焊条电弧焊单面焊双面成型焊接技术研究

韩荣生

陕西航天机电环境工程设计院有限责任公司 陕西 西安 710100

摘要：单面焊双面成型焊接技术是焊接行业的常用技术，是焊条电弧焊操作中一项非常困难的手工技术。该技术通常用于将焊缝根部的间隙通过平焊、立焊、仰焊焊接到覆盖焊缝上。这是一种具有高难度系数的操作技术，其主要原因表现在两个方面:如果使用该技术装配和定位焊接，则特定操作人员通常需要根据不同的操作方法焊接不同的位置，对于坡口的形式，焊缝质量必须达到标准，坡口外观必须整齐，且焊缝质量和外观要求必须更高。

关键词：焊条电弧焊；单面焊双面成型；工艺；技术；

随着中国工业技术水平的不断提高，自动化、数字化、智能化焊接技术逐渐兴起，为中国制造业的发展带来了质的飞跃。但是，覆盖电弧焊单面焊和双面成型技术具有独特的技术特点，可从单面焊形成两侧，在我国工业结构建设中占有重要地位，是金属制品加工中航天、船舶、石化行业中必不可少的技术之一。

一、单面焊双面成型焊接手法与操作注意事项

1.弧焊方法及其原理。单边弧焊双边成型焊接技术之一。具体操作方法是通过控制电弧燃烧时间和灭弧时间，故意控制所复盖电极在运动和运输中的运动，从而完成单边操作和双边成型任务，从而调整熔池中液态金属的形状、温度和厚度。之所以能够形成背面，主要取决于弧的强大穿透能力以及熔池表面张力与电磁收缩力之间的相互作用。当使用此方法进行焊接时，焊接熔池前面将出现一个熔池孔，并且该熔池孔比焊缝间隙本身大得多，因此电极在燃烧时隔绝了空气，规避了空气在凹槽内两侧流动，并且在凹槽的两侧形成焊缝，从而确保成型。

2.弧焊方法及需特别注意的问题。连弧熔焊通常用于覆盖碱性电极的熔接施工中，这意味着弧在熔接过程中会连续燃烧，且不会给出弧的终止时间，并且选取焊缝间隙较小的一侧进行连续熔接，以便请注意，使用此方法时，必须选取较小的熔接电流，并使用短弧进行熔接作业。使用连续弧焊方法时，一个要注意弧的最小压缩，另一个要注意带运动的正常化，第三个要注意时间控制。该焊接技术是铸造孔的同时向前焊接的操作技术。在操作过程中，有必要确保电极中心与熔断池的前端和基本金属连接之间的严格基准，以确保新出现的熔断池能够与先前的熔断池重叠。连弧焊重要优点是，可以为熔液顺利过渡到熔池创造有利条件，并为焊道创建缓慢的加热和冷却环境，这不仅使焊道温度分布和受热影响的区域更加均匀，而且使焊道的受力变得更加均匀。

二、单面焊双面成型的工艺准备

1.坡口角度适当，有一定的钝边。应准备焊接工艺所需的设备和准备工作。焊接采用V型坡口，坡口角度控制在60-70℃。工件表面的氧化皮应采用机械加工或手工打磨，直至出现金属光泽。为了避免操作过程中出现焊接缺陷，坡口根部的钝边可以承受电弧电压，并且在电弧产生后不会立即穿透根部。钝边便于控制熔池的尺寸和形状。特别是在顶部焊接位置，应选择稍高的焊接电流，以确保焊缝背面的形成，否则不会形成，难以克服气孔、夹渣等工艺缺陷。坡口应留有1~2mm钝边，即沿焊缝厚度方向有坡口的端面。母材厚度约3mm时，坡口钝边约为0.5mm，采用小电流焊接。钝边太薄容易烧漏，避免焊缝背面出现焊接缺陷。当母材厚度约12mm时，坡口应有1~2mm钝边。焊接电流小，钝边太厚，无法避免坡口钝边熔化困难造成的熔透缺陷。

2.焊接材料的选择。选择焊条品牌时，应根据母材选择相匹配的原则。焊条直径应根据待焊接结构的具体厚度选择。一般来说，直径很小。与标准电极2.5或3.2一样，操作简单。使用前检查每个电极的质量。如果电极表面颜色发生变化，表面有锈蚀或裂纹，则不得使用。电极干燥时根据电极的性质确定相应的温度，严格控制电极的干燥温度和恒温时间。应避免受潮，焊条应放置在预先准备好的绝缘桶中。

3.焊缝根部的间隙应适当。加工零件时，应满足坡口角度要求，以确保焊缝根部的钝边通过电弧损伤完全熔化。零件组装定位前，焊缝根部应留有一定间隙。考虑到焊缝的热膨胀和收缩特性，以300~400mm的焊缝长度为例。实践证明，所用焊条直径可作为第一道焊缝根部的间隙尺寸。焊件根部间隙尺寸应比电极直径大约1~2mm，间隙尺寸偏差应为1~2mm，根据现场实际情况，有利于根部坡口钝边的充分穿透。

三、单面焊双面成型的操作技术

1.当采用直流逆变弧焊和直流电源进行焊接时，通常有两种焊接方法：短弧焊和连续弧焊。为了更好地控制熔池的形状和尺寸，掌握焊缝背面的成形质量，要求焊工动作平稳，每次电弧焊的点位准确；直流电弧焊要求电流调节能力强，间隙控制能力强，电流小，熔深低，容易产生不完全焊接缺陷。碱性焊条与直流正极根部焊接时，母材温度高，熔深深，坡口钝边易成型，焊缝背面的形成便于初学者掌握。采用仰焊位置时，焊接位置的操作难度和熔池中铁水重力的影响。焊缝背面容易凹陷1mm以上，由于温度的影响，焊缝容易在熔池中部形成缩孔，当熔液的第二滴未完全覆盖时形成表面气孔。所以通常不推荐使用。

2.实现准确引弧和果断停弧，引弧距离坡口10-15mm，直至电弧穿透焊缝根部3mm并贯穿根部钝边。当电极端部达到熔化状态时，液态金属迅速填满根部空间，形成熔池。当钝边底部焊缝背面发出“砰”的声音时，熔孔略大于间隙。熔孔的存在表明根部已完全焊接。此时，可果断启动焊条以熄灭电弧。使第一滴形成，焊钳和电缆线的重量，始终保持身体重心稳定。第二次熔滴焊接时，准确敲击最热的焊点。保持手臂静止，完成手腕的搅拌动作。同样，继续使用焊条熔化，并焊接破裂的熔化孔，直到焊接完成一根焊条。

3.焊接中间接头是关键。由于一根焊条的长度有限，根部焊缝由几个焊条焊接，因此必须在中间更换焊条，导致焊缝中间接头。为避免中间接头焊缝脱节、夹渣、未焊透等缺陷，应迅速更换焊条，接头应准确，即前一焊缝末端处仍处于红热状态，应尽快清理待焊接接头处的药皮，以点燃电弧。在距接头10-15mm处立即引弧，熔滴在焊缝根部熔化，前几滴铁水停留时间比正常焊接时间长2秒，有利于前后熔滴熔合，形成一致的背面，并能有效避免焊接缺陷。焊缝中间接头的质量将直接影响焊缝的整体质量。

4.记住焊缝的三个基带移动。首先，电极被送到熔池中。由于电极端的燃烧，电极变得更短。为保证电弧燃烧稳定，焊接时应将焊条以适当的速度送入熔池，保证弧长恒定，进给速度等于焊芯熔化速度；焊条纵向移动。为了获得一定的焊缝长度，焊接方向沿焊缝轴线纵向移动；最后，电极横向摆动。为了使焊缝成型美观电极应以锯齿状在两端稍稍停留，在中间迅速横向摆动。三种焊接动作有机结合，确保焊接前后的成型质量。

5.为了克服熔滴重力对焊缝成形的不利影响，首先选择合适的焊接电流。由于熔滴重力的影响，选择合适的焊接电流尤为关键。平焊位置根部短弧进行焊接，后一次下降占前一次下降的一半，焊接电流比垂直位置略低10%-15%。水平向上或立焊打底焊时，铁水和熔渣在熔池中心的重力作用下始终垂直向下。因此，焊工必须调整电极角度。将焊条的弧端对准焊接位置，与工件形成70-80℃的角度，以减少焊接电弧。  

结束语：

总之，焊条电弧焊单边焊双面成型是一种复杂的焊接工艺，对焊工的基本技能要求极高。操作难度大，主要原因是难以掌握焊缝背面的成形。焊接或多或少会有气孔、夹渣、未焊透等缺陷，但只要掌握操作要点，经常练习，总结，注意理论知识与实践的结合，应用灵活。我们可以不断提高焊接技术水平，更好地服务于现代工业的发展。

参考文献：

[1]赵世明.焊条电弧焊单面焊双面成型技术培训的探讨.2019.

[2]马海金.关于焊条电弧焊单面焊双面成型焊接技术研究.2020.