板对接焊接技巧：横焊、断弧焊工艺

1.焊前准备

（1）试件加工 母材为厚度4～6mm或10～14mm的Q235A低碳钢板，采用机械剪切或氧乙炔气割方法下料，试板规格为300mm×125mm，然后用锉刀或刨床加工出单边V形坡口，坡口角度为30°±1°。

（2）试板清理 用砂纸或锉刀将试板坡口两侧正反面20mm范围内的油污、铁锈等清理干净，使之呈现金属光泽，试件有弯曲不平的现象时，应进行调平，然后用锉刀加工出钝边，横焊钝边为1～1.5mm。

（3）试板的组对与定位焊 将打磨好的试件放置在平台上，检查有无错边现象，然后留出合适的间隙，试板组对的各项尺寸见表2-22。试板的组对安装位置如图2-15所示。

表2-22 横焊试板组对的各项尺寸

试板组对完成后，要实施定位焊，两端定位焊缝长度为10～15mm，终焊端在试板背面定位后，还要在正面进行定位焊，使终焊端定位牢靠，以防焊接过程中发生收缩和开裂等现象。定位焊后要将反变形角度留出，横焊时由于采用多层多道焊，产生的角变形远远大于其他焊接位置，横焊试板预留反变形角度如图2-16所示。

图2-15 横焊试板组对位置示意图

图2-16 横焊试板预留反变形角度示意图

a）反变形角度较小 b）反变形角度较大

（4）焊接电源及焊接材料的选择 焊接电源可选择BX1—300型或BX3—300—1型交流弧焊机，其空载电压不低于80V。焊条型号可选择E4303，焊前需经150～200°C烘干保温1h，然后放入焊条保温筒内使用。使用前需检查焊条表面质量，有无药皮脱落、开裂和焊芯生锈等现象。

（5）焊接参数的选择 以板厚为6mm和10mm的钢板为例，其焊接参数的选择见表2-23。

表2-23 板对接横焊焊接参数的选择

2.焊接

将装配好的横焊试件固定在焊接夹具上，间隙较小的一侧作为始焊端。

（1）引弧 开始焊接时，可直接在始焊端引弧，电弧引燃后稍稍拉长，预热2～3s后，压低电弧做上下斜拉摆动。当焊至坡口间隙部位时，将电弧推向试板背侧，此时焊条角度要做较大调整，由预热焊时与焊接方向成70°～80°，调整到40°～50°之间，当形成一个可以从坡口上侧清晰观察到的熔孔后，立即停弧。

（2）打底焊 板对接横焊打底焊与其他位置有很大不同，横焊时由于熔渣极易下淌，从而影响坡口下侧的熔合，而上侧钝边又由于熔化迅速下坠产生正、背两面焊缝的咬边和内凹。因此，控制坡口上侧金属的熔化下坠和保护坡口下侧金属熔合良好是板横焊单面焊双面成形的主要难点。为保证打底焊缝能获得良好的焊缝成形，焊接电流的选择应大于平焊和立焊，并适当控制电弧长度。因为只有使用较大的焊接电流和较短的焊接电弧，才能达到缩短焊接时间，控制熔池温度，并实现良好熔合的目的。此外，正确的焊条角度也有利于正、反两面焊缝的成形。其焊条角度如图2-17所示。

(www.xing528.com)

图2-17 板对接横焊打底焊焊条角度示意图

焊接时，要随时注意熔孔尺寸的变化，当发现熔孔尺寸较大时，应及时在坡口上侧熔孔处轻轻点焊，补充少量液态金属，使熔孔恢复正常状态。横焊时，间断灭弧的时间为1～2s，断弧焊接的时间要少于立焊，约为0.5～1s，这样可以有效地控制熔池温度，缩短液态金属和熔渣凝固的时间，防止熔池下坠现象产生。

横焊时，焊接熔池所处的位置直接关系到熔渣对焊接过程影响的程度。熔池所处位置决定了熔渣在坡口内侧和外侧的比例。当坡口内侧熔池较大时，必然有大量熔渣在坡口内侧聚集；当坡口外侧熔池较大时，又易使背面焊缝超高，甚至液态金属下淌，焊接过程中，为保证焊缝成形，应尽可能使坡口内外侧熔池保持均衡，或稍偏于坡口内侧。

焊接过程中，电弧要尽量偏向坡口上侧一方，即电弧使坡口上侧熔化约1～1.5mm，下侧熔化约0.5mm。电弧要尽量贴近坡口根部，使近一半的电弧用于击穿根部间隙。

（3）收弧 收弧时必须向熔池轻轻地补充几滴液态金属，然后将电弧拉向正面熔池后侧断弧。断弧时如能将液态熔渣向外轻轻拨出，则有利于热焊接头。

（4）接头 接头也分为冷接法和热接法。

采用热接法时，要迅速更换焊条，在前熔池尚处于红热状态时，立即在距离熔池前方约10～15mm的坡口边缘上引燃电弧。引弧后立即将电弧拉向熔池上端，并压低电弧，向前移动，当电弧移至原弧坑前方时，将电弧向试板背面继续压下，听到电弧击穿声后稍作停顿，形成新的熔孔后，立即断弧，并开始正常断弧焊接。

采用冷接法时，先将收弧处20～30mm范围内的焊渣和飞溅物清理干净，然后在距熔池前方约10～15mm的坡口边缘处引弧，电弧引燃后适当拉长，并迅速拉至原熔池稍后约10mm的地方，压下电弧，做斜锯齿形摆动，至弧坑处时，将焊条角度调整到70°～80°，电弧压向背面焊缝，听到击穿声后稍作停顿后灭弧。再次引燃电弧要迅速，最初给送液态金属的时间要快于正常灭弧焊，以后逐步恢复正常。

从以上焊接过程的分析可以得出板对接横焊单面焊双面成形的机理和操作要点：

其成形机理是在板横焊断弧焊时，坡口上侧始终保持有一个1～1.5mm大小的斜向熔孔，在坡口下侧熔化约0.5～1mm，被熔渣均匀包围，熔池在坡口内侧约3/5，坡口外侧约2/5，熔化的液态金属和熔渣在电弧吹力的作用下依次送入熔池，熔池在运动中形成正反两面的良好焊缝成形。

其操作要点是：每次向熔池给送的液态金属要少，平均每次给送熔滴的时间为0.5～1s，间断灭弧频率要快，每次约1～1.5s。焊成的焊道要薄，打底焊道厚度约为3～3.5mm。

（5）填充焊 填充层共分两层五道焊接，其中第一层两道，第二层三道。焊接填充层第一层第一道时，焊条与焊件下端夹角为75°～85°，与焊接方向之间的夹角为70°～80°，如图2-18所示。焊接时，焊条基本上不做摆动，要压低电弧做直线运行，停弧时，电弧要稍向下斜拉，再次引燃电弧要在熔池前方10～15mm处，电弧引燃后迅速拉至原焊接熔池的上端进行接头焊接。

图2-18 填充层第一层第一道焊条角度示意图

焊接第一层第二道时，焊条角度应重新调整，焊条与焊件下侧夹角为60°～70°，与焊接方向夹角为70°～80°，如图2-19所示。运条和接头方法与前条焊道相同，运条速度要以前道焊缝中心被熔化为准。

焊接第二层第一道时，要注意保留坡口边缘深度，一般以距钢板表面0.5～1.0mm为宜，尽量不要破坏坡口边缘棱角。焊条角度、接头方法及运条方法与前层焊道相同。然后依次进行第二道焊接。焊接第三道时，焊条角度应调整为向下倾斜50°～60°，并视剩余坡口宽度大小摆动焊条，以保证填充层整体一致，从而有利于盖面层的焊接。

（6）盖面焊 盖面层焊道分为四道。盖面前需先将填充层焊缝表面的焊渣和金属飞溅物清理干净，并注意检查试件变形状况，如变形角度较大时，应待试件温度下降一些再行施焊，以取得较大的角变形，使试件恢复平整。

图2-19 填充层第一层第二道焊条角度示意图

焊接盖面层第一道时，焊条的下倾角为60°～70°，与焊接方向之间的夹角为80°～85°，焊接方向由左向右不变，运条仍呈直线形，电弧中心要对准下侧坡口边缘处。焊接第二道时，电弧中心要对准第一道焊缝的上边缘处，以此类推。当焊接第四道焊缝时，为获得圆滑过渡的焊缝，焊条行走速度应适当加快，焊条与焊接方向之间的夹角也应适当加大，可达85°～95°，以保证焊条快速运行中焊接熔渣能够跟进，保护熔池。盖面层的收弧及接头方法与填充层相同。