單面焊雙面成形施工注意事項和焊接方法

宋永平

【摘 要】本文主要論述了單面焊雙面成形的焊接特性，單面焊雙面成形焊接常見的缺陷、焊接質(zhì)量的影響、施工方法等，討論了單面焊雙面成形焊接過程中問題等特點，為了進(jìn)一步研究單面焊雙面成形焊接性提供了參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】單面焊雙面成形；常見缺陷；影響焊接因素；焊接方法

一、單面焊雙面成形的概念

單面焊雙面成形技術(shù)是采用普通焊條、焊絲等，在不需要任何輔助施工條件下，只是坡口根部在進(jìn)行組裝定位焊時，應(yīng)按焊接技術(shù)規(guī)程留出不同的間隙，在坡口正面進(jìn)行焊接，就會在坡口的正背兩面都能得到均勻整齊、成形良好，符合質(zhì)量要求的焊縫。

二、單面焊雙面成形常見的焊接缺陷

1.焊接結(jié)構(gòu)上的缺陷

包括焊縫外表面高低不平、焊縫寬度不均勻、焊縫余高過高過低、焊瘤、氣孔、非金屬夾渣物、夾渣、裂紋、接頭缺陷、焊縫成形差、未焊透、焊縫咬邊等缺陷。這些缺陷是焊接過程中最容易出現(xiàn)的缺陷，這些缺陷會對焊縫質(zhì)量和鋼結(jié)構(gòu)造成力學(xué)性能、焊縫表面不美觀、應(yīng)力集中、引發(fā)裂紋、導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)破壞、使焊接鋼結(jié)構(gòu)無法承受正常的工作載荷，造成安全事故的主要原因。

2.性能上的缺陷

包括力學(xué)性能和化學(xué)性能不滿足焊接件使用要求。力學(xué)性能指抗拉強度、屈服強度、伸長率、硬度、沖擊功、疲勞強度、彎曲等?；瘜W(xué)性能指化學(xué)成份、耐腐蝕性、晶粒度等，這些缺陷是焊縫鋼結(jié)構(gòu)無法滿足設(shè)計要求的必要求條件。

三、單面焊雙面成形焊接質(zhì)量影響的原因

1.焊接電流、電壓

焊接電流、電壓大小選擇適當(dāng)與否直接影響焊接的最終質(zhì)量。焊接電流、電壓過大，可以提高焊接速度、提高生產(chǎn)率，但容易出現(xiàn)咬邊、焊穿、增加焊接變形量、金屬飛濺、焊瘤也會使焊接接頭的組織由于過熱而發(fā)生變化。焊接電流、電壓較小，電弧不穩(wěn)、未焊透、未融合、夾渣等缺陷。焊接電流、電壓應(yīng)根據(jù)焊接工藝規(guī)程選擇適用的接頭形式。

2.焊接速度

焊接速度是焊接生產(chǎn)效率中的主要參數(shù)。合理選擇焊接速度對保證焊接質(zhì)量是非常重要的。焊接速度應(yīng)該均勻的，在均勻的情況下既保證焊透，保證不焊穿，同時還要使焊縫寬度和余高等符合圖紙和技術(shù)要求。焊接速度過快，熔池溫度不夠，易造成未焊透、未融合、焊縫成形差等缺陷。焊接速度過慢，使熔池加熱時間過長，熱影響區(qū)增加、焊接接頭的晶粒度變粗、機械性能降低、焊接件變形量變化大等缺陷。

3.焊接層數(shù)

單面焊雙面成形焊接層數(shù)的選擇對焊縫質(zhì)量有直接關(guān)系，主要分為3部分打底、填充和蓋面。焊接層數(shù)主要根據(jù)板件厚度，焊條直徑，坡口尺寸，形式和裝配間隙來確定?？蛇M(jìn)行估算如下公式：N=δ/d，n為焊接層數(shù)；δ為焊接的厚度（mm）；d為焊條直徑（mm）；

4.焊條類型及焊條直徑

焊條選型決定焊縫成形后是否達(dá)到與母材一樣或者接近母材各種性能。焊條直徑的大小除了對生產(chǎn)率有一定影響外，對焊縫質(zhì)量也有一定影響，所以生產(chǎn)過程中合理選擇焊條直徑。

5.操作因素的影響

焊工的單面焊雙面成形操作技術(shù)水平高低，直接影響焊縫處焊接質(zhì)量。每個人焊5接都有一定差異，焊接打底、施焊方向、焊條角度、焊接方法、中間層及蓋面的施焊方式，接頭收尾等掌握的程度決定了焊接處焊縫高低質(zhì)量，成為重要的原因。

焊接前對工件焊縫處打磨去除銹蝕、水分、清理干凈，焊接材料是否未經(jīng)烘干或者烘烤溫度不夠而投入使用，未處理焊接材料會對焊縫根部或蓋面處產(chǎn)生大量氣孔，從而使焊縫質(zhì)量達(dá)不到技術(shù)要求。

四、單面焊雙面成形施工方法：

焊前技術(shù)要求

4.1.1焊工持有效資格證書上崗。

4.1.2所有焊縫進(jìn)行100%目視檢查，滿足相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.1.3鋼結(jié)構(gòu)件組焊前，對部件進(jìn)行檢查是否滿足圖紙和相應(yīng)技術(shù)要求。

4.1.4定板與板之間的相互垂直性，見圖1，允許偏差t=±L/1000 mm。（L-板垂線高度）

4.1.5帶坡口的焊件組裝時必須按技術(shù)要求保證焊接間隙及間隙均等性，焊條與焊絲組合的單面焊雙面成型焊件裝配間隙為3～3.5mm，采用氬弧焊定位，板與板、板及筒體的焊縫連接處均應(yīng)在施焊前打磨出30mm寬清潔區(qū)域，該區(qū)域應(yīng)露出金屬光澤，板的兩端加焊引弧板和熄弧板，見圖4示意。每個焊件焊后的直線度、平面度、平行度公差控制見圖2。

4.1.6對單面焊雙面成型大厚鋼板的V坡口，焊深達(dá)1/2坡口深度時，停止焊接，然后待鋼板溫度達(dá)到室溫時進(jìn)行UT、MT探傷檢查，合格后進(jìn)行余下坡口填充焊接。為了減小焊接變形量，焊接方向盡量采用橫焊方法見圖3示意。

4.1.7焊接后的焊縫表面必須去除焊接飛濺物及焊渣，并進(jìn)行打磨處理。

4.1.8鋼構(gòu)件焊接變形允許采用火焰矯形方法進(jìn)行修整，用氧乙炔加熱其火焰應(yīng)調(diào)整為中性焰，溫度以600～700度之內(nèi)為宜，同一部位反復(fù)加熱的次數(shù)不得超過3次。

4.1.9焊縫焊后，距離板3～5mm處切割掉引、熄弧板，然后打磨殘余邊至板的邊緣平齊，詳見圖4。

五、總結(jié)

綜上所述，單面焊雙面成形技術(shù)在現(xiàn)代往往是壓力容器、海工項目，管道或者其他一些重要結(jié)構(gòu)件，具有不可代替的位置。尤其小口徑容器管道和位置狹小的空間的地方，單面焊雙面成形技術(shù)的作用非常的重要。所以單面焊雙面成焊接方法和焊工水平要求特別高，因此單面焊雙面成形如果出現(xiàn)焊接缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量、使用性能、使用壽命、重則對人員生命造成不無挽回的損失。為了防止這些缺陷的產(chǎn)生，促使我們對單面焊雙面成形技術(shù)的進(jìn)一步探索和研究。通過對外在因素單面焊雙面成形的焊接質(zhì)量的影響分析，我們將對焊接缺陷、焊材因素、焊接工藝制定、操作方法，加以推廣，并對單面焊雙面成形的作業(yè)起到一定指導(dǎo)作用。

【參考文獻(xiàn)】

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{2}雷世明.主編.焊接方法與設(shè)備北京：機械工業(yè)出版社，2004.