第二節 焊條電弧焊基礎訓練項目
項目一 板對接平焊實作
一、項目任務
按圖2-11的要求,學習板對接平焊的基本操作技能,完成工件實作任務。

圖2-11 板對接平焊施工圖(單位:mm)
焊接方法:焊條電弧焊;接頭形式:板對接接頭;焊接位置:平焊;試件材質與規格:Q235;焊縫根部間隙:b=3.2~4.0mm;鈍邊p=0.5~1mm;坡口角度α=60°
具體要求:掌握板對接平焊的技術要求及操作要領;會制定板對接平焊的裝焊方案,會選擇板對接平焊的焊接參數,并編制簡單的工藝卡(見附錄B);按焊接安全、清潔和環境要求及焊接工藝完成焊接操作,制作出合格的板對接平焊工件,并達到評分標準(見附錄C)的相關質量要求。
二、項目分析
板對接平焊操作相對容易,是板狀試件、管狀試件和其他位置的操作基礎。
單面焊雙面成形的用途:在鍋爐和壓力容器的焊接生產中,由于封閉的容器內不能進去焊接,同時又為了保證焊縫的強度,所以只能采用單面焊雙面成形的焊接技術。
單面焊雙面成形的操作較難掌握。一般焊接操作時,要避免焊穿,而單面焊雙面成形要求在背面形成焊縫,也就是要有控制、有目的地讓部分電弧在熔池前端形成“穿透性的小孔”,但熔融金屬不能從焊縫背面流出去。要在背面形成焊縫,只有在焊接第一層才能實現,即打底焊道;同時還要有合適的裝配間隙;另外,由于是單面焊,所以要控制好變形,一般采用反變形法,其反變形量需掌握恰當。打底焊時,熔孔不易觀察和控制,焊縫背面易造成未焊透或未熔合;在電弧吹力和熔化金屬的重力作用下,背面易產生焊瘤或焊縫超高等缺陷。
填寫焊縫分析表(見附錄A)。
三、項目實施
(一)安全檢查
勞動保護用品穿戴規范且完好無損;清理工作場地,不得有易燃、易爆物品(要仔細檢查,不能麻痹大意);檢查焊機和所使用的電動工具;焊接電纜、焊鉗、面罩等工具完好,焊把線接地良好;操作時,必須先戴面罩然后才開始操作,避免電弧光直射眼睛;在實際操作過程中督促和檢查勞保用品的穿戴、安全操作規程的執行情況。
(二)焊前準備
鋼板表面清理干凈,不能有鐵銹、油污等雜質。焊機準備,地線接好,調試焊機。場地清理,焊把線理順,保持整潔。對試板的清潔度、試板尺寸進行檢查(按圖樣及技術要求)。
(三)選擇焊接參數
焊接參數如表2-4所示。
表2-4 板對接平焊焊接參數

(四)實施裝配與焊接
裝配與焊接操作要領如下:
(1)裝配與點固。用與正式焊接相同的焊條在焊件背面兩端進行點固,定位焊焊縫長為10mm;裝配間隙為3~4mm,一頭窄一頭寬(以抵消焊縫的橫向收縮而使焊縫末端間隙變小而有利于背面成形),針對角變形的反變形量為3°~4°;錯邊量不大于0.5mm,如圖2-12所示。按圖樣及技術要求檢查裝配試板的尺寸。

圖2-12 板對接平焊裝配圖(單位:mm)
(2)打底(第一層焊縫)焊。將裝配好的試板放在用槽鋼或角鋼制作的工裝上,使試板焊縫下面懸空。間隙窄的一端放在左側,并從該側開始焊接。操作采用連弧法和滅弧法(注意正式焊縫與定位焊焊縫的連接)。連弧法,即鋸齒形橫向擺動,坡口兩側稍作停頓,短弧。滅弧法較為容易掌握和控制熔池,所以初學者一般先學習滅弧法。在焊接過程中注意觀察、控制熔池和熔孔,尤其是熔孔,過大則背面易形成焊瘤,過小則背面不易成形。熔孔的大小可通過改變焊接速度、擺動頻率和焊條角度而改變。焊縫接頭采用熱接法或冷接法焊接。采用冷接法時,將弧坑處打磨成緩坡后再焊接(保證接頭處的良好熔合和背面成形)。打底焊如圖2-13和圖2-14所示。

圖2-13 打底焊(板對接平焊)

圖2-14 打底焊的焊條角度(板對接平焊)
(3)中間層(填充層)焊接。填充層施焊前,先清除前道焊縫的焊渣、飛濺,并將焊縫接頭的過高部分打磨平整。填充層焊接與打底焊相比,焊條擺動幅度大些,坡口兩側停留時間稍長,應保證焊道平整并略下凹,第二道填充層焊縫的厚度應低于母材表面0.5~1.5mm。填充層的焊縫接頭最好采用熱接法焊接。填充層焊接的運條方法如圖2-15所示。

圖2-15 填充層焊接的運條方法
(4)蓋面焊接。蓋面施焊時,焊條的角度、運條和接頭方法與填充層焊接時相同。采用月牙形或“之”字形運條(注意后焊道要壓住前焊道1/2以上),焊條的擺動幅度、間距和運條速度要均勻一致,熔合好坡口兩側棱邊,每側增寬量為0.5~1.5mm。注意防止咬邊和夾渣等缺陷,使焊縫外觀成形良好。
(五)清理現場
練習結束后必須整理工具設備,關閉電源,清理打掃場地,做到“工完料盡場地清”;并由值日生或指導教師檢查,做好記錄。
學習方法提示
注意交流總結。應針對當天的學習內容談收獲體會,重點針對自己在操作學習中出現的問題,與其他同學共同討論和交流,用集體的智慧來解決疑問。最后由指導教師點評。將知識要點和訓練中的體會記錄下來,養成學習、思考、口述并記筆記的良好習慣,這是學習并快速提高技術和技能水平的有效方法。
關鍵技術點撥
1.單面焊雙面成形的本質——電弧穿透打孔焊接
單面焊雙面成形的關鍵是打底焊,如果打底焊操作不好,往往會影響背面成形的效果。初次接觸單面焊雙面成形時,往往出現這種狀況:擔心有裝配間隙而導致焊穿或在背面形成焊瘤,所以操作起來膽小,背面常常不會出現焊縫成形,造成未焊透的缺陷。究其原因,是沒有理解單面焊雙面成形的本質——電弧穿透打孔焊接,一個電弧兩面用,使弧柱的1/3在背面燃燒。背面焊縫形成的實質是穿過孔的電弧在背面焊接,從而形成焊縫。
為了保證背面能焊透,裝配組對時都必須留有適當的間隙。根據不同的焊接位置和操作習慣,裝配間隙在焊芯直徑的0.8~1.1倍的范圍內選?。贿B弧焊時,則在焊芯直徑的0.7~1.0倍范圍內選取。
由此可見,單面焊雙面成形的關鍵是:一弧兩用、打孔焊接。
2.焊條角度與電弧吹力的關系
電弧吹力的方向是焊條的軸線方向。焊條傾角增大,電弧吹力的水平分力減小,垂直分力增大;焊條傾角減小,則電弧吹力的水平分力增大,垂直分力減小。在單面焊雙面成形打底焊時,利用焊條角度的調整,可以有效控制熔孔。當熔孔較大不易控制時,就可以減小焊條傾角,降低垂直分力,從而避免熔孔越焊越大;反之,當背面成形不明顯時,則可以增大焊條傾角,增大垂直分力,使熔孔變大,在電弧吹力的作用下,熔融金屬更容易流向焊縫的背面。通過焊條角度的變化和焊接速度的調整,可以控制熔孔尺寸,使熔孔的形狀和大小始終能保持一致。
四、項目評價與總結
參照評分標準(見附錄C)進行檢查。由學生自檢、互檢以及教師檢查(或專職質檢員進行),并填寫質量檢查記錄卡(見附錄D);每天留出部分時間分小組交流討論,分享各自的學習成果,共同進步。
- 鋼鐵企業原料場工程設計標準
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