电焊学习——焊条电弧焊垂直固定焊管
作者：洛阳吉力电焊学校 来源：洛阳吉力电焊学校 发布时间：2022-07-16 09:43
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焊接特点，垂直固定管的单面焊双面成型焊接特点如下:
(1)垂直固定管整条焊缝所处焊接位置相同，都处于环形焊缝中的水平位置。因此，焊接只有一个焊接位置。垂直固定管的横焊缝与板状焊件横焊缝焊接时存在的焊接特点大致相同，不同之处是垂直固定管的焊缝是随着焊件的水平圆形弧度进行焊接。焊件管径小焊缝弧度变化就快，焊件管径大焊缝弧度变化就缓慢。因此，焊缝焊接时管径越小，焊条角度和焊工身体随着焊缝的水平圆形弧度进行焊接变化越快。如果焊工不能适应焊接时的这一变化，将直接影响到焊缝的表面成型，影响焊缝质量。
(2)垂直固定管的焊缝根部焊接，由于焊缝的焊接位置是处于焊件的水平位置，决定了液态金属过渡到焊缝的背面方向与熔池的重力方向垂直成90°。因此，焊缝的根部焊接受到焊接熔池的重力影响。根部焊接时熔池下沉速度较快，造成了焊缝的上端坡口温度高于下端坡口温度。虽然焊接时焊缝下端坡口能够托住焊接熔池而不至于铁水流失，但是由于焊接时上下两端的坡口受热达不到平衡，造成焊缝的下坡口边缘容易出现熔合不良或出现假熔合现象。由于熔池在自身重力的影响下，下沉速度较快，使焊缝下端坡口的边缘产生夹角过深而形成夹渣。同时，焊缝根部焊接，由于焊缝上端坡口的温度高于焊缝的下端坡口温度，以及焊接熔池产生的重力影响，焊缝背面形成的焊道容易产生偏坠，使焊缝背面形成的焊道下端高上端低，并且，坡口的上端容易出现咬边现象。
(3)垂直固定管的横焊缝焊接，由于焊接熔池中的液态金属因自重而下淌，焊缝的中间层和盖面层焊接时，控制焊缝成型较为困难。因此,宜采用多道焊进行焊接。虽然采用多道焊进行焊接操作易掌握，但是由于焊道多，焊道间温差较大。如果焊接时，焊道与焊道之间搭接不均匀，会出现明显沟槽，影响焊缝的表面美观，而且同时也会造成焊道间产生条状夹渣等缺陷。
焊接方法
(1)焊缝的焊接层数。对焊件厚5=3.5~5.0mm的焊件，焊接层数为两层焊缝分根部焊接与盖面焊接，没有填充焊接对焊件壁厚5=60~10mm的焊件，焊接层数为三至四层，分根部焊接与填充盖面焊接。对焊件壁厚δ=3.5~5.0mm，ф51mm~φ159mm的焊件，根部焊接采用断弧焊法进行焊接，焊缝盖面焊接采用多道焊连弧焊法进行焊接。焊缝根部焊接时，酸性焊条焊接电流I=85~90A，工作电压范围不要求，焊接速度可变，焊缝盖面焊接电流与焊缝根部焊接电流相同。
焊件壁厚δ=6.0~10mm，ф51mm ~φ159mm的焊件，根部焊接采用断弧焊法进行焊接，填充与盖面焊接采用多层多道焊连弧焊法进行焊接。
根部焊接使用的焊接电流:酸性焊条焊接电流I=110~120A，工作电压范围不要求焊接速度可变，填充与盖面焊接电流与根部焊接电流相同。
焊件壁厚 δ=6.0~10mm，ф 159mm ~中720mm的焊件，根部焊接采用连弧焊法进行焊接。填充与盖面焊接采用多层多道焊连弧焊法进行焊接。
根部焊接使用的焊接电流:碱性焊条使用的焊接电流I=95~100A，工作电压范围不要求，焊接速度可变。焊缝填充与盖面焊接电流:碱性焊条焊接电流I=110~120A，工作电压范围不要求，焊接速度可变。
(2)焊缝焊接时的焊条角度。焊缝根部焊接与焊缝的填充、盖面焊接采用的焊条角度相同，酸性焊条与碱性焊条焊接时的焊条角度相同。
一、垂直固定小管的单面焊双面成型焊接方法
焊件壁厚δ=3.5~5.0mm，51mm~中159mm的焊件和焊件壁厚5=6.0~10mm,中51mm~ф159mm的焊件，按规范要求，根部焊接采用断弧焊法进行焊接，填充、盖面焊接采用多层多道焊连弧焊法进行焊接。
(一)焊缝的根部焊接
把已组对好的焊件，按照焊工的焊接习惯和适合身体在焊接时随着圆形弧度移动变化的高度固定在焊架上，然后按照规范规定使用的焊条直径与焊接电流进行焊接。焊条采用的焊接角度与前面的规范相同。起头焊接时的起焊点位置，焊接方向为由左向右进行焊接。起头焊接时采用直击法引弧或划擦法引弧均可。当起头焊接电弧引燃之后，不要马上进行焊接，应先对焊缝的起头处进行预热，然后再进行焊接。
1.根部起头焊接方法
焊条对准焊缝的起头焊接处，引燃电弧后要稍拉长焊接电弧长度。在保持焊接电弧不熄灭的状态下，利用焊接电弧产生的热量对起头焊接处的坡口表面进行加热。同时，焊条熔化产生的熔滴不要落在母材表面，应坠落到焊缝的下方。在预热时发现焊缝坡口表面金属开始有熔化迹象，焊条迅速对准焊缝坡口根部压低电弧，然后焊条以极短的电弧长度击穿根部坡口两侧钝边，形成熔孔与熔池。当被击穿的熔孔直径大于焊缝间隙1.0~2.0mm时，焊条迅速向焊接方向后侧熄弧。此时的焊缝起头焊接已完成，随后进入正式焊接。
2.焊缝根部焊接时的要求
对于壁厚δ=3.5-5.0mm，ф51mm~ф159mm的焊件，由于焊件的管径小、管壁薄、坡口浅和焊缝成型窄而没有填充焊接。因此，焊缝根部焊接时，要求在保证根部被焊透和焊缝背面成型达到良好的状态下，同时还要使焊缝的正面成型平整和两侧不产生夹角，而且正面焊缝的成型高度始终保持在低于焊件表面母材05~1.0mm的范围之内，焊缝正面坡口上端的两侧棱角要求不能被破坏。
因为坡口上端的两侧棱角线是焊缝盖面焊接时的两条基准线。如果焊接时被破坏掉，那么就会在盖面焊接时失去焊接方向，以及造成对焊缝宽度的掌握失去依据，焊出的焊缝宽度参差不齐、不能保持成一条直线。
上述焊缝的根部焊接要求，主要是给焊缝盖面焊接时创造条件。同时，也是避免焊缝根部焊接时，只考虑根部焊缝背面成型，而不顾忌焊缝的正面成型，使正面焊缝形成的表面出现凹凸不平和焊缝两侧产生的夹角较深。由于焊缝成型较窄和焊缝高度要求较低，焊缝盖面焊接采用的是多道焊。每道焊道成型较窄和烤接速度较快，焊接熔池温度较低，因此焊接时容易造成熔不透、根部焊缝正面坡口两侧形的夹角深而造成内部产生夹渣。
对于壁厚δ=6.0~10mm，ф51mmφ159mm焊件，由于焊件的壁厚增大，焊的坡口深度和宽度也都随之增加，焊缝需要充的金属量更多，所以焊缝需要进行填充焊才能够达到焊缝盖面焊接的条件。因此，相焊接时，在保证根部焊缝被焊透和焊缝背面型良好的状态下，尽量使根部焊接时形成的缝越薄越好。其目的有以下三点:
(1)避免根部焊接时，正面焊缝两侧的夹角过大，而使填充焊接时熔不透焊缝表面两侧夹角造成夹渣。
(2)根部焊缝成型越薄，给填充焊接提供的空间就越大。在保证焊缝填充量的同时，熔池中的温度能够始终处于较高的状态，从而熔化根部焊缝两侧的夹渣，避免焊缝产生缺陷。
(3)填充焊接时的坡口空间大，便于填充焊接时运条操作和控制焊缝的表面平整，防止焊缝表面产生夹角。同时，还可避免焊工在填充焊接时，由于坡口的填充空间小、焊缝成型薄、焊接速度快而造成焊接时手忙脚乱，影响填充焊缝的焊接质量，使填充焊接表面超高而影响到焊缝的盖面焊接质量。
3.根部焊接运条方法和焊条再次起弧时的接弧点位置
对于小管焊件，壁厚δ=3.5~5.0mmф51mm~ф159mm的焊件根部焊接，采用两点焊接成型法和横向小V形运条方法进行焊接。
焊条的第一点接弧点位置在焊接形成的熔孔后部，焊条做微量下压前挤运至焊缝中部，在熔孔的后部边缘击穿根部坡口两侧钝边，然后待焊条击穿焊缝根部形成的熔孔直径大小达到要求时，焊条向焊接方向焊缝下端坡口后侧熄弧。焊条根部焊接整个运条过程成横向小V形运条。
焊条的第一点焊接主要是保证焊缝的根部被焊透和形成的熔孔直径大小始终保持一致，使焊缝背面成型宽度和高度达到要求。
焊条的第二点接弧点位置，在焊缝第一点焊接形成的熔池中后部，焊缝上端坡口的中上部接弧，然后焊条同样重复做微量下压前挤运至焊缝中部。在焊缝第一点焊接时形成的熔池前部边缘，待焊条熔化填充金属达到要求的焊缝高度时，焊条向焊接方向焊缝下端坡口后侧熄弧。焊条的第二点焊接运条也是采用横向小 V形运条。
焊缝的根部焊接，焊条的第二点焊接主要是对第一点焊接时正面焊缝形成的不规则焊缝表面进行调整，适当补充填充金属量，保证焊缝的成型厚度和减小焊缝两侧的夹角深度。同时，可使焊缝的表面达到平整，防止焊缝盖面焊接时产生夹渣。焊缝的根部焊接采用两点成型焊法进行焊接时，两点焊法接弧点位置要交替进行焊接。对于壁厚δ=6.0~10mm，ф51mm~ф159mm的焊件根部焊接时，采用一点成型法和横向小V形运条方法进行焊接。
焊缝根部焊接，焊条再次弓弧时的接弧点位置在熔孔后部焊接熔池的上部边缘接弧。焊条接弧后要以极短的电弧长度做微量下压前挤动作运至焊缝中部熔孔的后部边缘，而后焊条稍做停顿。待焊条击穿焊缝根部坡口两侧钝边，达到所需要熔孔大小、焊缝厚度以及焊缝坡口焊接方向的后侧熄弧。 背面成型宽度与高度时，焊条立刻向焊缝下端 焊缝根部焊接焊条整个焊接过程成小V形运条。焊缝根部焊接运条方法和焊条每次接弧点的位置。
4.焊条的燃弧时间与熄弧时间和焊接熔池的温度控制
焊缝的根部焊接，焊条的燃弧时间与熄弧时间长短，是确保焊接熔池温度高低的关键，也是调整焊接时需要输人的热量多少，从而达到需要的熔孔直径和焊接质量。
其实，断弧焊法的燃弧时间与熄弧时间长短是无规律的，而且焊接时没有准确的时间界定。因为手工焊条电弧焊在焊接过程中，焊条的每次接弧点位置和焊条的燃弧时间与熄弧时间都做不到机械性的完全一致，所以断弧焊法的焊接熔池温度是在不断变化的。也就是说，断弧焊法的焊接，焊条的燃弧时间与熄弧时间是随着焊接熔池的温度变化而变化的。