子任务四　对接立焊

目标要求

1.正确运用对接立焊的挑弧焊法或断弧焊法进行打底层焊操作。

2.熟练掌握起头、接头、填充焊和盖面焊操作技术。

3.合理运用运条方法，并善于控制熔池的形状与温度，全面掌握V形坡口立对接单面焊双面成形技术。

一、任务

任务如图1.34所示。

图1.34

注：焊缝符号表示见图1.19。

二、任务准备

(1)焊件：Q235钢板，规格为300mm×100mm×12mm。一侧开30°坡口，两块组对一个焊件。

(2)焊条：E4303型或E5015型，直径为3.2mm和4.0mm。焊前E4303型焊条需经过150～200℃烘干1～2h，E5015型焊条需经过350～400℃烘干1～2h，放在保温筒内以备使用。

(3)定位焊。将焊件坡口正、反两侧20mm范围内清理干净，将所需钝边锉削好，并矫正立焊件。然后，将焊件背面朝上进行组队，检查有无错边现象，留出合适的根部间隙，始焊端预留间隙3.2mm，终焊端预留间隙4.0mm。在焊件两端10～15mm范围内进行定位焊，终焊端定位焊缝要牢固，以防焊接过程中焊缝收缩使间隙尺寸减小导致焊缝收缩开裂。定位焊后的焊件表面平整，错边量不大于1.2mm，检查无误后，将焊件通过磕打留出反变形量。

三、任务相关知识

对接立焊是对接接头焊件处于立焊位置时的操作，见图1.35。

图1.35

有时在薄板对接或间隙较大的薄板对接立焊时，采取由上向下施焊，这种焊法熔深浅，焊件不易烧穿，有利于焊缝成形。除此以外，生产实际中，还经常采取的是由下向上施焊。操作过程中，可以通过以下工艺措施来保证焊接质量。

1.采用小直径焊条和小的焊接电流

一般选用直径4mm以下的焊条，选用比对接平焊电流小10％左右的焊接电流，这样熔池体积小，冷却凝固快，可以减少和避免熔化金属下淌。

2.短弧焊接

保持弧长不大于焊条直径，短弧既可以控制熔滴过渡准确到位，又可避免因电弧电压过高而使熔池温度升高，以致难以控制熔化过程。

3.控制焊接角度

焊接时焊条应垂直于焊件表面，并与焊件成60°～80°的夹角，利用电弧的吹力对熔池的推力作用，使熔滴顺利过渡并托住熔池。

4.合理运用握焊钳的方法

握焊钳有正握法和反握法，如图1.36所示。在焊接部位操作较为方便的情况下，均用正握法；当焊接部位距地面较近，采用正握法焊条难以摆正时，则采用反握法。正握法在焊接时较为灵活，活动范围较大，尤其立焊位置利用手腕的动作，便于控制焊条摆动的节奏。因此，正握法是常用的握焊钳的方法。

图1.36

(a)、(b)正握法；(c)反握法

5.控制熔孔大小和形状

立焊时熔孔可以比平焊时稍大些，熔池形状呈水平的椭圆形较好，见图1.37。焊接过程中，电弧要尽可能短些，使焊条端头约1/2覆盖在熔池上，电弧的1/2在熔池的上部坡口间隙中燃烧，利用熔渣和焊条药皮产生的气体保护熔池，可避免产生气孔。每当焊完一根焊条收弧时，先在熔池上方做一个稍大些的熔孔，然后回焊10mm再断弧，并使其形成缓坡，为下面的接头做好准备。

图1.37

1—熔孔；2—焊道

图1.38

6.挑弧焊法

若焊件根部间隙不大，而且不要求背面焊缝成形的第一层焊道采用挑弧焊法。挑弧焊法的要领是将电弧引燃后，拉长弧预热始焊端的定位焊缝，适时压弧开始焊接。当熔滴过渡到熔池后，立即将电弧向焊接方向(向上)挑起，弧长不超过6mm，见图1.38，但电弧不熄灭，使熔池金属凝固，等熔池颜色由亮变暗时，将电弧立即拉回到熔池，当熔滴过渡到熔池后，再向上挑起电弧，如此不断重复直至焊完第一层焊道。

7.断弧焊法

当焊件根部间隙较大时采用断弧焊法。断弧焊法的要领是当熔滴过渡到熔池后，因熔池温度较高，而且根部间隙较大，熔池金属有下淌的趋向，此时立即将电弧熄灭，使熔池金属有瞬时凝固的机会，随后重新在熄弧处引弧，当形成的新熔池良好熔合后，再立即熄弧。如此燃弧—熄弧交替进行。熄弧停留的时间长短需根据熔池温度的高低作相应的调节，燃弧时间也根据熔池的熔合情况灵活掌握。焊接第一层焊道时，可根据焊件的根部间隙来选择上述的焊法，并通过有节奏的运条动作，控制好熔池温度和形状，上述情况始终保持一致就可获得均匀且平整的底层焊道。

8.合理使用运条方法

运条方法采用月牙形或锯齿形运条，见图1.39。月牙形运条法适用于间隙适中的焊件，采取对准根部间隙直接击穿，同时在坡口两侧作轻微的月牙形摆动；当焊件间隙较大时，从坡口一侧落弧采用锯齿形运条摆动到另一侧，始终控制熔池温度，可以保证焊件背面良好成形。

图1.39

(a)月牙形运条法；(b)锯齿形运条法

9.控制接头质量

打底焊道的接头好坏，对背面焊道的影响最大，接头不好可能出现凹坑或局部凸起太高，甚至产生焊瘤。接头应尽量采用热接法，更换焊条要迅速，在熔池尚处于红热状态时，立即在熔池上端10～15mm处引弧，稍拉长弧，并退至原焊接熔池处(约1mm2s)进行预热，然后逐渐压低电弧移到熔孔处，将焊条向焊道背面压送，并稍作停留。当听到击穿声形成新熔孔时，不宜急于熄弧，最好连弧锯齿形摆动几下之后，再恢复正常的断弧焊法。冷接法一般是在最初练习阶段或耽搁了热接时间时采用。冷接时要将熔池周围的熔渣和飞溅物清理干净，必要时将接头打磨成缓坡，然后在熔池的上方10～15mm处引燃电弧，迅速移至原熔池下部10mm处将电弧稍稍拉长，轻轻摆动2～3s，对熔池及其附近区域预热，接下来将电弧压下，作向上的预热焊接，焊至熔孔处随着温度的升高和熔孔熔化，将电弧推向焊道背面直接击穿形成新的熔孔，然后采用与热接法相同的操作方法进行焊接，如果操作得当，效果与热接法基本一样，只是预热焊所产生的局部高出部分，需要在进行填充焊时将其熔合。使熔池与焊件良好熔合后，转入正常的焊接。预热法是起头、接头时常用的操作手法，要通过反复训练逐渐掌握它。

四、任务实施

(1)确定焊接工艺参数，见表1.7。

表1.7　对接立焊工艺参数

(2)将焊件垂直固定在工作台上，焊条与焊件下侧成70°～80°角度，电弧引燃后迅速将电弧拉至定位焊缝上，长弧预热2～3s后，压向坡口根部，当听到击穿声后，即向坡口根部两侧作小幅度的摆动，形成第一个熔孔，坡口根部两边熔化0.5～1mm。

(3)打底焊时，当第一个熔孔形成后，立即熄弧，熄弧时间应视熔池液态金属凝固的状态而定，当液态金属的颜色由明亮变暗时，立即送入焊条施焊约0.8s，进而形成第二个熔池。依次重复操作，直至焊完打底焊道。

(4)填充焊时应仔细清理打底层焊道产生的熔渣和飞溅物。然后在距离焊缝始端10mm处引弧，将电弧拉回到始焊端采用连弧焊法，锯齿形横向摆动运条进行施焊。焊条摆动到坡口两侧要稍作停顿，以利于熔合及排渣，避免焊道两边出现死角。最后一层填充厚度，应比坡口棱边低1～1.5mm，且应呈凹形，便于盖面层焊接时借助棱边来控制焊缝宽度，以保证形成良好焊缝。

(5)盖面焊时应将前一层熔渣清理干净，其引弧与填充焊相同，采用锯齿形运条，焊条角度与焊件的下倾角为75°～80°。施焊时，焊接电弧要控制短些，焊条摆动的频率应比平焊时稍快，运条速度要均匀一致，向上运条时的间距力求相等，使每个新熔池覆盖前一个熔池的2/3～3/4。焊条摆动到坡口边缘a、b两处时，要稍作停留，见图1.40，始终控制电弧熔化棱边1mm左右，可有效地获得宽度一致的平直焊缝。

图1.40

换焊条时，在弧坑上方10mm左右的填充层焊道上引弧，将电弧拉至原弧坑处燃烧，当出现熔化状态时，逐渐将电弧压向弧坑，使新形成的熔池边缘与弧坑边缘吻合时，再转入正常的锯齿形运条，直至完成。

(6)清渣并检查焊缝质量。

焊道外形如图1.41示。

V形坡口对接立焊时，由于液态金属和熔渣受重力作用容易下淌，当操作方法不当、运条节奏不一致、熔池形状控制得不好时，就不能获得良好的焊缝，从而焊条角度和运条方法成为立位单面成形的关键。

图1.41

(a)合格的焊道(表面平整)；(b)应避免的焊道(凸起太高)

五、任务分配

焊件：Q235钢板，规格为300mm×100mm×12mm。一侧开30°坡口，两块组对一个焊件。

使用焊条：焊条E4303型，直径为3.2mm。

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)在焊接每层焊道过程中，焊条角度要基本保持一致，才能获得均匀的焊道波纹。但是操作者往往在更换焊条之后或焊至焊道上部时，因手臂伸长，焊条角度发生变化而影响焊道成形。

(2)打底层焊时，熔敷金属的熔入量应尽可能少，保持焊道薄些，以利于背面焊缝成形。

(3)打底击穿焊的电弧燃烧时间要适宜，熔孔大小、形状要一致，焊条角度要正确，保持短弧焊接。

(4)打底层焊或填充层焊时，除避免产生各种缺陷外，正面焊道的表面还应平整，避免出现凸形。

(5)焊缝背面不应有烧穿和焊瘤缺陷。

(6)挑弧焊的节奏要有规律，落弧时，要控制熔池体积尽量小，但要保证熔合良好；挑弧时，控制熔池温度要得当，电弧适时下落很重要。

(7)在立焊过程中，应始终控制熔池形状为椭圆形或扁圆形，保持熔池外形下部边缘平直，熔池宽度一致、厚度均匀，从而获得良好的焊缝成形。

八、复习思考题

(1)立焊时有哪些困难，怎样克服?

(2)对接立焊时握焊钳方法有哪些，各适应什么情况?

(3)对接立焊时的运条有什么特点?

(4)立焊时，如何进行预热起头、接头?

(5)立焊挑弧焊法和断弧焊法各采用什么样的操作方法，各适用于什么情况下的焊接?

(6)运条时焊条的摆动幅度、焊条上移的速度、焊条摆动的频率及熔池温度和形状对焊缝成形有何影响?

(7)对接立焊单面焊双面成形中的打底焊、填充焊和盖面焊的操作要领有哪些?