喬立志

摘 要：仰焊是焊條位于焊件下方，焊工仰視焊件所進(jìn)行的焊接。在裝備制造焊接過程中，由于受空間的限制，大量的焊縫需要在仰焊位置進(jìn)行焊接。在焊工技能鑒定考核和各類焊工技能競(jìng)賽中，板對(duì)接仰焊操作是必不可少的項(xiàng)目。能否熟練掌握板對(duì)接仰焊操作技能，是衡量焊接技術(shù)專業(yè)人員技能水平的重要指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：焊接 焊條電弧焊 實(shí)訓(xùn) 仰焊 操作要點(diǎn)

在焊接加工專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，仰焊位是各種焊接位置中操作難度最大的焊接位置。因?yàn)槿鄢氐箲以诤讣旅?，受重力作用而下墜，同時(shí)熔滴自身的重力不利于熔滴過渡，并且熔池溫度越高，表面張力越小，所以在仰焊時(shí)焊縫背面易產(chǎn)生凹陷，正面易出現(xiàn)焊瘤，焊縫成形較為困難。目前在實(shí)際生產(chǎn)和各種技焊接技能大賽實(shí)際操作過程中，為達(dá)到更好的焊接質(zhì)量和效果，各類常規(guī)焊工培訓(xùn)教材里介紹的操作方法并不一致。筆者結(jié)合實(shí)訓(xùn)教學(xué)及競(jìng)賽操作中的經(jīng)驗(yàn)，以焊條電弧焊V形坡口仰對(duì)接焊為例，談?wù)勅绾我?guī)范操作，保證仰焊位置的焊縫質(zhì)量。

一、焊前準(zhǔn)備

（一）試件準(zhǔn)備

準(zhǔn)備長(zhǎng)300mm、寬125mm、厚12mm，材質(zhì)為低碳鋼或低合金鋼標(biāo)準(zhǔn)試件兩塊。加工出單邊30°V形坡口。將坡口面及坡口兩側(cè)各20mm內(nèi)用角向磨光機(jī)清理至露出金屬光澤，并去除毛刺，以免在焊接過程中，油污、鐵銹、水分等進(jìn)入焊縫，影響焊縫質(zhì)量。坡口根部打磨出0.5～1mm的鈍邊，如果鈍邊太薄，易造成燒穿;鈍邊太厚，則易造成未焊透。

（二）焊條準(zhǔn)備

選用E5015直徑3.2mm焊條若干（有的參考資料里采用直徑3.2mm焊條進(jìn)行打底焊，采用直徑4.0mm焊條進(jìn)行填充和蓋面焊，這里不建議采用，因?yàn)榇笾睆降暮笚l導(dǎo)致熔池體積過大，易造成焊瘤和咬邊，還會(huì)造成焊縫表面成形紋路粗糙），焊條在使用前放入紅外線焊條烘干爐里，經(jīng)350°C烘干1.5小時(shí)，以充分去除焊條藥皮中的水分，保溫待用。

（三）焊機(jī)和輔助工具準(zhǔn)備

在仰焊操作時(shí)的重點(diǎn)在于對(duì)熔滴過渡和熔池形狀的把握，對(duì)焊機(jī)的特性有著較高的要求。建議選擇數(shù)字化IGBT逆變直流焊機(jī)，焊機(jī)的焊接電流、電弧電壓、引弧電流、收弧電流、電弧推力連續(xù)可調(diào)，控制精準(zhǔn)。輔助工具包括角向磨光機(jī)、扁鏟、鋼絲刷、鏨子等，便于清理焊渣，處理接頭。

（四）試件裝配及定位焊

試件組對(duì)是保證焊縫質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，為保證良好的背面成形，始焊端間隙約3.2mm，終焊端間隙約4.0mm，不允許有錯(cuò)邊，可用夾具輔助固定，在試件正面兩端坡口內(nèi)進(jìn)行定位焊，定位焊縫長(zhǎng)度約10～15mm。定位焊結(jié)束后，預(yù)留反變形4°左右。將組對(duì)好的試件固定于焊接工作支架上。工件距地面間距視操作者身高作適當(dāng)調(diào)整，以蹲姿操作時(shí)舒適、活動(dòng)自如、視線良好為宜。

二、試件焊接

（一）操作姿勢(shì)

為了在操作過程中保證身體的平穩(wěn)性，多采用蹲姿或跪姿，身體正對(duì)焊縫軸線，頭部偏向一側(cè)。一般技能競(jìng)賽時(shí)規(guī)則是身體不能依靠其他物體，為使操作者身體穩(wěn)定，一般使用頭盔式焊接面罩，雙手抱握焊鉗進(jìn)行焊接操作。

（二）焊條角度

無論打底層焊接、填充層焊接，還是蓋面層焊接，焊條均與焊縫左右保持垂直，以免出現(xiàn)焊縫一邊高而另一邊低的現(xiàn)象。焊條沿焊縫方向后傾約70°～80°，仰焊不同于其他位置的焊接，焊條角度保持非常重要，如果焊條前傾或垂直，易造成熔池溫度過高或電弧托不起熔池，使背面焊縫內(nèi)凹或塌陷。

（三）電源極性

為了保證電弧有足夠的推力，在打底層焊接時(shí)，應(yīng)采用直流正接，也就是焊鉗接于焊機(jī)負(fù)極，工件接于焊機(jī)負(fù)極。這一點(diǎn)和一般認(rèn)為E5015焊條必須直流反接有很大區(qū)別。經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，同樣的條件下，采用直流正接進(jìn)行打底層焊接比直流反接背面的成形更易保證，但是缺點(diǎn)是采用直流正接時(shí)飛濺稍大。

（四）焊接電流及推力

焊接電流過大，易造成燒穿、內(nèi)凹或塌陷，并在正面形成焊瘤。焊接電流過小，易造成未熔合和未焊透。打底焊時(shí)，焊接電流一般選擇80～100A，填充層和蓋面層焊接時(shí)100～110A。因?yàn)楹笝C(jī)品牌、型號(hào)不一樣，焊機(jī)面板上顯示的電流值并不一定準(zhǔn)確。另外，由于操作者操作手法的細(xì)微差別就可能導(dǎo)致每位操作者需要的焊接電流也不完全一致，需要通過試焊來確定合適的焊接電流值。

（五）運(yùn)條方法

打底焊時(shí)，可以采用滅弧法操作，一字形運(yùn)條，分別在坡口左右兩側(cè)交替起弧和收弧。要求每一次引弧、焊接、熄弧都要盡可能“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”?！胺€(wěn)”是指雙手抱握焊鉗要穩(wěn)，不能出現(xiàn)左右亂晃的現(xiàn)象;“準(zhǔn)”是指起弧位置、收弧位置要準(zhǔn)，做到“指哪打哪”;“快”是指動(dòng)作要果斷、迅速，手眼協(xié)調(diào)一致，操作不拖泥帶水。每一次起弧形成新熔池要和前一個(gè)熔池重疊三分之二，搭接量過小，導(dǎo)致背面出現(xiàn)縮孔;搭接量過大，導(dǎo)致焊縫厚度增加，正面焊縫過高與坡口兩側(cè)形成死角。焊條在電弧引燃后向坡口根部迅速送進(jìn)，盡可能使電弧長(zhǎng)度縮短，待形成新熔池且坡口根部?jī)蓚?cè)出現(xiàn)熔孔時(shí)，迅速滅弧。待熔池凝固，由亮白色變成暗紅色時(shí)，再進(jìn)行下一次引弧焊接，滅弧法打底焊的頻率為45～55次/分鐘。

在填充層焊接的最后一層，要注意焊縫應(yīng)比試件表面低1.5～2mm，同時(shí)兩側(cè)坡口棱角不要熔化，以便蓋面層焊接時(shí)作參照。在蓋面層焊接時(shí)，焊縫高度應(yīng)凸起1～2mm為宜，兩側(cè)坡口各熔化0.5～1mm，保持整條焊縫高度平齊，寬度一致。

（六）接頭和收尾處理

打底焊時(shí)，當(dāng)一根焊條即將用完，應(yīng)將最后一個(gè)熔池的熔孔稍微做得大些，然后迅速熄弧。使用角磨機(jī)或鏨子將接頭處進(jìn)行削薄，處理成斜坡狀。然后迅速更換焊條進(jìn)行后續(xù)的焊接操作。當(dāng)焊至距試件端部定位焊縫約2～3mm時(shí)，應(yīng)采用連弧法焊接。

填充和蓋面焊時(shí)，更換焊條后新的熔池要與原收尾形成的弧坑完全重合，避免出現(xiàn)接頭過高和脫節(jié)。當(dāng)焊至試件端部時(shí)，為避免弧坑和焊縫燒穿，可采用反復(fù)斷弧法收尾，直至焊縫平齊。

（七）層間清理

為避免出現(xiàn)內(nèi)部夾渣缺陷，每一層焊接完畢都要認(rèn)真清理熔渣。并將焊縫凸起的地方，用電動(dòng)工具或鏨子進(jìn)行清除，特別是打底層和填充層時(shí)，坡口與焊縫間易形成死角，要認(rèn)真將死角里面的焊渣清理干凈，否則易形成內(nèi)部夾渣缺陷。清理時(shí)要佩戴好防護(hù)面罩或眼鏡，以免灼熱的熔渣傷到皮膚或?yàn)R入眼睛。

三、焊后清理及檢驗(yàn)

試件焊接完畢，將試件從焊接支架上取下，待溫度稍降低后，敲去熔渣，使用扁鏟將焊縫及周圍的飛濺物清理干凈。然后用鋼絲刷將焊縫及熱影響區(qū)刷至光亮。在清理過程中應(yīng)注意不要使用尖銳工具敲打焊縫，以免破壞焊縫原始表面。

焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)分為外觀檢驗(yàn)和內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)兩部分。在進(jìn)行外觀檢驗(yàn)前，應(yīng)先對(duì)照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)檢查試件的正反面焊縫有無裂紋、未焊透、焊瘤、夾渣等否定項(xiàng)，有則此試件得零分，并且需要分析原因，在后續(xù)的焊接進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于沒有否定項(xiàng)的試件，按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀評(píng)分。內(nèi)部質(zhì)量評(píng)分目前主要采用X射線檢測(cè)的方法進(jìn)行，依據(jù)焊縫內(nèi)部缺陷大小、性質(zhì)、數(shù)量進(jìn)行評(píng)分。

以上是筆者對(duì)仰焊操作過程中的操作要點(diǎn)的一些總結(jié)分析，可能與各位焊接方面的同行專家有認(rèn)識(shí)不一樣的地方，敬請(qǐng)批評(píng)指正。當(dāng)然，要想熟練掌握仰焊的操作技能，獲得高質(zhì)量的焊縫，在掌握正確的方法的同時(shí)，還要經(jīng)過反復(fù)大量的練習(xí)，在練習(xí)過程中不斷進(jìn)行總結(jié)和提高。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：平頂山技師學(xué)院）