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摘 要：单面焊双面成形技术是指采用不同的焊接方法,在焊接材料单面焊接,使焊接材料正、背两面都能得到均匀整齐、成形良好,符合质量要求的焊缝的焊接方法.本文主要讲述二保焊单面焊双面成形工艺参数的选择、操作要点等知识.使二保焊单面焊双面成形技术进一步完善,并加以推广,对二保焊单面焊双面成形作业具有一定的指导作用.
关 键 词：二保焊工艺参数操作要点
中图分类号：TG44文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）02（c）-0094-02
单面焊双面成形技术是手工二保焊操作技术中难度较大的一种,同时又是焊接技能竞赛、管道焊接、锅炉及压力容器焊工必须熟练掌握的基本技能.掌握单面焊双面成形技术的操作要领和技巧,对于提高焊工焊接技能水平很重要,以下就从二保焊单面焊双面成形的工艺参数,操作要点进行论述.
1二保焊单面焊双面成形的工艺参数
1.1焊接电源
这是焊接工艺执行过程中最重要的因素.若焊接电源自身性能不好,必然会极大的影响焊件的焊接质量,并不能保证工艺参数稳定,焊接过程就无法正常进行,焊接质量就得不到保证.对于二保焊,通常采用平外特性、下降外特性电源均能保证电弧稳定燃烧.通常采用直流反接法能够减少飞溅,保证电弧稳定燃烧.
1.2焊接电流、焊接电压选择
焊接电流大小选择恰当与否直接影响焊接的最终质量.焊接电流大,可提高生产率,并使熔深增加,但易出现咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量,也会增大气孔倾向.在立焊操作时熔池难以控制,易出现焊瘤.焊接电流小,使电弧不稳,熔透深度减小,易出现未焊透、熔合不良等缺陷.焊接电流大小选择应根据板件厚度、接头形式、焊接位置、焊丝类型、焊丝直径等因素综合考虑.但是二保焊不同于焊条电弧焊,焊接电流大小要和焊接电压相匹配才能保证焊接良好操作,需要根据焊机、电网等实际情况进行选取.不同的焊机、不同的电网电压,在操作的时候焊接参数应根据实际情况适当调整.
1.3焊接速度
这是保证焊接生产效率的主要参数,合理选择焊接速度对保证焊接质量尤为重要.焊接速度应该均匀适当,使焊缝宽度和余高等符合设计要求,保证金属融合良好.焊速过快,使熔池温度不够,易造成未焊透、未熔合、焊缝成形不良等缺陷.焊速过慢,使高温时间长,热影响区宽度增加,焊接接头的晶粒变粗,机械性能降低,焊件的变形量增大,对焊接不利.
1.4焊接层数
单面焊双面成形焊接层数的选择对焊缝质量也有一定影响.对于低碳钢和强度等级较低的低合金钢的多层焊时,每层厚度过大,对焊缝金属的塑性（主要表现在冷弯上）有不利的影响.对于二保焊而言,每层焊接厚度过大时,焊接不好操作,熔池金属难控制飞溅较大,金属融合不好,对力学性能不好,一般每层厚度为3～5mm.但每层厚度也不易过小,以免造成焊缝两侧熔合不良.
1.5焊丝伸出长度的选择
焊丝伸出长度是指焊丝从导电嘴伸到焊件的距离.焊接过程中,随着焊丝伸出长度的增加,焊丝的预热状态电阻值急剧增大,焊丝熔化速度加快,可提高焊接速度.当焊丝伸出长度过大时,则焊丝发生过热而成段熔断,致使焊接过程不稳定,飞溅增大,焊缝成形不良,气体对熔池的保护也被减弱.反之,则焊接电流增大,短路频率加快,并缩短了喷嘴与焊件之间的距离,使飞溅的金属物质堵塞喷嘴,影响气体的流通保护,产生气孔.实践表明,焊丝伸出长度是焊丝直径的10倍左右较为适合.
1.6气体流量的选择
CO2气体的流量对熔池保护效果有直接影响.CO2气体的流量须以排除空气对熔池的侵袭为原则进行选择.CO2气体流量大小和接头形式、焊接电流大小、焊接速度的快慢、焊丝伸出长度及周围环境有关.当焊接电流较大,焊接速度较快,焊丝伸出长度较大时,相应气体流量也较大.反之则较小.周围环境空气流动时应增大气体流量,当空气流动影响较大时,应终止焊接.气体流量的增大和减小是相对的,过大的CO2气体流量会冲击金属熔池,使冷却作用加强,并且使保护气氛紊乱反而失去了保护作用,使焊缝产生气孔,飞溅增加,焊缝表面粗糙.CO2气体流量过小时,保护效果差,也易产生气孔.
2二保焊单面焊双面成形的操作要点
（1）焊前装配.焊前装配的好坏,对于焊接质量的影响较大,装配好了有利于焊接的有效进行,有利于保证焊接质量和效率,相反则对焊接带来操作的难度.
（2）熔池金属和熔孔的控制.熔池金属的大小、形状对焊件的连接以及焊接过程的控制有重要作用.熔池体积过大,对于单面焊双面成形不易控制.仰位焊接容易下凹,不能凸起,横位容易造成下坠,立位容易焊瘤.良好的熔池在焊接过程中保证熔池金属与坡口焊件圆滑过渡时不能产生夹沟,避免造成夹渣和未熔合,如图1.熔孔的大小以融合坡口两边0.5～1mm为宜,太大不容易操作,易产生焊瘤,太小不能保证背面成形,如图2所示.
施焊过程中严格控制熔池的形状,随时观察熔池、熔孔的变化及坡口根部的熔化情况.熔孔的大小决定焊缝背面的宽度和余高,通常熔孔的直径比间隙大1～2mm为好,焊接过程中如发现熔孔过大,表明熔池温度过高,应迅速灭弧,并适当延长熄弧的时间,以降低熔池温度,然后恢复正常焊接,若熔孔太小则可减慢焊接速度,当出现合适的熔孔时方能进行正常焊接.如果是二保焊连弧焊打底焊时,熔孔过大时可以使焊向远离熔孔后方摆动,减小熔池前沿的温度,熔孔过小则反之.
（3）填充层焊接要点焊前先清理掉打底焊层的飞溅和熔渣,不平的地方磨平.填充层焊时,焊的横向摆动较打底层焊时稍大些.同时,焊从坡口的一侧摆至另一侧时速度要稍快,防止焊道形成凸形.电弧在两侧坡口有一定的停留,保证有一定的熔深,焊道平整并有一定的下凹.填充焊时焊道的高度低于母材约1.5～2mm,不能熔化坡口两侧的棱边,以便盖面时能够看清坡口,为盖面焊打好基础.（4）盖面层焊接要点.焊前先将填充焊层的飞溅和熔渣清理掉,不平的地方磨平.焊的摆动幅度比填充焊层时更大些.作锯齿形摆动时注意幅度一致,匀速上升（前进）.并观察坡口两侧的熔化情况,保证熔池的边缘超过坡口两侧的棱边并不大于2mm,避免咬边和焊瘤.同时控制喷嘴高度和收弧,避免出现弧坑裂纹和产生气孔.
（5）不同位置焊接是的焊角度.二保焊时,焊接角度变化会影响熔池金属的保护、冷却,焊缝的成形等.所以在焊接时必须严格按照不同位置的焊角度进行操作.在焊接单面焊双面成形时,特别是板板对接横焊和管管对接全位置焊接时焊要根据不同位置要适当调整才能保证焊接的质量.
（6）焊接姿势和握要领.二氧化碳气体保护焊由于焊结构较为复杂,选择正确的焊接姿势和握要领直接关系到焊接质量的好坏,其操作要领如下：
①身体和焊件的位置要合适,以方便焊接.②焊软管应舒展,以免影响送丝速度均匀.③焊可移动范围要大,焊接过程中可以很好地观察焊角度、熔池情况.④立焊、仰焊位置时,焊不宜发生摆动,且焊上的把线不应拖坠焊向前移动.
（7）引弧与熄弧.在CO2气体保护焊中,引弧与熄弧比较频繁,操作不当易产生焊缝缺陷,如引弧处熔深浅,熄弧处凹陷严重,甚至产生弧坑裂纹等.
①短路引弧.引弧前焊丝端头与焊件应保持2～3mm的距离,然后开启焊上的手动开关,焊接电弧即在焊丝与焊件之间被引燃,引弧后应尽量将电弧压低并作适当的横向摆动,以防焊缝中心金属堆积过高而使焊缝两侧产生未熔合现象.
②焊缝端头引弧.必须在焊缝端头引弧的焊件应在距离焊缝端头4～5mm处引弧,然后稳步移向端头,待基本金属熔化后,再以正常速度沿焊缝方向移动.
③收弧当焊接电源没有衰减电流装置时,焊应在弧坑处停留一下,并在熔池尚未凝固前,间断短路2～3次,使熔滴填满弧坑.当焊接电源设有衰减装置时,应使用衰减电流,将弧坑填满,然后熄弧.
（8）接头CO2气体保护焊单面焊双面成形打底焊时,由于收尾处的焊肉较厚,不宜直接接头,故重新引弧接头前应对前道焊缝收弧处的焊肉进行削薄打磨成斜坡状,然后在斜坡的顶端引弧,引燃电弧后,均匀平稳地将电弧移到斜坡底部,并做均匀摆动.
（9）焊接方向（见图3）.
①左向焊法.焊由右向左移动,焊向手把方向稍作倾斜.该焊法可以清晰观察焊缝间隙及熔孔大小,并且熔深较浅,是单面焊双面成形技术的主要焊接方法.
②右向焊法.焊由左向右移动,焊向焊接方向略作倾斜.该焊法熔池清晰,熔深较大,气体保护效果好,食用于中厚板的坡口填充焊接.缺点是用小焊接参数焊接时,不易观察焊缝,易焊偏.
（10）焊的摆动方法及适用范围.
①直线法.该方法主要用于薄板及间隙较小的中厚板的打底焊.可以有效减少焊接热输入量,从而减小薄板焊时的变形.中厚板打底焊时可防止未焊透现象.
②锯齿形横向摆动法.该方法是焊工培训中单面焊双面成形工艺的主要摆动方法.焊接时,焊由右向左均匀摆动,并保持适当的熔孔直径,即可以保持良好的背部成形.
③反月牙形横向摆动法.该方法适用于焊接间隙较大的焊件,可有效控制熔池温度,避免背面焊缝由于金属过热而超高.焊接时,焊由右向左在坡口间隙处作反月牙形均匀摆动,摆动两端的终止处要稍作停留,以防焊缝中心温度过高而产生缺陷.
④斜圆圈形摆动法.横位打底焊时,为防止铁液下淌,可采用右向焊法,并且焊由左向右作斜圆圈形上下摆动和向前移动,从而得到良好的焊缝背面成形.
在生产实际中,焊的摆动方法还很多,如奥氏体不锈钢的窄间隙打底焊,宜采用直线往复方法进行焊接.但无论采用哪种方法施焊,都应根据材料的性质、施焊条件、试件所处的位置等综合考虑,不能死搬教条.
3结论
本文主要从焊接工艺参数和工艺方法及技术操作等几方面论述单面焊双面成形的方法,有利于对单面焊双面成形技术的推广,不妥之处请专家给予指正.