第七节板板对接立焊技能训练

第七节　板板对接立焊技能训练

训练目标及技能要求

熟练掌握立焊焊接工艺参数的选择，正确掌握Ⅰ形坡口对接立焊、V形坡口对接立焊、双面焊及立角焊焊接技术，并达到比较熟练的程度。

学习过程

一、基础知识讲解

1.立焊的特点

立焊是指与水平面相垂直的立位焊缝的焊接。根据焊条的移动方向，立焊焊接方法可分为两类：一类是自上向下焊，需要特殊焊条才能进行施焊，故应用少；另一类是自下向上焊，采用一般焊条即可施焊，故应用广泛。

立焊较平焊操作困难，具有下列特点：

①铁水与熔渣因自重下坠，故易分离。但熔池温度过高时，铁水易下流形成焊瘤、咬边；温度过低时，易产生夹渣缺陷。

②易掌握熔透情况，但焊缝成形不良。

③T型接头焊缝根部易产生未焊透现象，焊缝两侧易出现咬边缺陷。

④焊接生产效率较平焊低。

⑤焊接时宜选用短弧焊。

⑥操作技术难掌握。

2.立焊操作的基本姿势

（1）基本姿势：站姿、坐姿、蹲姿，如图2－31所示。

图2－31　立焊操作姿势

（2）握钳方法，如图2－32所示。

图2－32　立焊握钳姿势

3.立焊操作的一般要求

（1）保证正确焊条角度。一般情况焊条角度为与焊缝两侧呈90°并向下倾斜60°～80°，电弧指向熔池中心，如图2－33所示。

图2－33　立焊焊条角度图

（2）选用合适工艺参数。选用较小焊条直径（＜Φ4.0mm），较小焊接电流（比平焊小20%左右），采用短弧焊。焊接时要特别注意对熔池温度控制，不要过高，可选用灭弧焊法来控制温度。

（3）选用正确运条方法。一般情况可选用锯齿形、月牙形、三角形运条方法。当焊条运至坡口两侧时应稍作停顿，以增加焊缝熔合性和减少咬边现象发生，如图2－34所示。

4.焊接过程中注意要点

（1）焊接时注意对熔池形状观察与控制。若发现熔池呈扁平椭圆形，如图2－35（a）所示，说明熔池温度合适。熔池的下方出现鼓肚变圆时，如图2－35（b）所示，则表明熔池温度已稍高，立即调整运条方法。

图2－34　对接立焊运条方法

图2－35　熔池形状与温度的关系

若不能将熔池恢复到扁平状态，反而鼓肚有扩大的趋势，如图2－35（c）所示，则表明熔池温度已过高，不能通过运条方法来调整温度，应立即灭弧，待降温后再继续焊接。

（2）握钳方法可根据实际情况和个人习惯来确定，一般常用正握法。

（3）采用挑弧焊时，为了有效地保护好熔池，挑弧长度不应超过6mm。采用灭弧焊时，在焊接初始阶段，因为焊件较冷，灭弧时间短些，焊接时间可长些。随着焊接时间延长，焊件温度增加，灭弧时间要逐渐增加，焊接时间要逐渐减短。这样才能有效地避免出现烧穿和焊瘤。

（4）立焊比较难焊，因此在起头或更换焊条时，当电弧引燃后，应将电弧稍微拉长，对焊缝端头起到预热作用后再压低电弧进行正式焊接。当接头采用热接法时，因为立焊选用的焊接电流较小、更换焊条时间过长、接头时预热不够及焊条角度不正确，造成熔池中熔渣、铁水混在一起，接头中产生夹渣和造成焊缝过高现象。若用冷接法，则应认真清理接头处焊渣，于待焊处前方15mm处起弧，拉长电弧，到弧坑上2/3处压低电弧作画半圆形接头。立焊收尾方法较简单，采用反复点焊法收尾即可。

5.注意事项

①由于立焊位置的特殊性，故在焊接时要特别注意飞溅烧伤，应穿戴好工作服，戴好焊接皮手套及工作帽。

②清渣时要戴好护目平光眼镜。

③在搬运及翻转焊件时，应注意防止手脚压伤或烫伤。

④工件摆放高度应与操作者眼睛相平行。将工件夹牢固，防止工件倒塌伤人。

⑤焊好的工件应妥善保管好，不能脚踩或手拿，以免烫伤。

二、实习操作练习

实例1　Ⅰ形坡口对接立焊技术

（一）焊接特点

当板厚小于6mm时，一般采用不开坡口（Ⅰ形坡口）对接立焊，焊接时熔池金属和熔渣受重力等作用下坠，因其流动性不同容易分离。熔池温度过高或体积过大时，液态金属易下淌形成焊瘤，使焊缝成形困难，焊缝不如平焊时美观。

（二）焊前准备

（1）试件材料及尺寸：Q235 300mm×150mm×5mm。

（2）弧焊设备：BX3－300，ZX5－400。

（3）焊条：E4303或E4315，Φ3.2mm。

（三）操作要领

1.试件装配

（1）清理坡口面及焊件。

（2）装配间隙1～1.5mm，错边量≤0.5mm。

（3）定位焊采用与焊接试件相同牌号的焊条，定位焊缝为10mm，并将试件固定在焊接支架上。

2.焊接工艺参数

Ⅰ形坡口对接立焊焊接工艺参数选择见表2－8。

表2－8　Ⅰ形坡口对接立焊焊接工艺参数

3.操作要点及注意事项

Ⅰ形坡口对接立焊常见的操作姿势有蹲式、站式，身体略向左侧，采用便于握焊钳的右手操作，焊条角度如图2－36所示。

图2－36　板对接立焊时的焊条角度

（1）操作手法。为控制熔池温度，避免熔池金属下淌，常采用挑弧法和灭弧法。

①挑弧法。熔滴脱离焊条末端过渡到熔池后，立即将电弧向焊接方向提起。为不使空气侵入，其电弧长度不应超过6mm，且电弧不熄灭，如图2－37所示。使熔化金属迅速冷却凝固，形成一个“台阶”，当熔池凝缩到焊条直径1～1.5倍，且熔池颜色由亮变暗时，再将电弧移到“台阶”上面，在“台阶”上形成一个新熔池，再向上挑起电弧。如此不断地重复熔化→冷却→凝固→再熔化的过程，就能由下向上形成一条焊缝。

②灭弧法。熔滴从焊条末端过渡到熔池后，在熔池金属有下淌趋势时立即将电弧熄灭，使熔化金属有瞬间凝固的机会，随后重新在灭弧处引弧。当形成新熔池且良好熔合后，再立即灭弧，使燃弧—灭弧交替地进行。灭弧时间的长短根据熔池温度高低做相应调节，燃弧时间根据熔池的熔合情况灵活掌握。板对接立焊的起头和接头处，由于起焊时焊件温度偏低，容易产生焊道凸起和夹渣、熔合不好等缺陷，因此焊件起头、焊缝接头时应采用预热法进行焊接，从而提高焊接部位的温度。其方法是在起焊处引燃电弧，并将电弧拉长3～6mm，适当延长烘烤时间（一般熔滴下落2～4滴），当焊接部位有熔化迹象时，将电弧逐渐推向待焊处，以保证熔池与焊件良好熔合。

图2－37　立焊挑弧法

（2）运条方法。施焊第二层（盖面层）焊缝，一般采用锯齿形运条法或月牙形运条法。焊接时要合理地运用焊条的摆动幅度、摆动频率，以控制焊条上移的速度，掌握熔池温度和形状的变化。如发现椭圆形熔池的下部边缘有比较平直的轮廓逐渐鼓起变圆时，表示温度已稍高或过高，应立即灭弧、降温以避免产生焊瘤，待熔池瞬时冷却后，再在熔池处引弧继续焊接。

（四）操作过程

①清理试件，按装配要求进行试件装配，定位焊。

②采用直径3.2mm焊条，第一层用挑弧法施焊，焊后清理熔渣，第二层（盖面层）采用锯齿形或月牙形运条法进行施焊。

③焊后清理熔渣及飞溅物，检查焊接质量，并总结经验。

（五）焊接质量要求

①表面焊缝与母材圆滑过渡，咬边深度＜0.5mm。

②焊缝宽度8～10mm，宽度差≤3mm，焊缝余高0～4mm，余高差≤3mm，变形角度＜3°，错边量＜1.2mm。

③焊缝的边缘直线度≤2mm。

④焊件上非焊道处不应有引弧痕迹。

实例2　V形坡口立焊对接双面焊焊接技术

（一）焊接特点

V形坡口立焊对接双面焊焊接技术与操作方法较好掌握，熔池温度较好控制，但由于焊件较厚，须采用多层多道焊，故给焊接操作带来一定困难，特别是打底焊，若掌握不好会出现多种焊接缺陷，如夹渣、焊瘤、咬边、未焊透、烧穿、焊缝出现尖角等缺陷。

（二）焊前准备

（1）试件材料：300mm×150mm×10mm。

（2）弧焊设备：BX3－300或ZX5－400。

（3）焊条：E4303或E4315，焊条直径Φ3.2mm。

（三）操作步骤

清理工件→校对坡口角度→组装→定位焊→清渣→反变形→打底焊→填充焊→盖面焊→翻转180°背面焊→清渣→检查。

（四）操作要领

（1）清理工件。校对坡口角度、组装、定位焊、清渣与开坡口平对接焊基本相同。组装时预留间隙2～3mm为宜，反变形角度2°～3°为宜。

（2）打底焊。V形坡口底部较窄，焊接时若工艺参数选择不当，操作方法不正确都会出现焊缝缺陷。为获得良好焊缝质量，应选用直径为3.2mm焊条，电流90～100A，焊条角度与焊缝两侧呈90°，向下呈70°～80°夹角，运条方法选用小三角形、小月牙形、锯齿形均可，操作方法选用挑弧焊、连弧加挑弧焊，也可用灭弧焊。

（3）填充焊。焊前应对底层焊进行彻底清理，对于高低不平处应进行修整后再焊，否则会影响下一道焊缝质量。调整焊接工艺参数，焊接电流95～105A，焊条角度与焊缝两侧呈90°，向下呈60°～70°夹角，运条方法与打底焊相同，但摆动幅度要比打底焊宽，操作方法可选择挑弧焊法或稳弧焊法（焊条横摆频率要高，到坡口两侧停顿时间要稍长），以免焊缝出现中间凸，两侧低，造成夹渣现象。

（4）盖面焊。焊前要彻底清理前一道焊缝及坡口上的焊渣及飞溅。盖面前一道焊缝应低于工件表面0.5～1.0mm为佳，若高出该范围值，盖面会出现焊缝过高现象，若低于该范围值，盖面则会出现焊缝过低现象。盖面焊焊接电流应比填充焊要小10A左右，焊条角度应稍大些，运条至坡口边缘时应尽量压低电弧且稍停片刻，中间过渡应稍快，手的运动一定要稳、准、快，只有这样才能获得良好焊缝。

翻转180°背面焊，电流应稍大，运条方法与盖面焊相同，行走速度应稍快些，以免焊缝过高。

实例3　立角焊焊接技术

（一）立角焊焊接特点

T形接头、塔形接头焊缝处于立焊位置的焊缝称为立角焊。焊接时焊缝根部（角顶）易出现未焊透，焊缝两旁易出现咬边，焊缝中间易出现夹渣等缺陷。

（二）操作准备

（1）实习工件：Q235，300mm×150mm×10mm，2块一组。

（2）弧焊电源：BX1－315。

（3）焊条：E4303，Φ3.2mm，烘干。

（4）辅助工具：清理工具，个人劳动保护用品等。

（三）操作步骤

清理工件→组装工件→定位焊→清渣→选择焊接工艺参数→焊接→清渣、检验。

（四）操作要领

（1）用清理工具将工件表面上的杂物清理干净，将待焊处矫平直。

（2）组装成T形接头，并用90°角尺将工件测量准确后，再进行点焊固定。

（3）焊接，从工件下端定位焊缝处引弧，引燃电弧后拉长电弧作预热动作，当达到半熔化状态时，将焊条开始熔化的熔滴向外甩掉，勿使这些熔滴进入焊缝，立即压低电弧至2～3mm，使焊缝根部形成一个椭圆形熔池，随即迅速将电弧向上提高3～5mm，等熔池冷却为一个暗点、直径约3mm时，将电弧下降到引弧处，重新引弧焊接，新熔池与前一个熔池重叠2/3，然后再提高电弧，即采用挑弧操作手法进行施焊。第二层焊接时可选用连弧焊，但焊接时要控制好熔池温度，若出现温度过高时应随时灭弧，降低熔池温度后再起弧焊接，从而避免焊缝过高或焊瘤的出现。

焊缝接头应采用热接法，做到快、准、稳。若采用冷接法应彻底清理接头处焊渣，焊后应对焊缝进行质量检查，发现问题应及时处理。

（五）注意事项

（1）焊接电流可稍大些，以保证焊透。

（2）焊条角度应始终保持与焊件两侧板获得温度一致为标准，若达不到即会出现夹渣、咬边现象。

（3）焊接时要特别注意对熔池形状、温度、大小的控制，一旦出现异样，立即采取措施。以后一个熔池与前一个熔池相重叠2/3为佳，接头时要注意接头位置，避免脱节现象发生。

（4）焊条摆动应有规律、均匀，当焊条摆到工件两侧时，应稍作停顿，且压低电弧。这样一可防止夹渣产生，二可防止咬边产生，三可得到均匀的焊缝。

（5）立角焊的运条方法，如图2－38所示。

图2－38　立角焊运条方法