关于单面焊双面成形焊接技术的探究

在生产中，焊接技术是最为重要的金属加工技术。焊接技术发展较快，自动化程度越来越高，但由于焊接产品的特殊性，使焊条电弧焊仍然占据着不可替代的地位。由于焊接过程中设备、材料、工艺及操作等原因，焊缝达不到质量要求，从而对结构的工作质量和使用寿命产生严重的影响。

一、焊缝成形质量的危害

1.增加消耗、降低结构的质量和使用寿命

焊接生产中，优质的焊接质量可以满足设计要求，保证结构的正常使用寿命。然而，一但出现严重的焊接缺陷，就会增加板材、焊材、电力及人力的消耗等。同时，这些焊接缺陷在使用过程中还会引起严重的应力集中，降低结构的使用寿命。

2.威胁结构安全，引发安全事故

单面焊双面成形焊接技术，主要应用于锅炉及压力容器等重要构件的焊接生产中。焊缝中存在严重缺陷，工件的焊补非常困难。在生产过程中，产品会受到各种载荷作用，使焊缝在缺陷处产生应力集中。同时，由于焊缝的有效截面积减小，削弱了焊接接头的强度。后果是使产品的使用寿命下降。

二、影响焊接质量的原因

1.焊接电源

焊接电源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，如焊机的引弧性能差、电弧燃烧不稳定等，则无法保证工艺参数稳定，导致焊接过程不能正常进行。

2.焊接工艺因素

焊接电流大小选择恰当与否，直接影响到焊接的最终质量。焊接电流过大，虽然可以提高生产率，使熔透深度增加，便易出现咬肉、焊瘤等缺陷，也会增加生产气孔倾向。若焊接电流过小，则熔透深度减小，容易出现未焊透、熔合不良、夹渣及脱节等缺陷。

3.焊接速度

焊接速度是表征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。焊速过度使熔池温度不够，易产生未焊透、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。

4.电弧电压

焊接过程中，合理的控制电弧长度是保证焊缝质量稳定的重要因素。电弧过长，对熔化金属保护差，空气中的氧、氮等有害气体容易侵入，使焊缝易产生气孔，焊接金属的机械性能降低；若弧长过短就会引起粘条现象，同时因电弧对溶池的表面压力过大，不利于溶池的搅拌。

5.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的影响。每层厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响，且焊接过程中熔渣易倒流，产生夹渣和未熔合等缺陷。但是，每层厚度也不易过小，以免造成焊缝两侧熔合不良。

6.焊条类型及焊条直径

焊条类型选择恰当与否，是影响焊缝质量的重要因素。焊条直径的大小，除了对生产率有一定的影响外，对焊接质量也有一定的影响。焊条直径过大，在进行打底层焊接和立焊焊接时，熔池难以控制，易产生焊瘤等缺陷。

7.操作因素

在焊接生产过程中，焊工单面焊双面成形操作技术水平低，就意味着打底层的方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，这是造成焊缝质量差的重要原因之一。

8.其他因素

焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格，焊条未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用，会促使焊缝产生大量的气孔，从而使焊缝质量达不到要求。

三、防止焊接缺陷的措施

1.焊前准备

焊前应对焊机进行试焊，确认焊机的引弧性能和稳定性能好，工艺参数的调节方便、灵活、方可使用。工件应开V形的坡口，钝边的尺寸一般选为0.5～1.0mm之间，坡口边缘20mm以内处用磨光机打磨，并将表面的铁锈、油污等清除干净，露出金属光泽。锅炉压力容器及重要结构的焊接一律采用碱性焊条。打底层焊接应选择直径3.2mm的焊条，中间层和盖面层可选用4.0mm的焊条，并对焊条进行400℃焊干，保温2～4小时。使用时，需要将焊条放在保温筒内随用随取。焊条在炉外停留时间不得超过4小时，且反复烘干次数不能多于三次。

2.焊接操作

焊接电流应根据板件厚度、焊接位置、焊条直径和焊接经验进行选择，保证所选择的电流不易造成焊缝咬边、烧穿、夹渣、未焊透等缺陷。焊接过程中，应选择短弧焊，以避免咬肉、未焊透、气孔等缺陷的产生。焊速应合适，不宜过慢，以每层厚度不大于4mm为宜，以避免高温停留增长，影响焊缝的机械性能。

3.焊工技术水平

焊接生产中，焊工对单面焊双面成形操作技术掌握的水平往往决定了焊缝的质量。因此，加强焊工单面焊双面成形操作技能的训练，是保证焊缝质量的关键。

（作者单位：黑龙江省龙江供水有限公司）

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