子任务二 平角焊
目标要求
1.掌握平角焊的运条方法。
2.正确运用焊条角度。
3.掌握多层焊和多层多道焊的操作技术。
4.掌握可提高生产效率的船形焊操作技术。
一、任务
任务如图1.10所示。

图1.10
注:焊缝符号表示焊脚尺寸为K的双面角焊缝。
二、任务准备
1.T形接头平角焊的焊前准备
(1)焊件:Q235钢板,其中一块为300mm×110mm×10mm;另两块为一组,为300mm×50mm×10mm,组焊成十字形接头(双T形接头)。为了进行多层多道焊训练,要求焊脚尺寸为12mm。
(2)焊条:E4303型,直径分别为3.2mm、4.0mm和5.0mm。
(3)装配及定位焊。首先将焊件装配成90°十字形接头,不留间隙,采用正式焊缝所用的焊条进行定位焊,定位焊的位置应该在焊件两端的前后对称处,定位焊缝的长度均为10~15mm。装配完毕后应矫正焊件,保证立板与平板间的垂直度,并且清理干净接口周围30mm内的锈、油等污物。
2.船形焊的焊前准备
(1)焊件:与十字形接头平角焊相同。
(2)焊条:E4303型,直径分别为4.0mm和5.0mm。
(3)装配及定位焊:与十字形接头平角焊相同。
要考虑焊件焊后产生角变形的可能性,采取适当的预留变形量,即反变形法,见图1.11(a);或者在焊件两端施焊的另一侧用型钢临时固定焊牢,见图1.11(b),待焊件焊完后再取下来,以减少焊后变形。

图1.11
(a)反变形法;(b)刚性固定法
三、任务相关知识
平角焊包括角接接头、T形接头和搭接接头处于水平位置的焊接。因为角接接头和搭接接头与T形接头的平焊操作方法相类似,以下仅介绍T形接头的操作方法。
1.T形接头平角焊
(1)角焊缝焊接结构中,广泛采用角接接头、T形接头和搭接接头等接头形式,如图1.12所示,这些接头常用角焊缝连接。角焊缝各部位的名称见图1.13。

图1.12
(a)T形接头;(b)搭接接头;(c)角接接头

图1.13
焊缝的焊脚尺寸应符合技术要求,以保证焊接接头的强度。一般焊脚尺寸随焊件厚度的增大而增加,见表1.2。
表1.2 不同厚度焊件的最小焊脚尺寸 mm

(2)焊脚尺寸决定焊接层数和焊道数量。角焊的焊接方式有单层焊、多层焊和多层多道焊,采用哪种焊接方式取决于所要求的焊脚尺寸的数值。通常焊脚尺寸在8mm以下时,采用单层焊;焊脚尺寸为8~10mm时,采用多层焊;焊脚尺寸大于10mm时,采用多层多道焊。
1)单层焊。可选择直径4mm的焊条。操作时,可采用直线运条法,短弧焊接,焊接速度要均匀。焊条与平板的夹角为45°,与焊接方向的夹角为70°~80°。运条过程中,要始终注视熔池的熔化情况,一方面要保持熔池在接口处不偏上或偏下,以便使立板与平板的焊道充分熔合,另一方面保证熔渣对熔池的保护作用,既不超前,也不拖后。(熔渣超前,容易造成夹渣;熔渣拖后,焊缝表面波纹粗糙)运条时通过焊接速度的调节和焊条的适当摆动,保证焊件所要求的焊脚尺寸。
2)多层焊。焊接第一层时,一般选用直径小一些的焊条,焊接电流应稍大些,以达到一定的熔透深度。运条时可以采用直线运条法,收尾时要填满弧坑。焊接第二层前必须认真清理第一层焊道的熔渣,焊接时可采用直径4mm的焊条,以便加大焊道的熔宽,焊接电流比使用小直径焊条所用的电流大一些。运条时采用斜圆圈形或斜锯齿形运条法,运条必须有规律,注意焊道两侧的停顿节奏,否则容易产生咬边、夹渣、边缘熔合不良等缺陷。斜圆圈形运条法如图1.14所示,由a处至b处要慢,焊条作微微的往复前移动作,以防熔渣超前;由b处至c处稍快,以防熔化金属下淌;在c处稍作停顿,以添加适量的熔滴,避免咬边;由c处至d处稍慢,保持各熔池之间形成1/2~2/3的重叠,以利于焊道的成形;由d处至e处稍快,到e处稍作停顿,如此反复运条。焊道收尾时填满弧坑。

图1.14
3)多层多道焊。当焊脚尺寸大于10mm时,采用二层三道焊;当焊脚尺寸大于12mm时,可以采用三层六道、四层十道焊,见图1.15。
平角焊时,还可在焊件的立板开单边V形坡口和带钝边的单边V形坡口,见图1.16(a);在焊件的立板开双边V形坡口和带钝边双单边V形坡口,见图1.16(b)。

图1.15
(a)三层六道焊;(b)四层十道焊

图1.16
(a)带钝边单边V形坡口;(b)带钝边双单边V形坡口
(3)不等板厚的角焊。由不相等厚度板组装的角焊缝在角焊时,要相应地调节焊条角度,电弧要偏向于厚板一侧,使厚板所受热量增加。通过焊条角度的调节,使厚、薄两板受热趋于均匀,以保证接头良好地熔合,见图1.17。

图1.17
(a)两板厚度相同;(b)、(c)两板厚度不等;(d)焊条与前进方向的夹角
2.T形接头船形焊
将T形接头的焊件翻转45°,使焊条处于垂直位置的焊接,称为T形接头船形焊。
T形接头船形焊时,熔池处于水平位置,能避免咬边、焊脚下偏等焊接缺陷。同时操作便利,有利于使用大直径焊条和大电流,而且能一次焊成较大截面的焊缝,提高焊接生产率,获得平整美观的焊缝。
四、任务实施
1.T形接头平角焊操作步骤
(1)将焊件装配成十字形接头,定位焊牢。
(2)将焊件水平放置,采用直线形运条焊接图1.10中序号1接口,进行单层焊。
(3)焊接图1.10中序号2接口,采用直线形和斜圆圈形运条法进行二层三道焊。
(4)翻转焊件,对图1.10中序号3的接口,进行三层多道焊,对图1.10中序号4接口进行船形焊。
2.T形接头船形焊操作步骤
(1)将焊件置于图1.18所示的位置,焊接第一层焊道,采用直径4.0mm的焊条,焊接电流比平角焊时要大些,焊条在两板之间保持垂直状态,与前进方向成80°~85°的角度,运条时采用直线形运条,焊接速度要均匀,并控制焊道宽度,收尾时要填满弧坑。

图1.18
(2)当焊完第一条焊道后,为控制焊件的角变形,翻转焊件应用同样的操作方法焊接另一侧焊道。
(3)其他各层焊道的焊接也要两侧交替进行,均应选择直径5mm的焊条,并适当调大焊接电流。焊接过程中采用锯齿形运条法或正圆圈形运条法,焊条作适当的摆动,电弧应更多地在焊道两侧停留,使钢板有足够的热量,以保证焊缝良好地熔合。要短弧焊接,保持熔渣对熔池的覆盖,有利于焊缝的成形。通过多层焊接,直至达到焊件所要求12mm的焊脚尺寸。
五、任务分配
焊件:Q235钢板分为两组,其中一块为300mm×110mm×10mm;另一组为两块300mm×50mm×10mm钢板,组焊成双T形接头(十字形接头)船形焊。按图1.10要求练习。
使用焊条:E4303型,直径为3.2~5mm。
单件工时:120min。
六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)
(1)不等厚度板的角焊缝,焊接时要相应调节焊条角度,电弧要偏向于厚板一侧,以保证接头良好地熔合。
(2)平角焊运条时要通过焊接速度的调节和焊条的适当摆动,保证焊件所要求的焊脚尺寸。
八、复习思考题
(1)平角焊包括哪几种焊接接头形式?
(2)角焊缝的各部位名称是什么?
(3)不同厚度焊件平角焊时,焊条角度应如何变化?
(4)平角焊常采用哪几种运条方法,操作时应如何选择?
(5)平角焊和船形焊的操作有什么不同之处?