立焊断弧焊法操作技巧

1.焊前准备

（1）试件加工 母材为厚度4～6mm或10～14mm的Q235A钢板，根据现场条件，采用机械剪切或氧乙炔气割方法下料。试件的规格为300mm×125mm，然后用铣削或刨削加工成单边V形坡口。练习试件也可用半自动切割机加工坡口。试件的尺寸如图2-11所示。

图2-11 立焊试板尺寸示意图

（2）试板清理 焊前用砂纸或锉刀将坡口正、反两侧20mm范围内的油污、铁锈等清理干净，使之呈现金属光泽，并将所需钝边锉好。试板如有弯曲不平等现象时，应进行调整。

（3）试板的组对与定位焊 将加工和清理好的试件翻转拼对，检查是否有错边现象。然后留出合适的根部间隙，注意始焊端间隙应小于终焊端0.5mm。组对完成后，在试板两端10～15mm处进行定位焊接。定位焊时，始焊端焊点要小，以不开裂为准，终焊端要定位牢靠，以防焊接过程中焊缝收缩致使间隙尺寸减小或终焊端被拉裂。定位焊时使用的焊条应与正式焊接时的焊条型号相同。

定位后的试件表面应平整，错边量≤0.5mm，检查无误后，将反变形角度留出。试件组对的各项尺寸见表2-20。

表2-20 试件组对的各项尺寸

（4）焊接电源和焊接材料的选择 焊接电源可采用空载电压在70～80V之间的BX1—300型或者BX3—300—1型交流弧焊机。选用的焊条型号为E4303，焊前需经150～200℃烘干，保温1h，放入保温筒内以备使用。使用前需检查焊条药皮有无开裂、脱落，焊芯有无生锈和偏心等现象。

（5）焊接参数的选择 以6mm和10mm厚的钢板为例，各项焊接参数的选择见表2-21。

表2-21 板立焊焊接参数的选择

2.焊接

（1）引弧 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。引弧部位应在始焊端上部10～20mm处，电弧引燃后迅速将电弧拉到定位焊缝上，预热焊件2～3s后，压向坡口根部，当听到击穿声后即向左右两侧做月牙形摆动，形成第一个熔孔。引弧焊接形成的第一个熔孔的质量直接关系到第二步的间断击穿焊接质量。引弧部位由于温度较低，焊接过程中若操作不当，极易产生夹渣或者未熔合，因此，要特别注意观察熔池搅拌情况，当发现熔池呈暗红状态时，说明熔池也混有熔渣，要用电弧将混浊熔渣向下轻轻拨动，以保证熔池良好熔合。

（2）打底焊 第一个熔孔形成后，立即灭弧，灭弧时间应视熔池液态金属凝固时间状态而定，一般为1～2s，当液态金属即将凝固的一瞬间，立即送进焊条施焊，进而形成第二个熔孔，熔孔尺寸一般应大于间隙2～3mm，如图2-12所示。以此类推，直至焊完。

焊接过程中，正确的焊条角度和液态金属给送位置及运条方法三者至关重要。

1）焊条角度。板立焊单面焊双面成形打底焊时焊条角度如图2-13所示。焊条与试板两侧呈90°位置，与焊缝下端呈60°～70°位置。开始焊接时，由于试板温度较低，熔渣与液态金属易于混浊，可将焊条角度由60°～70°提高为75°～85°，以后再逐步恢复到60°～70°，焊至试件上部时，手臂伸长，焊条角度易发生变化，因此，要注意控制焊条角度，以防由于焊条倾角过大，使空气介入产生气孔。

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图2-12 板立焊熔孔尺寸

1—熔孔 2—焊缝

图2-13 焊条角度示意图

2）液态金属的位置。在不同的焊接空间位置，液态金属所形成的熔池尺寸、形态是不同的，立焊时熔池较平焊时相对较小，且熔池在正、背两面的尺寸差异也较小，因此焊接过程中液态金属的位置应是3/5在坡口内侧，2/5在坡口外侧。当液态金属偏向坡口内侧超过3/5时，内部熔池增大，容易使内焊缝中间高、两侧低，而外部焊缝变浅。当液态金属偏重焊缝背部即坡口外侧大于2/5时，则熔孔增大，使背面焊缝超高，严重时出现液态金属下淌，形成焊瘤。因此焊接过程中，除了注意观察熔孔尺寸外，还应注意观察电弧在熔池两端的停顿时间，以控制熔池温度，保持正、反两面熔池尺寸比例，使正焊道表面平滑。

3）运条方法。板立焊单面焊双面成形，由于采用断弧焊方法打底焊，熔池温度可以有效控制，运条方法可以采用反月牙形或锯齿形摆动方法，如图2-14所示。反月牙形运条方法适用于间隙适中的厚板焊接，焊缝不但成形美观，且可以防止背面焊缝产生咬边现象。当焊件间隙较大或薄板焊接时，为有效控制熔池温度，基本上是采取直接击穿并在坡口两端做轻微锯齿形摆动运条。

图2-14 板立焊打底焊常用运条方法示意图

a）反月牙形 b）锯齿形

（3）收弧 当焊条焊至接近收尾时，将电弧稍稍拉长后断弧。然后以正常焊接时送入熔池液态金属量的一半，在熔池中心轻轻点焊两下，使液态熔池中的气体得以排出，并填满熔池，以防止冷缩孔的产生。

（4）接头 接头应尽量采用热接法，采用热接法时，更换焊条要迅速，在熔池尚处于红热状态时，立即在熔池上端10～15mm处引弧，电弧引燃后，稍作拉长，并退至原焊接熔池处进行预热，预热时间控制在1～2s内，然后将电弧缩短，压向熔池，做横向摆动，摆动当中要将电弧进一步向上压低从而击穿焊缝，形成新的熔孔。新的熔孔形成后，不宜急于停弧，最好连弧锯齿形摆动几下，以防因接头处温度低而产生接头脱节现象。之后恢复正常的间断灭弧击穿焊接。

冷接法最好是在最初练习阶段或因某种原因耽搁了热接时间时采用。冷接时要将熔池周围的熔渣和飞溅物清理干净，在熔孔上方10～15mm处引燃电弧，电弧引燃后迅速拉至原熔池下端，将电弧稍稍拉长，轻轻摆动2～3s，对熔池及其附近区域预热后，将电弧压下做向上的横向摆动，进行预热焊，预热焊的长度控制在10mm左右，随着熔池附近金属温度的升高和熔化，将电弧推向背焊道击穿形成熔孔，然后采用与热接法相同的操作方法进行焊接。如果方法运用得当，效果与热接法基本一样，只是对由于预热焊所产生的局部高出部分在进行填充焊之前，需用电弧或其他工具进行修平处理。

从以上焊接过程的分析可得出，板立焊断弧单面焊双面成形的机理和操作要点如下。

其成形机理是施焊过程中要始终保持在熔池上端有一个尺寸合理、清晰可见的熔孔，以熔孔为视线，将熔化的液态金属和熔渣在电弧气体的吹力下送入熔池，熔池的大小约为内侧保持3/5，外侧保持2/5。

其操作要点为每滴液态金属和熔渣的送进，焊条都应在原熔池上方做一个反月牙形的左右摆动，使液态金属和熔渣均匀地在正、反两面熔池上铺开，电弧要2/3对准熔池，1/3对准熔孔，每次给送液态金属和熔渣的时间及间断灭弧的频率应保持在1～2s。

（5）填充焊 填充层的焊接是保证焊件表面和内在质量的关键。填充层焊接之前要将打底焊时产生的焊渣和金属飞溅物等清理干净，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，施焊时焊条与焊缝下端夹角为55°～65°，采用连弧焊方法，锯齿形横向摆动运条。为防止出现焊缝中间高两侧凹的现象，焊条从坡口一侧摆动到另一侧时应稍快些，并在坡口两侧稍作停顿。电弧要短，以保证焊缝与母材熔合良好和避免夹渣。焊接过程中也不要随意加大焊条角度，防止产生偏弧，使空气介入，产生气孔。填充后的焊道表面应平滑整齐，不得破坏坡口边缘，填充金属表面与母材表面相差约0.5～1.5mm。

（6）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。盖面前需将填充层焊缝表面清理干净，焊条角度略做调整。一般选择在与焊缝下端夹角70°～80°为宜。采用连弧焊法，运条方法与填充层相同，但焊条摆动幅度将加大。运条速度要均匀，注意观察坡口边缘，保证焊道宽窄一致，运条时从坡口一侧转向另一侧时速度要稍快，以防液态金属下淌出现焊瘤。焊条在坡口两侧要稍作停顿，且压低电弧，以避免产生咬边。

接头时更换焊条要迅速，从熔池上端引弧，并拉向熔池中间，沿弧坑形状将电弧搅开，填满弧坑后即可正常焊接。