焊接實訓

喬立志

摘 要：仰焊是焊條位于焊件下方，焊工仰視焊件所進行的焊接。在裝備制造焊接過程中，由于受空間的限制，大量的焊縫需要在仰焊位置進行焊接。在焊工技能鑒定考核和各類焊工技能競賽中，板對接仰焊操作是必不可少的項目。能否熟練掌握板對接仰焊操作技能，是衡量焊接技術專業(yè)人員技能水平的重要指標。

關鍵詞：焊接 焊條電弧焊 實訓 仰焊 操作要點

在焊接加工專業(yè)實訓教學中，仰焊位是各種焊接位置中操作難度最大的焊接位置。因為熔池倒懸在焊件下面，受重力作用而下墜，同時熔滴自身的重力不利于熔滴過渡，并且熔池溫度越高，表面張力越小，所以在仰焊時焊縫背面易產生凹陷，正面易出現(xiàn)焊瘤，焊縫成形較為困難。目前在實際生產和各種技焊接技能大賽實際操作過程中，為達到更好的焊接質量和效果，各類常規(guī)焊工培訓教材里介紹的操作方法并不一致。筆者結合實訓教學及競賽操作中的經驗，以焊條電弧焊V形坡口仰對接焊為例，談談如何規(guī)范操作，保證仰焊位置的焊縫質量。

一、焊前準備

（一）試件準備

準備長300mm、寬125mm、厚12mm，材質為低碳鋼或低合金鋼標準試件兩塊。加工出單邊30°V形坡口。將坡口面及坡口兩側各20mm內用角向磨光機清理至露出金屬光澤，并去除毛刺，以免在焊接過程中，油污、鐵銹、水分等進入焊縫，影響焊縫質量。坡口根部打磨出0.5～1mm的鈍邊，如果鈍邊太薄，易造成燒穿;鈍邊太厚，則易造成未焊透。

（二）焊條準備

選用E5015直徑3.2mm焊條若干（有的參考資料里采用直徑3.2mm焊條進行打底焊，采用直徑4.0mm焊條進行填充和蓋面焊，這里不建議采用，因為大直徑的焊條導致熔池體積過大，易造成焊瘤和咬邊，還會造成焊縫表面成形紋路粗糙），焊條在使用前放入紅外線焊條烘干爐里，經350°C烘干1.5小時，以充分去除焊條藥皮中的水分，保溫待用。

（三）焊機和輔助工具準備

在仰焊操作時的重點在于對熔滴過渡和熔池形狀的把握，對焊機的特性有著較高的要求。建議選擇數(shù)字化IGBT逆變直流焊機，焊機的焊接電流、電弧電壓、引弧電流、收弧電流、電弧推力連續(xù)可調，控制精準。輔助工具包括角向磨光機、扁鏟、鋼絲刷、鏨子等，便于清理焊渣，處理接頭。

（四）試件裝配及定位焊

試件組對是保證焊縫質量的重要環(huán)節(jié)，為保證良好的背面成形，始焊端間隙約3.2mm，終焊端間隙約4.0mm，不允許有錯邊，可用夾具輔助固定，在試件正面兩端坡口內進行定位焊，定位焊縫長度約10～15mm。定位焊結束后，預留反變形4°左右。將組對好的試件固定于焊接工作支架上。工件距地面間距視操作者身高作適當調整，以蹲姿操作時舒適、活動自如、視線良好為宜。

二、試件焊接

（一）操作姿勢

為了在操作過程中保證身體的平穩(wěn)性，多采用蹲姿或跪姿，身體正對焊縫軸線，頭部偏向一側。一般技能競賽時規(guī)則是身體不能依靠其他物體，為使操作者身體穩(wěn)定，一般使用頭盔式焊接面罩，雙手抱握焊鉗進行焊接操作。

（二）焊條角度

無論打底層焊接、填充層焊接，還是蓋面層焊接，焊條均與焊縫左右保持垂直，以免出現(xiàn)焊縫一邊高而另一邊低的現(xiàn)象。焊條沿焊縫方向后傾約70°～80°，仰焊不同于其他位置的焊接，焊條角度保持非常重要，如果焊條前傾或垂直，易造成熔池溫度過高或電弧托不起熔池，使背面焊縫內凹或塌陷。

（三）電源極性

為了保證電弧有足夠的推力，在打底層焊接時，應采用直流正接，也就是焊鉗接于焊機負極，工件接于焊機負極。這一點和一般認為E5015焊條必須直流反接有很大區(qū)別。經過大量的實踐證明，同樣的條件下，采用直流正接進行打底層焊接比直流反接背面的成形更易保證，但是缺點是采用直流正接時飛濺稍大。

（四）焊接電流及推力

焊接電流過大，易造成燒穿、內凹或塌陷，并在正面形成焊瘤。焊接電流過小，易造成未熔合和未焊透。打底焊時，焊接電流一般選擇80～100A，填充層和蓋面層焊接時100～110A。因為焊機品牌、型號不一樣，焊機面板上顯示的電流值并不一定準確。另外，由于操作者操作手法的細微差別就可能導致每位操作者需要的焊接電流也不完全一致，需要通過試焊來確定合適的焊接電流值。

（五）運條方法

打底焊時，可以采用滅弧法操作，一字形運條，分別在坡口左右兩側交替起弧和收弧。要求每一次引弧、焊接、熄弧都要盡可能“穩(wěn)、準、快”。“穩(wěn)”是指雙手抱握焊鉗要穩(wěn)，不能出現(xiàn)左右亂晃的現(xiàn)象;“準”是指起弧位置、收弧位置要準，做到“指哪打哪”;“快”是指動作要果斷、迅速，手眼協(xié)調一致，操作不拖泥帶水。每一次起弧形成新熔池要和前一個熔池重疊三分之二，搭接量過小，導致背面出現(xiàn)縮孔;搭接量過大，導致焊縫厚度增加，正面焊縫過高與坡口兩側形成死角。焊條在電弧引燃后向坡口根部迅速送進，盡可能使電弧長度縮短，待形成新熔池且坡口根部兩側出現(xiàn)熔孔時，迅速滅弧。待熔池凝固，由亮白色變成暗紅色時，再進行下一次引弧焊接，滅弧法打底焊的頻率為45～55次/分鐘。

在填充層焊接的最后一層，要注意焊縫應比試件表面低1.5～2mm，同時兩側坡口棱角不要熔化，以便蓋面層焊接時作參照。在蓋面層焊接時，焊縫高度應凸起1～2mm為宜，兩側坡口各熔化0.5～1mm，保持整條焊縫高度平齊，寬度一致。

（六）接頭和收尾處理

打底焊時，當一根焊條即將用完，應將最后一個熔池的熔孔稍微做得大些，然后迅速熄弧。使用角磨機或鏨子將接頭處進行削薄，處理成斜坡狀。然后迅速更換焊條進行后續(xù)的焊接操作。當焊至距試件端部定位焊縫約2～3mm時，應采用連弧法焊接。

填充和蓋面焊時，更換焊條后新的熔池要與原收尾形成的弧坑完全重合，避免出現(xiàn)接頭過高和脫節(jié)。當焊至試件端部時，為避免弧坑和焊縫燒穿，可采用反復斷弧法收尾，直至焊縫平齊。

（七）層間清理

為避免出現(xiàn)內部夾渣缺陷，每一層焊接完畢都要認真清理熔渣。并將焊縫凸起的地方，用電動工具或鏨子進行清除，特別是打底層和填充層時，坡口與焊縫間易形成死角，要認真將死角里面的焊渣清理干凈，否則易形成內部夾渣缺陷。清理時要佩戴好防護面罩或眼鏡，以免灼熱的熔渣傷到皮膚或濺入眼睛。

三、焊后清理及檢驗

試件焊接完畢，將試件從焊接支架上取下，待溫度稍降低后，敲去熔渣，使用扁鏟將焊縫及周圍的飛濺物清理干凈。然后用鋼絲刷將焊縫及熱影響區(qū)刷至光亮。在清理過程中應注意不要使用尖銳工具敲打焊縫，以免破壞焊縫原始表面。

焊縫的質量檢驗分為外觀檢驗和內部質量檢驗兩部分。在進行外觀檢驗前，應先對照評分標準檢查試件的正反面焊縫有無裂紋、未焊透、焊瘤、夾渣等否定項，有則此試件得零分，并且需要分析原因，在后續(xù)的焊接進行改進。對于沒有否定項的試件，按照評分標準進行外觀評分。內部質量評分目前主要采用X射線檢測的方法進行，依據(jù)焊縫內部缺陷大小、性質、數(shù)量進行評分。

以上是筆者對仰焊操作過程中的操作要點的一些總結分析，可能與各位焊接方面的同行專家有認識不一樣的地方，敬請批評指正。當然，要想熟練掌握仰焊的操作技能，獲得高質量的焊縫，在掌握正確的方法的同時，還要經過反復大量的練習，在練習過程中不斷進行總結和提高。

參考文獻：

[1]王長忠.焊工工藝與技能訓練[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2014.

[2]鄒尚利.單面焊雙面成形技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

（作者單位：平頂山技師學院）