单面焊双面成形焊接质量差的原因及预防措施

摘 要：随着社会的发展，焊接技术在各行各业得到广泛应用。但是，单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊接材料、焊材工艺和操作技术水平等方面的限制。通过分析造成质量差的原因，提出了相应的预防措施，对单面焊双面成形的焊接作业具有指导作用。

关键词：单面焊双面成型、 焊接质量差、原因、预防措施

引言

焊接是金属加工的主要方法之一，在机械制造、石油化工、交通能源、冶金、电子、航空航天等行业中获得了广泛的应用，自动化程度也越来越高，但手工电弧焊在焊接施工作业中仍具有不可替代的地位。尤其在焊道短小、焊接位置变换较多和受限空间等但焊接过程中由于受多种因素的影响，使得焊缝达不到质量要求，从而对结构的工作质量和使用寿命产生严重的影响。分析其影响焊接质量的原因，主要有以下几方面。

一、单面焊双面成形质量差引起的问题

单面焊双面成形焊接主要用于锅炉及压力容器等重要构件的焊接生产中，一旦有严重缺陷，焊件的缺陷修复非常困难，而且在生产过程中受各种交变载荷及压力的作用，使焊缝的缺陷产生应力集中，加之焊缝的有效使用面积减小，减弱了焊接接头的强度。轻则使产品的使用寿命受到影响，重则导致焊缝断裂，产品破坏，酿成严重的事故。

二、单面焊双面成形焊接质量差的原因分析

1.焊接电源自身因素引起的焊接质量差

焊机是焊接过程中提供稳定的焊接电源的设备，当焊机的引弧性能差，电弧燃烧不稳定，就不能保证工艺参数稳定，焊接过程就无法正常进行，焊接质量就得不到保证。

2.工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响

2.1焊接电流

焊接电流大小选择恰当与否直接影响到焊接的最终质量。焊接电流过大，可以提高生产率，并使熔透深度增加，但易出现咬边、焊瘤、烧穿等缺陷，并增大气孔倾向。尤其在立焊或仰焊操作时熔池难以控制，易出现焊瘤；弧长增加，容易产生咬边。焊接电流过小，熔透深度减小，易出现未焊透、未熔合、夹渣、脱节等缺陷。

2.2焊接速度

焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数。焊速过快，使熔池温度不够，易造成未焊透、未熔合、气孔、夹渣、焊缝成型不良等缺陷。焊速过慢，使高温时间过长，打底时易出现焊瘤、烧穿等缺陷；填充、盖面时，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，机械性能降低，焊件的变形量增大。

2.3电弧电压

电弧过长对熔化金属保护差，空气中的氧、氮、氢等有害气体容易侵入，使焊缝易产生气孔，焊接金属的机械性能降低。但弧长也不易过短，若弧长过短，就会引起粘条现象，且由于电弧对溶池的表面压力过大，不利于溶池的搅拌，使溶池中气体及溶渣上浮受阻，从而引起气孔、夹渣、焊缝成形不良等缺陷的产生。

3.焊接层数选择不当

单面焊双面成形焊接层数的选择对焊缝质量也有一定的影响，每层厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响，且焊接过程中熔渣易倒流，产生夹渣和未熔合等缺陷。但每层厚度也不易过小，以免造成焊缝两侧熔合不良，还会降低生产效率。

4.焊接接头是焊接结构中的薄弱环节

焊接接头存在着组织和性能的不均匀性，还往往存在着一些焊接缺陷，存在着较高的拉伸残余应力；所以焊接接头是焊接结构中的薄弱环节。

5.操作因素

在焊接生产过程中，焊工的单面焊双面成形操作技术水平低，就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，这是造成焊缝质量差的重要原因之一。

三、防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施

1.作好焊前准备

焊前应对焊机进行试焊，确认焊机的引弧性能和稳定性能良好，工艺参数的调节方便、灵活方可使用。工件应根据需要开不同形式的坡口，钝边的尺寸一般选在0.5～1.0 mm之间，坡口边缘20 mm以内处用磨光机打磨，并将表面的铁锈、油污等清除干净，露出金属光泽。 锅炉压力容器及重要结构的焊接一律采用碱性焊条，并对焊条进行400℃烘干，保温2～4h.使用时需要将焊条放在保温筒内，随用随取。根据不同形状和位置选择焊条直径的大小，打底层焊接应选择直径为3.2 mm以下的焊条，中间层和盖面层可选用直径较大一些的焊条，焊条在炉外停留时间不得超过4h，且反复烘干次数不能大于二次，药皮开裂和偏心度超标的焊条不得使用。

2.焊接操作

2.1选择合适的工艺参数

焊接电流应根据工件厚度、焊接位置、焊条直径和焊接经验进行选择，焊接过程中应选择短弧操作，以避免咬边、未焊透、气孔等缺陷的产生。焊速应合适，不宜过慢，厚度以每层不大于4 mm为宜，以避免高温停留增长，影响焊缝的机械性能，但焊速也不宜过快，以免造成未溶合、未焊透等缺陷。对重要构件要采取焊前先预热、焊后缓冷等措施，以避免冷裂纹的产生。

2.2焊工技术水平

焊接生产中，焊工对单面焊双面成形操作技术掌握的水平，往往决定了焊缝的质量。因此，加强焊工单面焊双面成形操作技能的训练是保证焊缝质量的关键。

参考文献

《焊工工艺学》技术学校机械类通用教材编审委员会编 机械工业出版社出版 2005.5

《金属材料与热处理基础》机械工业出版社出版 1997.7

《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则及释义》2002.4

作者简介

雷 江（1969-）男，汉，河南濮阳人，主要从事焊接工作。

支振彪（1982-）男，汉，河南濮阳人，焊接技师，主要从事焊接工作。

陈洪凡（1966-）男，汉，河南濮阳人，焊接技师，主要从事焊接工作。

杨卫国（1977-）男，汉，河南濮阳人，主要从事焊接工作。

李英杰（1970-）男，汉，河南濮阳人，主要从事焊接工作。