低碳钢插入式管板45°仰位固定焊操作工艺优化方案

1.焊前准备

（1）试件的加工 采用厚度为12～14mm的Q235A钢板，用剪板机或热切割方法将其加工成100mm×100mm的正方形试件，然后用钻床在板中心加工孔，并在开孔处车削45°±1°的坡口，孔的直径大于管外径3mm。管件采用20无缝钢管，规格为φ57mm×3.5mm，将钢管用车床或锯床截成100mm长的管段，不开坡口。

（2）试件的清理 用锉刀或砂纸将试件坡口两侧正反面20mm范围内的污物清理干净，使之呈现金属光泽。

（3）试件的组对与定位焊 试件组对时，管的轴线与板孔轴线应保持一致，管的端部也要与底板的背平面垂直找平。插入式管板45°仰位固定焊试件的组对尺寸见表2-44。

表2-44 插入式管板45°仰位固定焊试件的组对尺寸

定位焊固定方法与垂直焊时相同。

（4）焊接电源及焊接材料的选择 采用BX3—300—1型焊机，其空载电压不低于70V，电源动特性的调节性能良好。焊条型号为E4303，使用前经100～150℃烘干，保温1h，然后放入100～150℃的保温筒内，随取随用。使用前检查焊条表面有无药皮脱落、开裂、焊芯生锈和偏心等现象。

（5）焊接参数的选择 插入式管板45°仰位固定焊焊接参数的选择见表2-45。

2.焊接

（1）引弧 由于焊条直径较细，直击法引弧易使焊条与试件粘连发生短路，因此采用划擦法引弧为宜。引弧位置距焊接方向相反15～20mm处。电弧引燃后，立即拉向始焊部位，并在该处拉长电弧，对坡口根部进行1.5～2.5mm预热，然后压低电弧进行击穿焊接。(www.xing528.com)

表2-45 插入式管板45°仰位固定焊焊接参数

开始焊接时电弧重心要偏向管子根部一侧，其位置是2/3放在管子一侧，1/3放在底板坡口钝边处。管与板实现连接后要迅速拉断电弧，稍作停顿后快速给送第二滴液态金属，之后每滴液态金属的送进时间间隔保持在1～1.5s之间。

（2）打底焊 插入式管板45°仰位焊时，焊接熔滴向熔池的过渡分别受到承热不均匀、重力阻碍及焊条斜向摆动的不利影响，操作难度较大。为克服上述不利影响，要采取以下几方面措施：采用较大的焊接电流，较大的焊接电流不但增加电弧吹力，而且可以迅速熔化根部金属，有助于液态金属的过渡；加快间断灭弧的焊接频率，快的频率可以保持起弧容易，不至于中途断弧；给送的每一滴液态金属要少，以加速熔池凝固的速度，防止熔滴下坠形成背面凹陷。

焊接时，熔滴送进的位置要直接在坡口根部，且偏重于管子一侧。焊接熔池要保持1/2在坡口内侧，1/2在坡口外侧。焊条角度应随管板焊缝周向变化不停调整，使之始终处在70°～80°之间。熔孔的尺寸不同，位置可观察度也不一样，焊底部时可观察到的熔孔尺寸为0.5～1mm，至立爬坡焊位置时为1～1.5mm，至上部时又恢复至0.5～1mm之间。焊接中，由于受酸性熔渣的影响，熔孔不易观察，甚至阻碍正常的焊接，这时可借助电弧吹力将液态熔渣轻轻向外拨动，以保证熔池和熔孔清晰可见，并方便操作。

（3）收弧和接头 插入式管板的收弧方法与水平固定焊时类似。收弧点一般选择在承热能力强的管子一侧，为防止收弧熔池上出现冷缩孔，可在停弧后立即向熔池补充两滴液态金属，给送的时间要短、液态金属要少。否则，不但起不到消除冷缩孔的作用，还会导致接头焊缝厚度增加，从而增加接头焊接的难度。

接头前，要将收弧处的焊渣和飞溅物等清理干净。接头方法分为热接法和冷接法两种。在酸性焊条管板接头中，应用较多的是冷接法。冷接法引弧时，引弧点应在熔池后15～20mm的地方。电弧引燃后，先要对熔池部位进行1～2s的预热，然后压低电弧沿熔池方向向前施焊。此时电弧的重心依然是偏重管子一侧。当电弧运条至根部间隙时，立即将焊条角度向前倾斜至45°～55°，并稍作停顿，听到击穿声后，方可断弧。第二滴熔滴的跟进速度稍快，与第一滴熔滴的送进时间相隔1s，以后逐步放慢速度至正常间断灭弧施焊。封口焊时要将起焊处的焊渣和飞溅物清理干净，并用錾子将其修成斜坡状，以使接头熔合良好。封口焊的方法是：当焊条运行到距封口处3～4mm时，将断弧焊改为连弧焊，电弧要压低并做横向摆动，以免出现烧穿。封口后，不要立即停弧，应继续向前施焊5～10mm，这样可以防止在接头背面出现冷缩孔式内凹现象。

从以上焊接过程分析可知，插入式管板仰焊单面焊双面成形的机理是：留出合适的间隙，采用较大的焊接电流，使焊接电流能够充分击穿坡口根部。在操作中控制电弧燃烧的时间，从而阻止熔池液态金属受到重力影响下坠，形成内外良好的焊缝成形。其操作要点是：采用较大的焊接电流、较小的焊条直径、较快的间隔灭弧频率，焊接时电弧偏向管子一侧，保持坡口两侧受热均匀及合适的可见熔孔。焊接中还要注意不断调整焊接位置和焊条角度，从而达到单面焊双面成形的质量要求。

（4）填充及盖面焊 由于坡口较大，填充焊至少需要分两次进行，填充方法与水平固定焊接时类似，但使用的焊接电流要大一些，横向摆动的幅度稍大、频率稍快。焊接时要特别注意坡口两侧熔合情况，一旦出现熔渣与液态金属混合现象时，要立即用电弧进行排渣处理，保证熔池清晰可见。填充焊一定要将坡口填平，然后进行盖面焊。盖面焊采用斜锯齿形横向摆动方法，运条要尽量在水平位置，在管子一侧慢一些，靠近底板一侧快一些。焊接电弧贴近坡口边缘时要稍作停顿，以防止出现咬边。收弧时，要在管子一侧下方收弧，接头依然从管子一侧开始，接头要平滑整齐。