板材对接单面焊双面成形焊接中成形缺陷研究

摘 要：单面焊双面成形焊技术是指在焊件坡口的正面进行施焊，而焊接后坡口的正面和反面都形成焊缝，均匀美观、成形良好且表面和内在质量均符合要求的焊接工艺。相对于双面焊，单面焊双面成形工艺改善了焊接条件，极大地提高了焊接的效率。本文主要对板材对接单面焊双面成形焊接工艺中成形缺陷的现象、原因进行分析，并提出保障焊接质量与成形的对策。

关键词：单面焊双面成形；焊接；成形缺陷

一、常见成形缺陷与原因

1.常见焊接成形缺陷

（1）尺寸上的缺陷。尺寸不足是较为常见的单面焊双面成形焊接缺陷。例如，板材对接焊盖面时，掌握不好焊接电流与速度，导致焊缝高低不平，波纹不整齐；或者摇摆运焊枪不均匀，导致咬边、焊缝宽度不一等问题。这些尺寸上的缺陷，不仅影响了成形美观度，更为重要的是导致焊缝与板材的结合强度降低。

（2）结构上的缺陷。结构上的缺陷属于易于发现的缺陷，主要体现在焊缝及内部存在气孔、夹渣或者熔合不良、未焊透、存在裂纹等，这些也是单面焊双面成形焊接最易产生的缺陷。类似的缺陷降低了焊接接头的力学性能，易造成应力集中而导致结构破坏，从而使得焊接结构无法承受正常工作载荷等。

（3）性能上的缺陷。性能上的缺陷基本是由结构或者尺寸上的缺陷导致的。例如，熔合不良、裂纹、气孔等现象，会导致焊接结构的力学性能下降。结构的抗拉强度、屈伸性能、硬度、弯曲强度以及塑性、冲击吸收功能等无法达到力学的要求。化学性能则是指的是化学成分和结构件抗腐蚀性等无法达标。这些缺陷使焊缝结构无法达到设计要求。

2.成形缺陷产生的原因

（1）焊前准备不足。现在进行单面焊双面成形焊接时，大多会在背面贴上陶瓷衬垫，这提高了成形的质量与美观度。但是在焊接前，如焊件表面存在油污、铁锈等杂质未清理干净，或者焊条未经过烘干处理而直接进行焊接工作，那么焊接质量和成形自然无法得到保障。

（2）焊接工艺参数不合理。焊接工艺参数包括焊接电流、焊接电弧电压、焊接层数等。在焊接电流参数方面，焊接电流较大，能够提高送丝速度和熔透深度，提高生产效率。但是电流过大时，容易出现咬边、焊穿和金属飞溅等情况；而电流过小，则会出现电弧不稳、熔透深度不足导致的熔合不良、夹渣等问题。在电弧电压参数方面，如果电弧过长，其他气体容易侵入熔滴，使焊缝产生气孔；电弧过短的话，则会增加熔池表面的压力，不利于熔渣的上浮，从而产生气孔、夹渣问题。在焊接层数方面，焊接层数的选择也需要谨遵工艺要求，如果厚度过大，会产生夹渣和未熔合等缺陷；但是厚度过小的话，则会产生咬边、焊缝两侧熔合不佳的情况。

二、板材对接单面焊双面成形焊接中对成形缺陷的预防

1.做好焊前准备工作

做好焊前准备工作是提高焊接质量的关键，可以从以下几个方面入手。首先，在进行板材对接时，板材之间要固定并且水平，V形坡口内的铁锈、油污等用打磨机清理干净，露出金属光泽，提高焊接时的熔合质量。其次，焊条要充分烘干和加热，并放入保温桶中备用。最后焊接反面的贴陶瓷垫时，要保障陶瓷垫与焊件紧密结合，防止焊接过程中脱落等因素影响反面成形。

2.选择合理的焊接参数

前文论述了焊接参数在保障焊接质量上的重要性。因此在开始焊接前，十分有必要根据情况科学选择焊接参数。例如，焊接电流应根据板件的厚度、焊接层数、焊接的位置等进行确定，保证所选择的电流能够保障焊接质量，不易产生夹渣、气孔或者未焊透等情况。

3.焊接操作的注意事项

单面焊双面成形焊接工艺与普通工艺存在最大的不同，需要经过几次焊接才能成形。既要保证正面的焊接质量，又要保障反面的焊接质量。而且有时候反面是看不到的，只能通过X光等进行观察，这就需要焊接人员在焊接过程中十分注意。在打底焊时，由于工件温度低、熔池结晶速度快，要格外注意焊接电流、速度等。在填充焊时，必须将打底焊残存的熔渣、飞溅等清除干净，选择较大的电流进行焊接，摆动幅度逐层加大。而且为保障熔合度，需要在坡口两侧停留。进行盖面焊接时，焊接电流相对填充焊时减小，熔池形状保持均匀。

参考文献：

[1]李茂盛，吕少军，卢晓金，等.单面焊双面成形焊接技术――焊接缺陷原因及预防[J].现代焊接，2014（10）：63-66.

[2]朱学忠.板对接单面焊双面成形操作技术的探讨[J].焊接技术， 2008，37（2）：66-69.