管V形坡口对接水平固定手弧焊操作方法探讨

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【摘 要】手弧焊操作，是一项技术性较强、体力消耗较大的手工操作技能。管V形坡口对接水平固定手弧焊操作，又是接焊操作中难度最大的一种，俗称全位置焊。此操作中有平焊、立焊和仰焊等位置焊，本文按照仰焊立焊平焊的焊接顺序，从打底层焊和盖面层焊的操作方法进行探讨，以求获得较好的焊接质量。

【关键词】手弧焊；全位置焊；工艺特点；打底层焊

水平固定是指被焊管件放在水平位置或接近水平位置的焊接。施焊中包括仰、立、平三种空间位置，也称全位置焊接。因为焊缝是环形的，焊接过程中要随焊缝空间位置的变化而相应地调整焊条角度，才能保证正常操作，熔化金属在仰焊位置时有向下坠落的趋势，易产生焊瘤。而在立焊位置及过渡到平焊位置时，则有向管子内部滴落的倾向。因此焊条角度变化很大，操作比较困难。水平固定管的单面焊双面成形焊接有以下工艺特点：

1）管件的焊接，不管是内在和外观的焊接质量都有较高的技术要求，对施焊人员要求也高。

2）由于管接头曲率的存在，焊接位置也不断地变化，焊工的站立位置与焊条的运条角度也必须适应变化的要求。

3）在焊接较小管径的情况下，焊接所产生的热量上升快，焊接熔池温度不易控制，在焊接电流不能随时调整的情况下，主要靠焊工摆动焊条来控制热量，因此，要求焊工应具有较高的操作技术水平。

为提高水平固定管焊接质量，根据自己的实际操作经验，现总结一些水平固定管实际操作技巧与方法，供大家参考。

1 焊前准备

1.1 焊件

20钢无缝钢管两节，规格为Φ60mm×5mm×100mm，坡口面角度为30°。

1.2 焊接材料

E5015型的Φ2.5mm和Φ3.2mm焊条若干根。焊前焊条要烘干350℃～400℃ 并保温1～2小时备用。

1.3 焊接设备

WS-400型手工钨极氩弧焊焊机一台。要求弧焊电源要完好，钳把线、地线齐全完整，焊机接地良好。

1.4 辅助工具

焊条烘干箱、焊条保温桶、焊缝万能量规、钢直尺、放大镜、手电筒、内磨机、敲渣锤、钢丝刷、錾子、锉刀等。

2 焊件清理与定位焊

2.1 焊件清理

将焊件坡口内、外两侧20mm范围内的铁锈、油污、氧化皮等清理干净。

2.2 焊件的组对与定位焊

管子水平固定的对口，除了应满足坡口、钝边、清洁工作等要求之外，还必须满足管子轴线的对正，以免焊后中心线偏斜。管件组对后的坡口形式为V形坡口60°，钝边尺寸为0.5～1mm，仰焊部位与平焊部位的组对间隙分别为2.5mm与3.2mm。组对完成后，检查焊件内表面有无错边现象。定位焊时所使用的焊条应与正式焊接时相同，定位焊为2点，均选在对称的爬坡位置（严禁选在12点与6点处），定位焊缝长度不超过10mm。

3 确定焊接工艺参数

采用两层两道进行焊接。打底层焊接时，采用断弧焊法，焊条直径选用2.5mm，焊接电流为75～80A；盖面层焊接时，采用锯齿形运条法焊接，焊条直径选用3.2mm，焊接电流为100～120A。

4 焊接操作

选用E5015型电焊条，直流反接进行两层两道焊接。将组对好的焊件水平固定在焊接工位架上，焊缝最高点距地面不得超过1.2m，施焊点在仰焊部位，自下而上焊接。焊件自始焊点分为左半部分和右半部分，先焊左半部分，后焊右半部分。

4.1 打底层的焊接

为了使坡口根部焊透，采用断弧焊法，用断弧与燃弧之间的时间来控制熔池形状及熔池温度、厚度。焊接时焊条角度应随焊接位置的不断变化而随时调整，在仰焊、斜仰焊区段，焊条与管子切线的倾角应由80°～85°变为100°～105°；随着焊接向上进行，在立焊区段为90°；当焊至斜平焊、平焊区段时，倾角由85°～90°变为80°～85°；频率一般在40～50次/分。频率过慢熔池温度低，频率过快熔池温度高。

先焊左半部从仰位靠后半部坡口内侧约5mm处引燃电弧，适时用长弧预热母材，预热1.5～2s，发现母材有出汗现象，使坡口两侧接近熔化状态，立即压低电弧进行搭桥焊接，使电弧穿透坡口根部，迅速压低电弧做横向摆动发现坡口根部出现熔池并听到“噗噗”的声音后，立即断弧形成第一个熔池。当熔池降温，颜色变暗时，再压低电弧向上顶，形成第二个熔池，引弧的位置在前一熔池的2/3处。如此反复均匀地点射送给熔滴，控制熔池的形状并不断向前施焊而完成前半部的打底层焊接。右半部的操作方法与左半部相似，但是要进行仰位和平位的两处接头。

进行打底层断弧焊接时，熄弧动作要干净利落，不要拉长电弧，保持大小适宜的熔孔，过大会使焊缝背面产生下坠或焊瘤。熄弧与燃弧的时间要适宜，要求在每一个熔池的前面要有熔孔出现，熔孔的轮廓由熔池边缘和坡口两侧熔化的金属组成。打底层质量主要取决熔孔的大小及间距，大小大于坡口间隙0.5～1mm，间距为熔池1/3。

4.2 盖面层的焊接

清理打底焊的熔渣，修整局部接头，调整工艺参数，焊接电流可以大一些。

为了使焊缝中间凸起，并与母材圆滑过渡，运条可采用月牙形，焊条角度与打底层一致，焊条摆动应平稳，运条速度要均匀，在坡口两侧稍停留1～2秒充分熔合，有节奏，防止出现咬边。始终保持熔化坡口边缘约1.5mm，要严格控制弧长，做到熔池清晰明亮，宽窄一致，波纹均匀，细腻。

在盖面层焊接时，由于在仰焊、斜仰焊区段液态金属易下坠，则要求焊缝焊的薄些；而在斜平焊、平焊区段熔池温度偏高不易起弧，则要求焊缝焊的厚些，可使盖面焊缝余高整体均匀。左右半部的操作基本相同。

5 仰焊、立焊、平焊操作技巧

仰焊质量的好坏，除了设置良好的焊接参数，更关键的在于如何操作，控制焊条的角度，运条方式，速度的快慢，手法稳健等。手法上要注意将焊条压低施焊，运条幅度小，速度快，采用锯齿形摆动，焊接中要多观察如发现有下坠趋势应提前停弧，敲渣，才可续焊。

立焊打底运条采用锯齿形横向摆动断弧焊接，弧长应小于焊条直径。操作时要做到：一看：观察熔池大小，并基本保持一致；二听：听焊接的声音，“噗噗”声；三准：焊接时溶孔的断点位置要把握准确。

平焊运条采用锯齿形焊接，施焊中在两侧稍作停留，收尾点起过始焊端10mm，焊缝收口时要填满弧坑。

总之，在实际操作中只要我们激发好奇心和求知欲，主动思考，大胆实践，不断总结创新，就会获得较好的焊缝质量。

【参考文献】

[1]王长忠，主编.焊工工艺与技能训练[M].中国劳动社会保障出版社，2001.

[2]杨兵兵，主编.焊接实训[M].高等教育出版社，2009.3.

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[4]技工学校机械类通用教材编审委员会编，焊工工艺[M].学机械工业出版社，2005.7.