大管固定焊对接水平的掌握方法

1.焊前准备

（1）试件的加工 采用壁厚为10mm的Q345（16Mn）无缝钢管，管子的直径为φ133mm，试件加工长度尺寸为100～125mm，开单面V形坡口，坡口角度为30°±1°，不留钝边。

（2）试件的清理 试件加工完成后，将坡口内外两侧20mm范围内的铁锈、油污等清理干净，使之呈现金属光泽。

（3）焊接电源和焊接材料的选择 焊接电源可采用ZX5—250型整流弧焊机或ZXT—400型逆变弧焊机，焊接电源接法采用直流反极性。选择的焊条型号为E5015，焊条使用前需经350～400℃烘干，保温2h，然后放入焊条保温筒内以备使用。焊条使用前需检查焊条表面有无药皮脱落、开裂、焊芯生锈及偏心等现象，严禁使用不符合质量要求的焊条。

图3-13 试件组对形式示意图

（4）试件的组对与定位焊 试件组对形式如图3-13所示。试件组对的各项尺寸要求见表3-23。

表3-23 试件组对的各项尺寸要求

试件组对完成后，检查试件内表面有无错边现象。定位焊时所使用的焊条应与正式焊接时相同，定位焊缝的位置如图3-14所示。定位焊缝长度不超过15mm。定位焊方法有击穿定位焊法和虚焊法。当采用击穿定位焊法时，由于定位焊缝最终要保留在正式焊缝内，因此要求采用与正式焊接时相同的焊接工艺方法进行焊接，焊后焊缝表面或内部均不得有超标缺陷。可用角向磨光机将定位焊缝两端打磨成斜坡状，以利于接头。采用虚焊法定位时，虚焊焊缝应在坡口内侧靠近坡口表面的地方，但不得破坏坡口边缘棱角。虚焊焊缝也要牢固可靠，正式焊接时，焊至虚焊定位焊缝时，可用角向磨光机将虚焊点打磨掉。虚焊法定位可以减少正式焊接时接头数量，有利于提高焊缝的内部质量。

图3-14 定位焊缝位置示意图

（5）焊接参数的选择 壁厚为10mm的低合金钢大管水平固定焊单面焊双面成形的各项焊接参数的选择见表3-24。

表3-24 焊接参数的选择

(www.xing528.com)

2.焊接

将组对好的试件水平固定在焊接工位架上，始焊点在仰焊部位，自下而上焊接。试件自始焊点分为左半部分和右半部分，采用连弧焊法焊接，先焊右半部分。

（1）引弧 在仰焊部位引弧，电弧引燃后，拉至仰焊中心部位偏向左半部分5～10mm的地方。稍加预热后，向右半部分压低电弧进行搭桥焊接，形成焊缝后，将焊条向上顶送，形成第一个熔孔。

（2）打底焊 焊接打底层时，采用锯齿形运条方法。

在仰焊位置时，焊条作向上顶推动作，电弧要压低，使1/3电弧用来形成熔孔，并将液态金属送向背面焊缝；2/3电弧用来建立熔池和形成焊缝。焊条与试件两侧应呈90°垂直，与焊接方向成80°～85°夹角。焊条横向摆动中间速度要快，两端稍加停顿，以控制熔池温度，防止液态金属下坠。同时，保证焊缝与母材根部能够良好熔合。焊接过程中要注意观察熔孔尺寸变化情况。在仰焊位置时熔孔尺寸以熔化坡口根部每侧边缘1mm左右为宜，熔孔太大易使液态金属下坠，熔孔太小又会使背面焊缝产生未焊透或未熔合现象。在仰焊位置焊接时，焊条与试件两侧成90°垂直，与焊接方向成80°～85°夹角。焊条逐渐向上行走，焊接位置由仰焊到立焊，电弧向坡口根部的送进逐渐变浅，焊条横向运条幅度应逐步加大，以控制熔池温度增长过高。熔池温度过高易使液态金属坠向背面焊缝，使背面焊缝产生超高或焊瘤等缺陷。当焊至爬坡或平焊位置时，要加快焊条横向摆动速度，并注意坡口两侧稍加停顿。焊条与焊接方向的夹角也应调整为55°～65°，若倾角过大，在电弧吹力和重力的共同作用下，易使液态金属下坠成为焊瘤。当焊接位置越趋向平焊时，熔孔越不易观察到，因此，焊条摆动过程中，要始终贴进坡口根部，不可随意拉长电弧，否则易产生未焊透；但也不可用力下压，以防产生烧穿。焊条运至试件顶部时不要立即停弧，应继续向前施焊5～10mm再停弧，以方便左半部焊接时接头。

右半部分焊完后，要用角向磨光机将底部始焊部位和顶部终焊部位修成斜坡状。左半部分的焊接其焊条角度、运条方法与右半部分的焊接过程相同，但由于右半部分焊完后，试件温度已升至较高，所以左半部分焊接时焊接电流应选择表3-23中的下限。

（3）收弧 一根焊条焊完后，应在坡口左侧或右侧采取回焊法收弧，回焊距离为15mm左右，然后缓缓抬起焊条端部熄弧，使熔池尺寸逐渐减小，并填满弧坑，收弧处成为斜坡状，以有利于接头和防止收弧过程中出现冷缩孔。

（4）接头 接头方法分热接法和冷接法。

采用热接法接头时，更换焊条要迅速，在熔池尚处于红热状态时，在熔池后面5～10mm处划擦引弧，电弧引燃后，迅速压低电弧，并做横向摆动，焊条运至坡口根部时，将焊条向根部下压，听到击穿声后，稍作停顿，形成新的熔孔后，即恢复正常焊接。

因某种原因耽搁了热接头的时间时，可采用冷接法接头。接头前将焊缝收弧处用角向磨光机打出斜坡，在焊缝前方坡口内10～15mm处划擦引弧，电弧引燃后，将电弧拉至斜坡顶端，稍作预热，即压低电弧进行横向摆动，其他要领与热接头时相同。

从以上焊接过程的分析可知，大管水平固定焊单面焊双面成形的操作要点是：大管水平固定焊时，焊接位置分别经过仰—立—平几个位置的变换，焊接过程中要不断变换焊条角度，并注意观察熔孔的变化情况。即：熔孔自仰焊到立焊、平焊，越来越不易观察到大管水平固定焊熔孔效应的基本特点。焊条的摆动要中间速度稍快，两边稍加停顿。电弧在仰焊和立焊部位时，应以熔化坡口根部每侧1mm左右为宜；在平焊位置时，受熔渣流动影响，熔孔难于观察，电弧一般以熔化坡口根部每侧0.5mm左右为宜。

（5）填充焊 焊接填充层前将坡口内的焊渣及飞溅物等清理干净，接头处有缺陷的地方允许用角向磨光机修平。施焊填充层时仰焊和立焊部位采用锯齿形运条方法，运条时中间稍快，坡口两侧稍加停顿。焊至平位时，可改用月牙形运条方法，中间运条速度无须加快。施焊填充层时焊条角度与打底焊时相同。填充层焊完后，试管底部距试件表面1～1.5mm，试管上部距试件表面0.5～1mm。焊接填充层时，不得烧损坡口边缘棱角。

（6）盖面焊 焊接盖面层前要将前一层焊缝表面的焊渣和飞溅物清理干净。运条方法及焊条角度与填充层相同，但焊条做横向摆动时幅度应更大，当焊条在坡口两侧边缘停顿时，要进一步压低电弧，以防止电弧过长产生咬边。在仰焊和立焊部位时，焊条摆动时中间速度要稍快，以防液态金属下淌产生焊瘤。焊至平位时，速度要平稳均匀，并放慢摆动速度。左半部分盖面时，仰焊位置引弧点要在施焊前方10～15mm处。划擦引弧后稍作稳定，然后拉至右半部始焊部位并压低电弧，由此开始施焊。当焊至试件顶部时要越过右半部分焊缝收弧处10～15mm，以保证接头饱满。