后 一熔池的边缘线焊接，以达到第二个熔池盖前一个熔池 2/3，两边焊接时间要 一样，从正面看焊缝成形良好。 接头 也分为热接和冷接，提倡热接，热接时换焊条动作迅速，在熔池处于红热状态时，立
12、即在熔池上端 10-15mm 处引弧，电弧长弧带到原焊接处，长弧预热 1-2s 内，压低电弧使击穿钝边 并作横向摆动，使左右钝边熔化给以前的一样 形成新的熔池座 。冷接时要将熔池周围的熔渣和飞溅物清理干净，在熔池上端 10-15mm 处引弧，电弧长弧带到原焊接处并摆动，长弧预热 3s 以上，带待焊处金属冒汗将电弧压低并摆动，击穿钝边形成新的熔池座 。 收弧与收尾 的操作 参照扳平焊。 （ 3） 填充焊 填充焊是保证焊件表面和内在质量的关键，填充层之前要将打底焊时的熔渣和金属飞溅物等清理干净， 电流稍调大一点。 当接头处出现高低不平时，可用电弧将多余金属吹掉，使打底焊道平整一致，采用锯齿形连弧运
13、条，焊条从坡口一侧摆动到另一侧是应稍快些，并在坡口两侧 要稍做停留以保两侧不凹，能够圆滑过渡，填充焊最后一层平整且不咬边，要比母材表面低 0.5-1.5mm以备 盖面焊。 图 2-5 锯齿形运条 （ 4） 盖面焊 保证盖面层质量的关键主要是焊条摆动均匀，控制咬边和接头良好。盖面前须将填充层焊缝表面清理干净，电流要比填充要小一些，焊条与焊缝下端的夹角变为 70 -80 为宜，采用短弧、锯齿运条焊接，注意坡口两边要稍停留且压低电弧，焊接速度要均匀，保证坡口不咬边且能圆滑 过渡，焊道宽度一致。 三、 板对接横焊单面焊双面成形技术要点 横焊时，熔滴和熔渣受重力作用的影响极易下淌，从而造成焊缝坡口上侧出
14、现咬边，金属下淌，坡口下侧产生金属下坠和未熔合， 焊接时上坡口能看见熔孔，而下坡口由于铁水的下淌无法看见熔孔，焊接难度较大， 为保证质量，操作步骤如下： 1、 焊前准备 （ 1）试件加工 设 钢板的厚度分别为 4 6mm 和 10 14mm，试板规格为 300mm125mm 低碳钢。可以气割方法进行下料，然后用刨床进行破口加工，坡口角度为 602。 （ 2）试板的清理：试板的清理非常重要，它直接关系到 焊件的质量保证，要求用角磨机将坡口周围正、反两面 20mm 范围内的油污、铁锈等清理干净，直至呈现出金属光泽，并轻轻磨出 1-1.5mm 的钝边。 （ 3） 试板的组装与定位焊：试板组装时应预留
15、一定的根部间隙，终端的间隙应较始端大0.5mm，在试件两端进行定位焊，其长度为 10-15mm,试板定位后错边量不应超过 0.5mm,此外组装时预留一定的反变形量，试板组装尺寸如图表 3-1 所示。 图 3-1 （ 4）焊接参数的选择：焊件板材厚度不同，所选择的焊接参数是不同的。以 6mm 和 10mm的钢板厚度为例，焊接参数的选择见下表 3-2 表 3-2 2、 焊接 将组装好的焊件固定在工位架上， 由左向右 开始 焊 接 ，操作步骤如下： （ 1） 引弧 可直接在始端定位点引燃电弧，电弧引燃后拉长电弧预热待焊处 3s 以上，待出现金属冒汗时压低电弧，使焊条中心对准上一熔池边沿线 短时焊接，
16、随后焊条 作 上下斜拉动作击穿钝边 后灭弧， 形成第一个熔 池座。 整个焊 条操作过程 如图 3-1 所示。 图 3-1 （ 2）打底焊 横焊的打底焊 要 采用灭弧焊， 为保证坡口下侧熔合良好，获得良好的成形，首先要确定合理的焊接电流，要求焊接电流应大于平焊和立焊，要求用 3.2的焊条，电流不小于 120A，焊条角度 如图 3-2 所示。 80 -90 70 -80 A B 图 3-2 要求用短弧焊接，每次焊条中心要对准上次熔池的外沿焊 ，每次焊接时间要短 且随后焊条 作 上 顶 下甩 的动作，如图 3-1，使上下钝边熔化良好，其中能够清晰的观察到上钝边的熔化，下钝边不用看，只要甩到位就行了，
17、在焊接 中时刻要注意 A 图中 焊条的角度，基本接近保持 90 ，要保持节奏，特别是每个熔池的时间的一致性 ，从正面看要焊道成形良好 。 （ 2） 填充焊 填充焊是保证焊件表面和内在质量的关键，填充层之前要将打底焊时的熔渣和金属飞溅物等清理干净，电流要比打底焊电流要大一些，填充焊分为两层，均为锯齿运条 。 第一层填充焊一定要把打底焊难清的熔渣清理出来且填充后要使焊道平整，第二层填充焊为两道，其中第一道 填充 时运满整个 焊道，由于铁水下淌，焊道上面仍较薄，这由第二道填充来完成， 第二道填充焊填充时 认真运条保证 整个焊道平整，此外，道与道之间的焊接不清渣，层与层之 间必清渣。 （ 3） 盖面焊
18、 保证盖面层质量的关键主要是焊条摆动均匀，控制咬边和接头良好。盖面前须将填充层焊缝表面清理干净，电流要比填充要小一些。 盖面焊分为三道，第一道、第二道为锯齿运条，其中第一道锯齿运条一定运到使 坡口 下沿 熔化 恰到 好 处且边沿 齐。第二道运条 下面要把第一道的焊缝熔合线盖起来， 要求这 两道 焊道 熔合好且平整，上边要运到焊道上边且不烧边 。 第三道为直线运条，因为此时要填 充 的空间小，要保证第三道焊缝把第二道的熔合线盖起来 且平整， 使上坡口线熔化 到好处 且 上沿 直 ，保证整个焊缝平而直 。 四、 小 管对接水平固定焊单面焊双面成形 技术要点 小管的 对接 水平固定焊接， 焊缝呈环形
19、，在焊接过程中， 从底到上，先后经历仰焊 -立焊 -平焊等多种焊接位置的变换， 操作难度较大，为保证质量，其操作步骤如下： 1、 焊前准备 （ 1） 试件加工 设试件为 20 无缝钢管，其规格为 57mm 4mm,将钢管用锯锯成长度 125mm 的管段，然后在车床上加工坡口，坡口角度为 30 1，不留钝边，试件及坡口尺寸如图 4-1 图 4-1 （ 2） 试件的清理 用锉刀、砂纸 等工具将坡口两侧 20mm 范围内的铁锈、油污等清理干净，使之呈现金属光泽，然后用锉刀将钝边锉出。 （ 3） 试件的组对与定位焊 试件组对形式如图 4-2 所示。组对时管与管之间的轴线中心应对正，内外壁要圆滑过渡，无
20、错边，组对间隙仰焊位置（始焊位置）部位小，平焊位置大，如图 4-2 组对各项尺寸如表 4-3 图 4-2 表 4-3 （ 4）焊接参数的选择 焊接参数的选择如 表 4-3 所示 2、焊接 将组装好的焊件固定在工位架上，由左向右开始焊接，操作步骤如下： （ 1）引弧 将组对好的试件固定在水平位置上，如图 4-2 所示，从管子底部位置开始，分两半对称焊接，先焊的一半为前半部，后焊的一半成为后半步。前半部焊接引弧时，引弧位置要靠近后半部约 15mm 处 坡口 边沿 上 ，电弧引燃后 长弧前移到后半部 5mm 左右的 坡口 间隙中心 进行预热 1.5-2s，待该处坡口金属开始冒汗时， 立即 压低电弧
21、搭桥 焊接， 形成熔池后， 连弧向 前摆动焊接，此时电 弧要尽量上顶，使焊接熔池前保持一个可见熔孔，直至越过底部中线 5mm 立即灭弧。 图 4-4 A 焊条在焊接中与两管的角度 B 前半部焊条变化情况 （ 2）打底焊 打底焊 焊条运动 轨迹 如图 4-4 所示。 由于第一个停弧点处在仰焊爬坡位置，熔孔清晰可见，采用一点法直接击穿灭弧焊接， 要保证前一熔池盖后一熔池2/3，慢抬快停，间隔时间稍长一些， 由底向上焊接过程中熔孔要适当减小，当到达平焊位置时，熔孔很难观察到。 为防止液态金属受重力影响而下滴，形成焊缝超高和焊瘤，从立焊爬 坡到平焊位置时，焊接时间越来越短，频率越来越快 ,直至越过顶部
22、中心线 10-15mm。 （ 3）盖面焊 盖面焊的 焊接难度较大，易出现咬边，焊缝超高，接头不良及气孔等缺陷，为保证质量，要求当焊接仰焊位置时要采用锯齿运条法，中间位置焊条摆动速度要快，焊至坡口边缘要稍停顿，以防咬边，焊条角度同图 4-4。当焊条由仰焊向立焊位置过渡时，要采用月牙运条法，电弧要尽量压低，焊条要摆动均匀一致。仰焊始焊部位和打底焊一样，也要越过底部中心线 5-10mm，以便利于后半部始焊接头用。 以上四个方面的知识是中职学校焊接教学中，学生必 须掌握且需要强化训练的内容， 是焊接技能培养的基础。 希望通过本文的总结，为中职学校的焊接教学提供简明的理论支撑，实现焊接教学的标准化、模块化， 推动中职学校焊接教学水平，为社会培养更多、更好的焊接技能人才。 参考文献 1、 邹商利 冯玉敏 杜冬梅 . 单面焊双面成形技术 . 机械工业出版社 ,2003 2、 韩国明 . 焊接工艺理论与技术 . 机械工业出版社 ,2007
