垂直固定仰位管板焊

子任务十三　垂直固定仰位管板焊

目标要求

1.掌握断弧打底层焊操作技术。

2.掌握斜圆圈运条法进行填充层焊和盖面层焊的操作技术。

一、任务

任务单如图1.74所示。

图1.74

注：焊缝符号表示开50°单边V形坡口带钝边的焊脚为8mm角焊缝，焊缝环绕施焊。

二、任务准备

(1)焊件：孔板用Q235钢板，采用剪板机、氧乙炔切割将其加工成120mm×120mm×10 mm的矩形焊件，然后用车床加工出φ60mm中心孔，孔的直径应与钢管内径相同。管件采用Q235A钢管，规格为φ60mm×4mm×100mm，在管一侧加工出50°的坡口。

(2)焊件清理：用锉刀和砂纸将孔板和管两侧正、反面20mm范围内清理干净，使之呈现金属光泽，并用锉刀锉出钝边。

(3)焊件装配与定位焊：焊件装配时管的轴线与板孔轴线应保持一致，尽量减小错边，间隙尺寸稍大一些，仰位管板组对的各项参数见表1.19，其定位焊方法与管板垂直俯位固定焊时相同。

表1.19　仰位管板组对参数

(4)焊条：E4303型，直径为2.5mm和3.2mm，使用前需经150℃～200℃烘干，保温1h，然后放入保温筒内随用随取。

三、任务相关知识

在管板仰焊焊接过程中，留取的焊缝间隙较大，电弧能够直接送入接头根部熔化母材和焊条，通过间断灭弧法控制熔池温度，使熔池在向前运动中形成正、反两面均匀的焊缝。其操作要点是：焊接过程中应采用较大的焊接电流，较快的间断灭弧频率，保持上下坡口受热均匀，并控制好熔池温度，保证一定尺寸的熔孔，以实现单面焊双面成形。管板仰焊接头方法分热接和冷接两种，两种方法都应熟练掌握，特别是冷接方法，在管板焊接中是必不可少的。冷接接头时，引弧点应在距前焊接熔池15～20mm的地方。电弧引燃后，迅速拉到欲接头的熔池处，观察液态金属将熔池填满并与熔池边缘吻合后，立即压低电弧向前焊接，此时焊条倾角应加大到45°～55°之间，电弧运至根部间隙时，稍作停顿，听到“噗噗”声后，立即断弧。第二滴液态金属跟进的速度要快，以后逐步放慢速度至正常断弧焊接。当焊条运行到封口处4～5mm时，由断弧焊接变为连弧焊接。注意不要抬高电弧，应继续保持下压焊接。封口完成后，不得立即断弧，继续向前施焊5～10mm，以避免封口处液态金属太少，产生冷缩孔或内焊缝凹陷等缺陷。

四、任务实施

(1)熟悉图样，清理焊件，修锉坡口和钝边，将管与孔板进行装配定位焊，然后将焊件固定在800～900mm的高度。

(2)确定焊接工艺参数，见表1.20。

表1.20　垂直固定仰位管板焊焊接工艺参数

(3)引弧点可选在焊接方向的前方15～20mm处。电弧引燃后，迅速拉向始焊部位，并在该处拉长电弧对欲焊处进行1.5～2s的预热，然后压低电弧进行击穿焊接，焊条角度见图1.75。

图1.75

(a)与运条前方夹角；(b)与孔板水平面夹角

A—定位焊缝；B—始焊部位

(4)打底层焊时，电弧的2/3要落在孔板的棱角处，1/3落在管子坡口钝边处。当在管与板之间形成熔池后，迅速抬起弧，稍作停顿等待，再马上跟进熔焊，形成下一个熔池，如此反复进行焊接。管板仰焊时，熔滴由于受重力作用和管板受热不均等影响，难以向背面过渡，极易出现下淌现象。为此，在焊接过程中，使用较大的焊接电流，掌握合适的断弧频率，保证电弧在坡口根部有适宜的落点是实现单面焊双面成形的关键。焊接时，给送液态金属的位置应选择在坡口根部，每次电弧跟进的时间以熔池接近凝固状态为宜。跟进太快，液态熔池温度偏高而体积增大，液态金属易下淌形成焊瘤；跟进太慢，液态熔池向下压缩，液态金属补充不及时，易使背面焊缝形成凹陷。一般来说，每次液态金属给送的时间应控制在1～1.5s，而断弧的时间控制在1～2s。焊接过程中，应保持熔孔的尺寸比根部间隙每侧大0.5～1mm，受酸性熔渣流动的影响，熔孔有时难于观察，这时可以借助电弧吹力迅速将液态熔渣向外拨动，以保持熔池清晰可见，使熔孔与熔渣的界限比较分明。

(5)盖面层焊采用斜圆圈形运条焊接。操作时，选用较大的焊接电流(电流较小时不利于排渣，容易产生夹渣和未熔合等缺陷)。引弧后，拉长电弧对始焊部位贴近孔板一侧稍加预热，然后对准孔板侧的焊缝边缘熔焊片刻；形成熔池后，向管侧倾斜运条，要尽可能使熔池趋于水平，当焊至管侧焊缝边缘时，压低电弧并稍作停顿(熔渣影响液态金属向熔池过渡时，要用电弧迅速向外侧拨动)形成一个熔池。然后，电弧作斜圆圈状迅速向上在上坡口边缘处落弧，压弧稍作停顿(以防咬边)，进行第二个运条动作。如此循环作斜圆圈运条，完成盖面层焊接。

五、任务分配

焊件：孔板采用Q235钢板，管件采用Q235A钢管，在管一侧加工出50°的坡。按图1.74要求练习。

焊条：焊条E4303型，直径为2.5mm和3.2mm，使用前需经150～200℃烘干。

单件工时：35min。

六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)

管板仰位固定焊与管板垂直俯位固定焊相反，焊接时，焊接电弧的热量应主要集中在板座的坡口边缘，使得坡口上下两端热量平衡，从而达到单面焊双面成形的目的。管板的仰焊与管对接垂直固定焊的焊缝位置相似，但由于上侧板较厚，电弧在坡口上侧的熔化击穿较下侧要困难得多，如操作不当，极易产生未焊透或坡口上侧内边缘未熔合等缺陷。管板仰焊时的收弧方法可采用回焊法。回焊的位置应在孔板侧，电弧稍拉长，均匀地将熔池从焊缝内侧转向焊缝外侧，并在孔板侧回焊5mm左右，然后拉断电弧。注意电弧不要在停弧处停留时间太长，因为停弧处也是接头处，电弧停留时间太长，易使接头处焊缝厚度增加，而增加接头难度。管板仰位打底层焊时，每半圈最好一气呵成，如果要中断，应将原焊道末端重新熔化，并重叠5～10mm。打底层焊道不宜太薄，以免填充焊时产生烧穿缺陷，一般以3mm左右的厚度为佳。

八、复习思考题

(1)管板仰焊的特点是什么?

(2)管板仰焊打底层焊接的操作要领有哪些?

(3)简述管板仰焊的斜圆圈形运条法操作要领。