《建筑工程施工 技术》-模块二埋弧焊操作实训

任务1I形披口双面对接平焊任务引入把对接接头焊件悬空放置在焊接工作台上，先用埋弧焊焊一面焊缝，焊后将焊件翻身，再焊另一面焊缝，这种焊接方法称为悬空双面埋弧焊。I形坡口不留间隙的平对接直缝焊是悬空双面埋弧焊的一种形式。悬空双面埋弧焊由于不需要焊接辅助材料及焊接辅助装置，工艺简单，使用方便，在目前国内工厂焊接结构、容器制造中，常用于8mm以上厚度长焊缝焊接。现有两块Q235-A低碳钢板，如图2一1所示，准备实施I形坡口不留间隙的平对接直缝焊。下一页返回任务1I形披口双面对接平焊任务分析针对低碳钢板I形坡口不留间隙的平对接直缝焊，作好焊前准备工作，了解焊丝、焊剂及焊材的特点。本任务选用的是MZ一1000埋弧焊机，该焊机是埋弧焊中应用广泛的焊机之一，需要懂得该焊机的结构，学会焊机的基本操作。I形坡口的平对接直缝焊是悬空双面埋弧焊中的基本操作项目，要学会焊前坡口形式尺寸的准备及清理，引弧、熄弧等实际操作，进行焊接件的外观检验。在此过程中，遵守埋弧焊安全操作内容，贯彻埋弧焊的相关焊接标准，执行焊接检验程序。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊1.1任务准备1.焊接坡口对于低碳钢和低合金钢埋弧焊的焊接接头，按《埋弧焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB986-1995规定，板厚6~12mm可采用I形坡口焊接，焊缝两端必须装有牌号、厚度与焊件相同的一定尺寸的引弧板，其组对形式及间隙如图2-2示。

2.焊接材料

(1)由于焊件是Q235-A低碳钢板，焊丝选用H08MnA，直径科4mm,该种焊丝适合于焊接低碳结构钢、合金结构钢，能够保证焊缝的力学性能和化学成分与焊件相似。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊(2)焊剂采用熔炼焊剂HJ一431。焊前，焊剂应进行200℃烘干。该焊剂属于高锰高硅低氟型熔炼焊剂，和H08MnA焊丝配合使用，适用于焊接重要的低碳及低合金结构钢。3.焊前清理对焊接区及附近的油污、铁锈等，用角向磨光机打磨干净，使其坡口面及其两侧各20mm范围内不存在污物，以免焊接过程中产生气孔或熔合不良等缺陷。4.组装定位焊根据图纸要求装配工件。准备两块100mmx100mmx12mm的Q235-A钢板作为引弧板和收弧板，将其点焊在工件两端，对于本任务，定位焊缝属于短焊缝，定位焊只在引弧和收弧板两端进行，装配焊件应保证间隙均匀、高低平整，且定位焊焊缝质量应与主焊缝要求一致。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊2安全文明生产要求(1)焊接作业前，应先检查焊机设备、操作机及工夹具是否安全可靠，机壳的接地是否良好，接地电阻不得大于4Ω。(2)埋弧自动焊机的小车轮子要有良好绝缘性，导线应绝缘良好，工作过程中应理顺导线，防止扭转及被熔渣烧坏。(3)控制箱和焊机外壳应可靠地接地(零)和防止漏电。接线板罩壳必须盖好。焊接电缆应尽量用整根的长导线，且有足够的截面(可用两根长导线并联)，如需要电缆接长时，接头连接必须坚固可靠，并外包扎绝缘包布，保证绝缘良好。(4)焊机应平稳安放在通风良好、干燥的地方，保持清洁干净，防止较大的振动和碰撞。安放在室外时，必须有防雨、雪措施。(5)焊工在推拉闸刀开关时，应戴好绝缘手套，人必须站在侧面，动作应迅速，防止触电和电弧灼伤。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊1.3相关专业知识一、MZ-1000型埋弧焊机MZ-1000型焊机是应用广泛的一种电弧电压自动调节、变速送丝的典型埋弧焊焊机，适合于水平位置或与水平面倾斜不大于15。的各种有坡口或无坡口的对接、搭接和角接接头的焊接;如果借助转胎还可焊接圆简焊件的内、外环缝。MZ系列焊机(MZ-630/800/1000/1250)型焊机主要由FD11-200T型自动焊接小车(或悬臂式支架)、MZP一1000型控制箱和焊接电源三大部分组成。其主要功能是连续不断地向电弧焊焊接区输送焊丝，传输焊接电流，使电弧沿焊缝均匀移动，控制电弧的能量参数，控制焊机的启动和停止，向焊接区铺撒焊剂，焊前调节焊丝末端位置，预置有关焊接参数等。以下是埋弧焊焊机的组成和功能如下。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

1.外部接线在焊机使用时必须按制造厂提供的外部接线图，将焊机各部分连接起来。图2一3所示为埋弧焊焊机使用直流电源时的外部接线图。2.FD11-200T型自动焊接小车结构小车由机座18、控制箱1、机头(送丝电动机减速箱25、送丝托架总成16,焊枪杆22)、焊丝盘2、焊剂斗10等部分组成(如图2-4所示)。各部件功能如下。

机座:机座18内设有可调控的行走电机减速器及传动离合器，前后轮用同步带轮同时驱动，合上行走离合器手柄21，小车可正向或反向自动行走，脱开离合器时，小车可手动行走移动。机座内设有拖板，转动波形手轮巧，可带动立柱横向移动，以便于调节机头的位置。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊控制箱:控制箱1的面板上设有指示标识和操作控制装置，并设有可回转的支架，可方便地转动到便于操作的位置进行操作。机头焊枪部件:机头由送丝电动机减速箱25、送丝托架总成16、焊枪杆22,导电嘴27等零部件构成。其功能是将焊丝从丝盘上拉出，经导丝架引人，由双驱动送丝轮及校直轮校直后，输入导电嘴送往焊接区域施焊。机头与焊枪连为一体并可以方便地从横臂上拆卸下来，移装到其他焊接机架上使用。焊枪杆22可以按用户需要加长接杆，使其接长使用。导电嘴27在焊接时起导电作用。本小车配有相应规格的导电嘴各一只，不同直径的焊丝应选用相应规格的导电嘴。导电嘴属易损件，发现磨损、烧损或孔径被拉毛，应及时更换，否则会发生电弧不稳定现象。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊焊丝盘:焊丝盘2采用阻尼式丝盘轴，阻尼力的大小可调。扳动丝盘轴挡板，卸下丝盘轴并帽，增大阻尼则用内六角扳手旋紧内六角螺钉，减少阻尼则旋松内六角螺钉。转动焊丝盘，手感阻尼适当后，再拧紧丝盘轴并帽。焊接小车:小车由直流电动机带动，其速度可在20~62m/h范围内均匀调节。焊剂斗:焊剂斗10由支架和小横梁固定在机头上，支架用可调位紧定手柄12固定，可绕机头回转，小横梁用星形手轮13固定，可以伸缩移动，在焊剂斗边另有一只可调位紧定手柄14，可调节焊剂斗的摆动角度，焊剂斗活动范围广，可调节至各种位置，加人的焊剂通过焊剂滤网过滤后进入焊剂斗，保证焊剂顺畅进入焊接区域。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

3.MZP一1000型控制箱其安装有一台电动机与发电机组，还有中间继电器、接触器、控制变压器、整流器、镇流电阻、互感器等元件，在控制箱正面的一侧装有一个操纵用的三相电源开关和电源控制线圈，另一侧接动力电源和控制电源。控制箱结构示意图(以FD11-200T型示意)如图2-5所示。4.焊接电源MZ一1000型埋弧自动焊焊机焊接电源既可选用交流，也可选用直流;交流电源常配用BX2一1000型焊接变压器，直流电源则可配用具有相当功率，并具有陡降外特性的直流弧焊机或焊接整流器。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊二、焊丝、焊剂1.埋弧焊焊丝埋弧焊的质量很大程度上取决于焊丝和焊剂，不同的钢种母材，应选用不同的焊丝。扩大埋弧焊的应用范围，主要取决于焊丝和焊剂的开发。实心钢焊丝的牌号是以“H”字母开头，接着一位或两位数字表示含C的平均量，后面以元素符号及数字来表示该元素的近似含量。具体编制方法如下。(1)"H”字母表示焊丝，是“焊”字拼音的首位字母。(2)"H”后一位或两位数字，表示焊丝含碳平均量。(3)数字后有化学元素符号及跟随后的数字，表示该元素含量的近似百分数，当某元素含量为1%或不足1%，可省略数字，只标元素符号。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊(4)焊丝牌号尾部有“A”或“E”时，分别表示“优质品”或“高级优质品”，表明焊丝含S，P杂质少或更少。焊丝牌号举例:上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

2.埋弧焊焊剂焊剂是具有一定粒度的颗粒状物质，在焊接过程中焊剂的作用相当于焊条药皮，熔化形成熔渣，对焊接熔池起保护、冶金处理和改善焊接工艺性能的作用，烧结焊剂还具有渗合金作用。焊剂的焊接工艺性能和化学冶金性能是决定焊缝金属化学成分和性能的主要因素之一，在低碳钢和低合金钢焊接中一种焊丝可与多种焊剂合理组合。熔炼焊剂是埋弧焊剂中常用的一种焊剂，其牌号格式为:“HJxxx”。HJ表示埋弧焊及电渣焊用熔炼焊剂的牌号。HJ后面有三位数字，第一位数字表示焊剂中的Mn0的含量，含量范围如表2一1所列。第二位数字表示焊剂SiO2,CaF2的含量，如表2-2所列。牌号的第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号。对同一种牌号焊剂生产两种颗粒度时，在细颗粒焊剂牌号后面加个“细”字。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊例如：HJ431x表示高锰高硅低氟型埋弧焊及电渣焊用熔炼焊剂，牌号编号为1,焊剂粒度为60一14目。三、埋弧焊的I形坡口1.埋弧焊的I形坡口形式及尺寸埋弧焊是大电流焊接工艺，它获得的熔深是很大的。通常板厚超过14mm才开坡口。表2-3为GB986-1988《埋弧自动焊坡口的基本形式和尺寸》中I形坡口的基本形式及尺寸，钢板厚度在14mm以下，可采用I形坡口对接进行悬空双面埋弧焊。对接接头装配时不留间隙，或留很小的间隙(蒸1mm，焊第一面焊缝要求熔深略小于板厚的50%，焊第二面焊缝的熔深要达到板厚的60%-70%，保证两面焊缝熔深交搭2~4mm。若未交搭，这就是未焊透缺陷。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

2.坡口的清理坡口上的铁锈斑，氧化皮，气割和碳刨的残渣、漆、油污、潮气等物，会影响到埋弧焊焊缝的质量，产生气孔、夹渣、未焊透等缺陷。埋弧焊前必须清理坡口面及其两侧各20mm范围内的这些污物，如图2-6所示。

1)喷丸清理用喷丸机把钢丸高速喷向钢板表面，就可将钢板表面的铁锈等彻底清除，不仅可以清理坡口，还能对结构件全面清理，效率高，但必须在封闭的车间内进行，工作时钢丸到处飞溅，劳动保护环境差。2)砂轮机磨削用电动砂轮机对坡口面磨削，可使钢板露出金属光泽。砂轮磨削还可对焊缝表面进行修整，清除焊缝的缺陷及装配的“马脚”等。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊3)钢丝刷擦刷钢丝刷用来扫除落在坡口中的垃圾(如焊渣等)。焊后可用钢丝刷擦清焊缝趾部，观察咬边等缺陷。对于不锈钢焊件应该用不锈钢钢丝刷。4)用有机溶剂(丙酮)揩脱油脂用有机溶剂揩坡口上的油脂污物，是最有效的脱脂方法，焊接不锈钢及有色金属时，应用较为普遍。5)气体火焰加热气体火焰的高温可把氧化铁皮、油污烧掉，更为重要的是能去除坡口上的水分和潮气。埋弧焊前必须把留在坡口间隙(0~1mm)内的潮气烘干清除。切忌对坡口稍微加热就将火焰移去，这样在母材的冷却作用下会生成水珠，水珠进入间隙缝内，将产生相反的效果，使焊缝产生更多的气孔。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

3.定位焊定位焊是固定各焊接零件之间相对位置而进行的焊接工作。埋弧焊构件的定位焊工作通常是用焊条电弧焊或C02气体保护半自动焊来完成的。对于碳钢或低合金结构钢构件的定位焊应采用E5015(结507)或E4315(结427)焊条或H08Mn2SiA焊丝。对于I形坡口对接缝，定位焊缝的厚度应不高出钢板表面0.5~1mm;对于开坡口对接缝，定位焊缝的厚度，通常为6~8mm，且不超过板厚的1/2。定位焊缝长度一般为30~50mm，对于高强度钢可超过60mm，定位焊缝的间距为200~500mm。开坡口对接缝定位焊缝尺寸如图2-7所示。定位焊时如发现接缝的局部间隙有超差，则应用焊条电弧焊或C02气体保护半自动焊进行填补，以防止烧穿。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊四、埋弧焊引弧、熄弧操作技术1.引弧埋弧焊的引弧方法有很多种，在工业生产中最常用的方法是:钢绒球引弧法、尖焊丝端引弧法、擦引弧法和短路抽丝引弧法等。钢绒球引弧法是将直径约10mm的钢绒球放置在引弧点上，然后将焊丝对准钢绒球轻轻下压，使焊丝、钢绒球和焊件表面三者连成通路，撒上焊剂作好引弧的准备。按下启动开关，接通焊接电源，电流通过钢绒球，立即使钢绒球局部熔化而引燃电弧。由于钢绒球的化学成分不可能与被焊钢材的成分相同，因此只有在引弧板上引弧时，才能采用这种引弧方法。在封闭的环缝中不宜采用钢绒球引弧法。因为在这种情况下，钢绒球熔化后会与焊接熔池混合而局部改变焊缝金属的成分。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

尖焊丝端引弧法是把焊丝剪成尖头，然后将焊丝下送到工件，形成良好接触，周围撒上焊剂。按启动按钮，接通焊接电源，短路电流通过点接触的焊丝尖端，高的电流密度很快把焊丝尖端熔化，引燃电弧。这种引弧方法适用于细焊丝。短路抽丝引弧是最可靠的引弧方法之一，但必须使用具有焊丝回抽功能的焊机。采用这种引弧法应注意焊丝端无残留熔渣，焊件表面无氧化皮和锈斑，漏出金属光泽，否则不易引弧成功。引弧时，将光洁的焊丝端缓慢送下，和钢板接触，接触的松紧程度是以推动焊车能使焊丝在钢板上划出金属光泽痕迹为准(若焊车推不动，则说明接触太紧;若划不出痕迹，则接触太松)，焊丝周围撒上焊剂。若是使用MZ1-1000型埋弧自动焊机，按下启动按钮不放，接通焊接电源，焊丝上抽，引燃电弧，松开启动按钮，立即焊丝下送，正常焊接。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊若是使用MZ-1000型埋弧自动焊机，按启动按钮后接通焊接电源，焊丝上抽，引燃电弧，电弧逐渐拉长，待拉长到一定长度，电弧电压达一定数值后，焊丝转为下送，正常焊接。埋弧焊时，由于焊接熔池体积较大，收弧后会形成较大的弧坑，如不作适当填补，弧坑处往往会形成放射性的收缩裂纹。在某些焊接性较差的钢中，这种弧坑裂纹会向焊缝主体扩展而必须返修补焊，为在焊接结束前的收弧过程中对弧坑进行填补，在埋弧焊设备中大都装有收弧程序开关，即先按停止按钮“1"，焊接小车或工件停止行走，而焊接电源未切断，焊丝继续向下给送，待电弧继续燃烧一段时间后再按停止按钮“2"，切断电源，同时焊丝停止给送。这样可对弧坑作适当的填补，而消除了弧坑裂纹，对于重要的焊接部件，必须采用这种收弧技术。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊2.熄弧埋弧焊的熄弧工作通常分两步进行(埋弧焊机上设置收弧程序开关）。1)按“停1”按钮，焊丝给送电动机和焊车电动机的电源被切断，而焊接电源未切断，这时焊丝靠电动机的惯性，焊丝继续向下送一段距离，电弧继续燃烧，电弧被拉长，熔化焊丝填人弧坑。2)按“停2”按钮，切断焊接电源，焊接工作停止。这样的操作顺序，主要是防止焊丝砧住于熔池，但不一定能充分填满弧坑。若要充分填满弧坑，则可在熄弧前先将焊车行走的离合器打开，焊车停止，焊接电源仍有，焊丝不断下送，电弧继续燃烧，于是可以填满弧坑;接着按“停1”按钮，焊丝电动机断电;最后按“停2”按钮，焊接电源切断，焊接工作全部停止。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

3.引弧板和熄弧板埋弧焊引弧处的焊缝质量是差的。因为引弧时钢板是冷的，热量不够，同时开始焊接时的工艺参数也不可能立即转人正常焊接的工艺参数。引弧端头常有未焊透及夹渣等缺陷。熄弧处由于存在弧坑，焊缝的余高较低，难以满足强度要求，有时也会出现气孔和裂纹等缺陷。在多层焊中引弧端头和熄弧弧坑若是层层重叠，焊缝质量更差，为此有必要将引弧端头和熄弧弧坑进行切除。在生产中通常在正式焊缝的始端和终端分别装上引弧板和熄弧板，使引弧端头和熄弧弧坑都落在正式焊缝之外。对于不开坡口I形对接缝的引弧板，可直接用等厚度钢板制成，如图2一8所示。引弧板的尺寸为150mmx150mm，高强度钢引弧板的尺寸增大至200mmx200mm,厚度同正式焊件板厚。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊熄弧板的坡口及尺寸等同于引弧板，两者可以通用。引弧板和熄弧板统称为工艺板。1.4任务实施一、操作步骤1.调试焊机焊接采用单丝埋弧焊，首先对MZ一1000焊机进行焊车空载运行调试。1)焊接电流调节先将电源接通，然后将控制箱开关放在“开”的位置，再分别按台车控制盘上的按钮“增大”或“减小”电流，弧焊电源中的电流调节器即可工作。通过电流指示器预知电流的大致数值，也可以通过在BX2一1000型焊机外壳侧面的二个按钮“增大”或“减小”电流，同样可以得到电流调节。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊2)焊丝“向上”或“向下”调试分别按台车控制盘上焊丝“向上”或“向下”按钮，按下时焊丝即上抽或下送。3)台车行走速度调试把台车上“空载”与“焊接”开关拨至“空载”位置，台车行走方向的转向开关拨至“顺”位置，合上离合器(手柄扳上)，焊车即沿着焊接方向行走。如果要改变行走方向，将转向开关拨至“倒”位置，台车即反方向行走。通过调节焊接速度电位器，可变换焊接台车的行走速度。2.焊丝调整焊接前应事先调好焊丝的位置。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊

1)焊丝伸出长度。焊丝从焊嘴到工件的距离，叫做焊丝伸出长度;焊丝伸出越长，电阻越大，熔化速度也越快;反之，焊丝太短，则容易烧毁焊嘴。其焊丝伸出长度，一般可取焊丝直径的6~8倍，所以对于本任务取24~32mm。2)调整焊丝处于垂直状态，并使焊丝对准焊件的接缝中心，焊缝中心与焊丝在同一直线上，但不接触钢板，然后往返拉动小车几次，反复调试位置，直到焊丝能在整块焊件上对准位置为止。3)将小车拉到引弧板处，调整好小车行走的方向开关，使焊丝和引弧板可靠接触并撒上焊剂，按启动按钮，此时焊丝向上抽(引燃电弧)，电弧电压瞬时增大到一定值，电弧正常燃烧。立即松开启动按钮，焊丝向下送。此时即合上离合器，台车正常行走，开始焊接。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊3.焊接速度调整焊接时，需维持一定的速度，对于本任务取42cm/min，因为当焊接电流和电弧电压不变时，焊接速度增大，熔深和熔宽减小，焊接速度太快，会形成未焊透或焊缝边缘熔合不良的现象。

4.焊接操作按照给定的焊接工艺参数进行操作。焊接过程中防止焊剂中混入异物，导致阻塞焊剂引起弧光裸露。不开坡口对接焊缝的形状如图2-9所示;其悬空双面焊时焊接参数见表2-4所列。在焊接过程中，应随时观察控制盘上的电流表和电压表的读数。准确的焊接工艺参数可以通过台车控制盘上的电流“增大”或“减小”按钮、电弧电压调节器及焊缝速度调节器进行无级调节。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊二、焊接质量检测打开离合器(手柄压下)，推开台车，回收焊剂，敲去焊渣，检查焊缝表面质量。敲渣壳时要戴防护眼镜，防止渣粒飞出损伤眼睛。1)宏观金相(目测)。目视检验的距离约为600mm,眼睛与被检工件表面所成的视角不小于30°。要求焊缝成型美观，过渡均匀，无任何肉眼可见缺陷。2)焊缝外形尺寸。焊缝外形尺寸检验主要是测量焊缝外观尺寸是否符合图样标注尺寸或技术标准规定的尺寸。针对对接焊缝尺寸，主要是检查焊缝的余高h和熔宽B，其中又以测量余高h为主。本任务要求焊缝余高为0~3mm，焊缝宽度为8~20mm。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊1.5重点提示1.收弧电弧焊至焊缝终端或引出板上时，应先关上焊剂斗阀门，再按下“停止”按钮。按下“停止”按钮时，应分两步。先按“停止”按钮至1/2处，使焊丝停送，电弧逐渐拉长到断弧，再按到底，此时焊接电源才被切断;然后按焊丝“向上”按钮，使焊丝回抽，距离加大，松开离合器，至此焊接过程结束。2.清根，焊反面焊缝当第一层焊完后，将焊件翻身，应用碳弧气刨清除焊根，以保证焊缝熔透。清根工艺方法及所用设备可参照手工电弧焊中训练所述。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊1.6任务评价板对接平焊考核评分标准见表2一5。1.7任务拓展焊缝外观检验是最基本的检验方法，任何焊缝都必须先进行外观检验，检验合格后才能转人焊缝内部质量检验及其他检验，做进一步检验(无损探伤、密性试验等)。焊缝外观检验主要用肉眼和焊缝卜板、焊接检验尺、游标卜尺等量具进行观察和测量，有时还借助低倍放大镜进行检验，主要工具如图2一10所示。外观检验时要有良好的照明。外观检验要测出焊缝的外形尺寸，检验焊缝表面缺陷，对照技术标准，判定焊缝外形质量是否合格。具体检验措施如下。1)距离被检验的焊件较近时，眼睛与被检验工件表面所形成的视角不小于30°，或借助适当照明，利用反光镜调节照射角度。直接目视或借助5~20倍放大镜进行焊缝外观检验。上一页下一页返回任务1I形披口双面对接平焊2)距离被检验的焊件较远时，为看清焊缝，可借助于望远镜，内孔管道镜、照相机等仪器，对焊接缺陷进行真伪分辨，其分辨能力应大于直接目视检验效果。

外观检验比较简单且所需的检验工具最少，能检验焊缝表面的清理质量、焊缝几何形状、焊缝表面缺陷、焊缝缺陷修复后的表面质量，是一种成本很低的质量控制手段。这种低成本还体现在它能够在缺陷形成之初就发现，并立即采取最为经济的纠正措施。例如，外观检验能够发现根部裂纹。根部裂纹在其形成之初、并进一步施焊前被发现而进行修补，和直到焊接完成以后再发现而进行修补所需的费用相比要少得多。在大多数情况下，大量的修补工作所导致的不单单是成本的增加，还需要重点考虑为完成修补所要花费的额外的工作时间。缺陷在形成之初就被发现所需的修补时间最少，对整个工程进度的影响也最小。上一页返回任务2对接顶缝双面焊任务引入在容器结构中，圆柱形简体是最常见的结构，简体的接长和简体与封头的连接，都需要实施对接环缝的焊接。例如，潜艇分段、锅炉、压缩空气瓶等都有环缝焊接工作。这些环缝通常设置在垂直平面内，如果用焊条电弧焊，则生产率很低。用大电流的埋弧焊，生产率高且质量优。环缝焊接与直缝焊接最大的不同点是，焊接时经常要用到焊接辅助工艺装备。现有直径2000mm的简体2节，壁厚16mm，材料为20g钢板，进行内、外环缝焊接。如图2一11所示，将焊件置于滚轮架上，由滚轮架带动焊件旋转，焊机固定在操作机上不动，仅有焊丝向下输送的动作。因此焊件旋转的线速度就是焊接速度。现进行对接V形坡口环缝双面埋弧焊。下一页返回任务2对接顶缝双面焊焊接时，先焊简体的内环缝，焊机置于操作机上，操作机伸入简体内部进行焊接。内环缝焊完后，从简体外面用碳弧气刨清理焊根，再焊外环缝。任务分析针对简体对接环缝双面埋弧焊，首先要进行埋弧焊辅助设备、焊丝、焊剂的选用，主要是学会滚轮架、伸缩臂式焊接操作机的使用。在本任务中，环缝焊接采用的是V形坡口，应重点学会环缝双面焊接中V形坡口焊接的工艺、参数，掌握环缝焊接中引弧、熄弧及焊丝的偏移等关键技术。操作时，还应注意环缝焊接的安全事项，贯彻埋弧焊的相关焊接标准。要求焊缝外观成型整齐、美观，无咬边、焊瘤及明显焊偏现象。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊2.1任务准备1.焊机MZ一1000型埋弧自动焊机一台。2.伸臂式焊接操作机一台3.无级调速式焊接滚轮架一台4.焊丝选用H08MnA，直径5mm，并用焊丝盘丝机，清除油污装人焊丝盘中备用。

5.配合SJ101氟碱型烧结焊剂根据焊丝与焊剂的保管规定，焊前，焊剂要放在烘干箱中，经350℃,2h烘干后使用。SJ101是氟碱型烧结焊剂，它是一种碱性焊剂，碱度约为1.7，为灰色球形颗粒，粒度为10~60。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊焊接时，SJ101可交直流两用，直流时焊丝接正极。最大焊接电流可达1200A。SJ101焊接工艺性好，电弧燃烧稳定，脱渣性好，焊缝成型美观。

6.焊件直径2000mm的简体2节，壁厚16mm低碳钢板。

7.装配定位焊件板厚16mm，对接坡口为V形，坡口角度为60°士50°，钝边6~7mm,采用机械法(立式车床进行车削)制备。首先将焊口及边缘两侧的铁锈、油污等用角向磨光机打磨干净至露出金属光泽，再进行装配定位。装配时要保证对接处的错边量在2mm以内，对接处不留间隙，局部间隙应小于1mm，定位焊采用直径4mm的E4303焊条，定位焊缝长20~30mm，间隔300~400mm，直接焊在简体外表。定位焊结束后，清除定位焊缝表面渣壳，用钢丝刷清除定位焊缝两侧飞溅物。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊8.后续清理和检验装置碳弧气刨设备及直径8mm的实心碳棒，以及角向磨光机、风动扁铲、钢丝钳、扳手、钢丝刷、焊缝万能量规等9.备有虹吸式焊剂回收装置2.2安全文明生产要求1)埋弧焊大电流工作时，电弧电压可高达四十几伏，此电压值大于安全电压，所以不宜在此情况下，赤着手去触摸焊丝。在调整送丝机构及焊机工作时，手不得触及送丝机构的滚轮。2)焊接工作结束，在离开施工现场前，必须切断电源，关掉焊机。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊3)凡在坠落高度基准2m以上(含2m)，有可能坠落的高处进行的作业，称为高处作业。高处作业的主要危险是高处坠落事故。焊工在高处作业，必须戴好安全帽，使用标准的安全带，安全绳的保险钩要系扣在牢固的结构件上。2.3相关专业知识一、开坡口的双面埋弧焊工艺及焊缝形状尺寸埋弧焊是大电流焊接工艺，它获得的熔深很大。焊条电弧焊仅能获得3mm左右的熔深，所以板厚超过6mm要开坡口。C02气体保护焊通常板厚超过10mm要开坡口。埋弧焊使用大的电流，通常板厚超过14mm才开坡口。国家标准规定了碳钢和低合金钢埋弧焊焊接接头的坡口形式和尺寸，可以根据钢板厚度、焊接构件特点及焊接工艺方法来选定。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊国家标准中的主要坡口形式有:不开口I形、V形、X形、U形及双U形等。V形和X形坡口的组成三要素是坡口角度、间隙、钝边。对于对接接头来说，埋弧焊开坡口的目的有:

①对于很厚的钢板，开了坡口可使焊丝伸入坡口根部，保证焊透根部。②对于较厚钢板，埋弧焊大电流(可达1200A以上)可以达到熔透，但是大电流必然有大量的焊丝熔敷金属堆在不开坡口的钢板表面上，形成很高很宽的焊缝，开坡口就可以把大量的熔敷金属安置在坡口内，使焊缝成型美观。③通常焊丝金属的质量优于母材金属，开了坡口可使焊缝金属中含有较多的焊丝金属成分，改善了焊缝金属的性能。以下是V形、X形、U形坡口的尺寸特点(见表2-6所列)。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

坡口的形式及悬空双面埋弧焊工艺

1.V形坡口悬空双面埋弧焊

(1)V形坡口。16mm以上的钢板为了保证焊透，采用V形对接悬空双面埋弧焊。坡口角度为45°~60°，间隙尽可能小，不大于1mm，钝边可选为板厚的一半。通常先焊开坡口的正面，焊一道或二、三道，焊好正面后，反面碳刨清根，最后焊满反面坡口。(2)坡口清理。V形对接的清理包括坡口面和钝边及坡口两侧各20mm的范围。(3)焊第一道焊缝。焊第一道焊缝首先要防止烧穿，其次要有一定尺寸的焊缝厚度，防止产生裂纹，尤其是厚板刚性大的V形对接接头更应重视。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊(4)碳刨清根。为了保证焊透和使反面焊缝成型良好，通常在V形坡口焊好的反面，碳刨清根出约6mm深刨槽。对于可以使用大线能量的钢种，也可以不清根或少量清根，利用加大焊接电流和降低焊接速度来保证焊透。(5)焊反面焊缝。焊反面第一道焊缝用较大的焊接电流，焊透到正面焊缝形成交搭2~4mm，焊反面焊缝的工艺参数见表2一7所列。

2.X形坡口悬空双面埋弧焊(1)X形坡口。对于相同板厚的对接接头来说，采用X形坡口的焊缝截面积要比V形坡口的小，可以节省焊丝、焊剂及电能，且焊接变形应力小。X形坡口的角度通常为45°~60°，钝边约为板厚的三分之一或略小点，间隙也是尽可能小，通常不超过1mm。X形坡口可以制成对称的，即两面坡口的深度是相等的，也可以制成不对称的。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊(2)焊接工艺参数。由于钢板较厚，多选用5mm焊丝直径，焊第一面宜用偏小的焊接电流防止烧穿，翻身再焊第二面，可用较大的焊接电流，以保证焊透。表2一8为板厚16~24mm,X形对接悬空双面埋弧焊的工艺参数。(3)多层多道焊的焊接工艺参数。钢板厚度大于30mm时，埋弧焊通常采用多层多道焊，焊打底层时，为了防止焊穿，不宜用大电流焊接，焊以后的填充层时，为了焊透和提高生产率，宜用大电流焊接。在焊盖面层前，先观察一下焊缝是否有高低不齐情况，如有则适当调节工艺参数，用小的电流，高的电弧电压和快的焊接速度在低凹处焊上一条薄的焊道，达到填平补齐焊缝的要求。焊盖面层前，焊缝厚度应达到离钢板表面1~2mm，然后焊盖面层，为了使焊缝外形美观，其焊接电流要小一些。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

(4)对称焊法。X形坡口通常是对称的，为了减小变形及应力，采用对称焊法，如图2一12(a)所示。在焊接大厚度X形对接焊缝时，为了减小焊件翻身的次数，采用两面交替轮先的对称焊法，如图2一12(b)所示，这也是有效减小变形及应力的方法。

3.U形坡口悬空双面埋弧焊当板厚大于50mm时，为了节省熔敷金属可以考虑开U形坡口或双U形坡口，坡口根部半径为8~10mm，坡口角度为200°(每个坡口面角度为100°)。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊在焊接压力容器的纵缝或环缝时，考虑到在简体外焊接施工比简体内要方便得多，通常把坡口开成不对称的U形坡口，将工作量大的坡口开在外面，而简体内开成深度较浅的U形坡口，也可开成V形坡口，如图2一13(a)所示。焊接这种不对称坡口时，焊接顺序对焊件的角度变形和挠曲变形影响较大，图2一13(b)所示的焊接顺序可达到减小焊接变形的效果。在U形坡口中焊接第一层是以单道焊来完成，而第二层所采用双道焊，以后可视坡口宽度焊三道或更多道数。

在U形多层多道焊时，若是每层三道焊(图2一14中4,5,6和7,8,9等)，则先焊左右两道，确保焊道坡口两侧壁良好熔合，第三道焊在中央，中央焊道的热量对前两道焊道起回火作用，改善焊缝的金相组织和性能。同理，后层焊道的热量对前层焊道也起回火作用。U形坡口多层多道焊时，由于坡口角度小且深度大，清渣工作较难，应该予以重视，不可忽视。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊二、对接环缝的焊接方法及辅助设备1.对接环缝的焊接方法对于大直径厚板的对接环缝，多采用悬空双面埋弧焊。由于圆简体外的工作环境较好，所以大量的焊接工作尽可能在圆简外进行，如采用X形坡口，则选用不对称X形坡口，大坡口设置在圆简外面。对于大直径厚度不大的对接环缝，先焊内环缝，焊好内环缝后再焊外环缝。对于小直径简体的对接环缝，由于焊机或人不能进入简体内焊接，只能采用单面焊接，通常采用C02气体保护焊或焊条电弧焊打底焊，再焊上一、二层，焊缝厚度达到6~7mm后，用埋弧焊焊满坡口。如果构件重要，又无法底部清渣，则打底层用氨弧焊，其上几层用C0}气体保护焊或焊条电弧焊，加焊到焊缝厚度达6~7mm后，再用埋弧焊焊成。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

2.焊接环缝用的设备装置焊接环缝除了需要埋弧自动焊机外，还需配备滚轮架和操作机。图2一15和图2一16分别为经常在环缝埋弧焊中应用的自调式焊接滚轮架和伸缩臂式焊接操作机。1)焊接操作机焊接操作机是将焊机准确地保持在焊接位置上，或以给定速度均匀移动焊机的装置。设置在焊接操作机上的埋弧焊机，与焊接滚轮架等设备配合，可以方便地完成内外环缝、内外纵缝的焊接;与焊接变位机配合，可以焊接球形容器焊缝、堆焊焊缝等。埋弧焊焊接操作机，较常见的有伸缩臂式、平台式、龙门式和悬臂式等多种型式(图2一17所示)。其中以伸缩臂式焊接操作机的功能最全、通用性最强，在国外应用较多，国内也有定型产品(型号为MZ9一1000)。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊(1)伸缩臂式焊接操作机[图2一17(a）所示〕】，由立柱4,滑座3,横臂2和台车5组成。台车上装有立柱，立柱可绕自身轴线回转，滑座可沿立柱升降，滑座内装有可沿水平方向伸缩移动的横臂，埋弧焊机1设置在横臂的一端。控制横臂、滑座立柱和台车的位置，可将焊机送到操作机动作范围内的任何地方。由于操作机的活动环节较多，除各部件要具有足够刚性之外，还应保证加工装配的精确度。伸臂式焊接机的横臂可沿立柱升降，空程时的升降速度为60m/min，升降行程为4m，并能沿齿条导轨在横臂进给机构的拖动下进行伸缩。空程时，伸缩速度为300m/min;焊接时，伸缩速度为6~60m/min，此速度即为焊接速度，伸缩行程为3.5m。立柱可绕轴线回转，焊接回转速度为0.5r/min;立柱回转角度为360°，也可依靠手动回转。行走台车在钢轨上移动，空行速度为360m/h。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

伸臂式焊接机具有横臂升降和伸缩、立柱回转、台车移动4个运动功能，并能以规定的焊接速度，沿预定的焊接路线移动焊机，将焊机送到并保持在焊件位置上。因此，它能在多种工位上实现焊接。可完成的焊件直径为0.4~4m，长度最大为3.5m。为保证焊接质量，立柱回转、台车运行、横臂伸缩要求保证平稳，不发生颤抖和冲击。伸缩臂式操作机与焊接滚轮架配合，可以焊接内外环缝;将焊件固定，利用横臂伸缩移动，可以焊接内外纵缝和拼接缝。(2)平台式焊接操作机【图2一17(b)所示】，由操作平台2、立柱3和台车4组成。立柱固定装在台车上，台车可沿轨道移动，操作平台在立柱上可以升降。操作平台供焊机1行走和操作者乘座。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊平台式焊接操作机结构较简单，刚性和稳定性较好，使用也较广泛。缺点是只能焊接外环缝和外纵缝(只有当焊件直径很大，足以容纳平台时，才能焊接内环缝和内纵缝)。(3)龙门式焊接操作机【图2一17（a所示】，一般为四柱门式结构，在龙门架2内，有可升降的操作平台1，平台上放置焊机3。焊机能在平台上前后移动，龙门架则在地面轨道上移动。龙门式操作机刚性很好，但结构粗笨、占地面积较大。它只能焊接外环缝和外纵缝。(4)悬臂式焊接操作机【图2一17(d)所示】，由悬臂3、立柱4和固定在悬臂端部的焊机1组成。立柱固定不动，悬臂可沿立柱升降。悬臂长度一般不能调节，但也有将悬臂做成多节伸缩可调的。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

悬臂式焊接操作机主要用于小直径简体内纵缝和内环缝的焊接。受焊件尺寸的限制，悬臂一般都做得细而长，因而悬臂刚性较差，端部的焊机头容易发生抖动而影响焊接。为此悬臂常采用轻型衍架结构，有时还在悬臂前部设置支撑滚轮20悬臂端部仅安装焊机的机头部分，以减轻质量和减小轮廓尺寸。而焊丝盘、控制盘等都设置在悬臂靠立柱的一端，焊剂由软管用压缩空气输送到焊接部位。焊机头上装有45°布置的平面反光镜，可以从焊件外面观察和控制焊接过程。这种操作机可以焊接直径小至400~500mm的简体内焊缝。焊接时，简体放置在可沿轨道移动的台车式滚轮架上，悬臂上的焊机头固定不动，依靠简体在台车式滚轮架上转动焊接内环缝;或靠台车带动简体以焊接速度移动，焊接内纵缝。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊2)焊接滚轮架焊接滚轮架是靠滚轮与焊件间的摩擦力带动焊件旋转的装置，适用于简形和球形焊件纵、环缝的焊接。焊接滚轮架由机架和机架上的滚轮组成。滚轮有全钢轮、橡胶缘钢轮及组合轮等多种结构形式。全钢轮承重能力大，但与焊件的摩擦系数小，传动不够平稳;橡胶缘钢轮是在钢轮的外缘包覆橡胶圈制成的，这种滚轮与焊件的摩擦系数大，传动平稳，但重载时橡胶易压坏，一般用于载质量50t以内的滚轮架;组合轮由钢轮与橡胶轮并排在一起组成，它同时具备前两种滚轮的优点，但结构较复杂，一般用于载质量50t以上的滚轮架。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

一台焊接滚轮架至少具有两对滚轮，其中可有一个、一对或一排是主动滚轮，也可以全部是主动滚轮。具有一对主动滚轮的径向传动式滚轮架，它的应用最广，全主动轮滚轮架主要用于球形焊件。焊接滚轮架大都采用无级调速，可在需要范围内改变主动滚轮的转速，主动滚轮外缘的线速度就是焊件的焊接速度。为了保证滚轮架运行稳定和使用安全可靠，滚轮架滚轮间的中心距离与焊件直径应保持一定关系，使焊件截面中心与两个滚轮中心连线的夹角在50°~110°范围内(图2一18所示)。当超出这个范围时，一般应该调节滚轮中心距。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

在焊接滚轮架上焊接环缝时，往往会出现焊件的轴向偏移，使焊丝偏离焊接部位，焊接多层环缝时，轴向偏移更为严重。造成轴向偏移的主要原因，除焊件本身存在锥度等可变因素外，还与滚轮架的制造和安装精度有关，比较难以控制。防止轴向偏移的简便方法，是在焊件端面加支撑滚轮。先进的方法，是利用传感器检测焊件端面的偏移量，将信号送到执行机构，调节一对滚轮的方向或高低，使焊件向反方向偏移实现补偿。利用这种原理工作的自动补偿滚轮架，可将焊件的轴向偏移量控制在0.5mm范围内。3)焊剂垫焊接环缝时，可在简体外侧下部装设焊剂垫。常用的焊剂垫有连续带式和圆盘式两种。连续带式焊剂垫的构造见图2一19所示。带宽200mm，绕在两只带轮上。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊一只带轮固定，另一只带轮通过丝杆调节机构作横向移动，以放松或拉紧带。使用前，在带的表面撒上焊剂，将简体压在带上，拉紧可移带轮，使焊剂垫对简体产生承托力。焊接时，由于简体的转动带旋转，使熔池外侧始终有焊剂承托。焊剂垫上的焊剂在焊接过程中会部分洒落，这时应再添加一些焊剂，以保证焊剂垫上始终有一层焊剂存在。

圆盘式焊剂垫如图2-20所示。工作时，将焊剂装在圆盘内，圆盘与水平面成45°角，摇动手柄即可转动丝杠，使圆盘上下升降。焊剂垫应压在待焊简体环缝的下面(容器环缝位于圆盘最高部位，略偏里些)，焊接时，由于简体的旋转带动圆盘随之转动，焊剂便不断进到焊接部位。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

由于圆盘倾角较小，焊剂一般不会流失，但焊接时仍应注意经常在圆盘上保持有足够的焊剂，升降丝杠必须有足够的行程，以适应不同直径简体的需要。圆盘式焊剂垫的主要优点是焊剂能始终可靠地压向焊缝，本身体积较小，使用时比较方便灵活。4)焊剂保留盒直径小于500mm的简体进行外环缝焊接时，由于简体表面的曲率较大，焊剂往往不能停留在焊接区域周围，容易向两侧散失，使焊接过程无法进行。在生产中通常采用一种保留盒将焊接区域周围的焊剂保护起来，见图2-21所示。焊接时，保留盒轻轻靠在简体上，不随简体转动，待焊接结束后，再将保留盒去掉。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊三、对接环缝的焊接工艺1.引弧熄弧技术1)引弧由于无法设置引弧板，环缝埋弧焊的引弧只能在正式接缝坡口上进行，为防止焊穿，可用小电流引弧，引弧后逐渐转为正式的焊接工艺参数进行焊接。对于引弧段焊缝可以用两种处理方法。(1)将引弧段焊缝用碳刨刨去。(2)用上一层稍大的焊接电流将其全部焊透，由于引弧段焊缝用小电流焊上一层薄的焊缝，所以把它焊透是可行的，对于一般结构可用此法。引弧时切记一定要先引燃电弧，然后再启动滚轮架使简体转动。若同时按焊机启动按钮和滚轮架运转按钮，一旦引弧未成焊丝砧住钢板，简体转动将拖住焊机走动，无法焊接。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

2)熄弧对于多层焊的熄弧不必担忧焊穿，只要焊过前一层的开始端约5一10mm,即可熄弧。若有余高过高现象，可用砂轮打磨。对于单层焊的熄弧，要焊到正常焊缝(引弧段不计人)方可熄弧。

2.焊丝的偏移距离众所周知，熔池处在水平位置冷凝结晶时，焊缝的成型最佳。环缝埋弧焊时，熔池从熔融状态至冷凝结晶状态，其位置是在变化的。如果焊丝处于水平位置(外环缝最高点，内环缝最低点)，则熔池由水平位置的熔融状态转到倾斜位置冷凝结晶，这样的焊缝成型就差。正确的焊丝位置是使电弧加热形成的熔池跟随简体转到水平位置冷凝结晶，在水平位置冷凝的焊缝成型为佳。所以焊外环缝，焊丝应处在下坡位置，而焊内环缝的焊丝应处在上坡位置，如图2一22所示。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊至于焊丝偏移环缝垂直中心线的距离，应由简体直径与板厚、焊接电流大小及焊接速度而定。通常大直径简体板厚，焊接电流也大，形成熔池体积大，冷凝时间长，则焊丝偏移距离大，表2-9为焊丝偏移简体垂直中心线的距离，可供参考。在焊外环缝时，如果焊丝偏移距离过大或过小，则焊缝中部会出现下凹或高凸的现象，如图2-23所示。不过，当简体直径很大时，熔池冷凝走过的圆弧段，接近直线，这样焊丝偏移距离就没有多大意义了。

3.环缝埋弧焊的工艺参数焊环缝需要焊丝偏移，其结果:焊内环缝是上坡焊，焊外环缝是下坡焊。显然上坡焊的电流应该比平焊的电流要小，对于5mm直径焊丝来说，约减小50A。而电弧电压提高2.4V，且减小焊接速度。下坡焊应适当减小焊接电流和电弧电压，但焊接速度应略提高，防止熔池金属向两侧满溢，使焊缝能平滑过渡。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊在焊接多层环缝时，若认为简体转速不变，焊接速度也不变，这是错误的。当进行外环缝焊接时，逐层向上焊，电弧和简体转动中心距离远了(即半径增大了)，虽然简体转速是不变的，但电弧移动的速度(即焊接速度)增大了。越是向上层焊接，焊接速度增加越大。在此情况下，以下两种解决方法。1)逐层焊接时，可逐层减小简体转速，这样能使焊接速度维持基本不变。2)逐层增大焊接电流，以补充因增大焊接速度而减小的焊接线能量，使焊接线能量维持基本不变，这样焊缝的截面可保持基本不变。当然，在增大焊接电流的同时，应提高一些电弧电压。当焊接厚板多层内环缝时，若简体转速不变，越向上层焊，电弧和简体转动中心距离越近，则焊接速度越小。这和焊外环缝的焊速变化是相反的。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

4.环缝的焊接顺序

1)内外环缝的焊接顺序对于低碳钢和低合金结构钢简体上的环缝，先焊内环缝后焊外环缝。因为在简体外进行碳刨清根和焊接工作的条件要好得多。对于不锈钢简体的环缝，由于接触腐蚀介质的是内环缝，为了防止内环缝产生晶间腐蚀，则先焊外环缝后焊内环缝。2)多层多道环缝的连续焊接多层多道的环缝，可以实施连续焊接。当第一层环形焊道将要焊成时，可将导电嘴略微升起，不间断地焊第二层焊道。当由几道焊道组成一层时，先在靠坡口一侧开始焊，由近及远地焊到坡口另一侧，升高导电嘴焊上一层，则从坡口另一侧开始焊，返回到坡口原一侧，电弧往复来回逐层向上，如图2-24所示。当变更焊道横向位置时，应平稳快速地横向移动导电嘴和焊丝。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊多层多道环缝是连续焊接的，由于连续不停弧，这就要求焊接电源在100%负载持续率条件下工作，要注意焊接电源是否过载。多层多道环缝埋弧焊时，同样要重视清渣工作。还应注意焊丝和焊剂的量是否备足。2.4任务实施(1)滚轮架的调整。焊接简体的环焊缝，应在埋弧自动焊专用的辅助设备上进行。将组装好并清理干净的简体件吊放在焊接滚轮架上。为了保证滚轮架运行安全可靠，焊件转速均匀，应调整焊件截面中心与两个滚轮中心的夹角在50°~110°范围内。若简体有锥度时，应采用限位滚轮进行调整，防止简体轴向窜动。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

调整轴向偏移时，人要站在简体正面被动轮一侧，使简体向上转动。用石笔扁平端贴在滚动轮架上，使之与转动的简体接触留下划痕(100mm长)，再转动一周同样划痕，若两条线重合则表明无轴向偏移;若不重合，两条线的间距B,即为轴向偏移量，此时用撬棍将被动轮架朝焊件偏移的反方向移动B‘(B’=B),如图2-25所示，重复复校至符合要求(焊件每转动一周轴向偏移<2mm)。

(2)确定工艺参数。先进行简体的内环缝焊接，根据相关知识中V形坡口双面埋弧焊工艺，选择简体环缝焊接的工艺参数见表2一10所列。因为焊接滚轮架上的简体靠焊接滚轮架的从动轮带动，通过与简体表面的摩擦使简体匀速转动，而在简体上作业的埋弧焊机，其焊接速度必须与简体的线速度同步才能正常工作。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊因此，焊接简体的线速度即为焊接速度。操作时，可通过焊接滚轮架的无级调速达到与焊接速度相一致。

(3)引弧前，接通焊接操作机的电源，移动伸缩臂，将焊丝调到偏离简体中心30~40mm的地方，处于上坡位置。引弧时，采取慢速引弧法(划擦引弧法)，即焊件先转动一焊丝慢速送给一划擦焊件一引燃电弧一正常送丝焊接。此种引弧方法，焊丝送进慢速，有充分条件在焊丝与焊件之间产生电弧，并以此为信号自动反馈，使焊丝送给速度逐渐正常，达到预定的正常焊接工艺参数。(4)开始焊接。焊接过程中，要注意稳定焊接工艺参数，始终保证导电嘴、焊丝在接缝处的位置。因环缝焊接使简体转动容易产生轴向移动，所以，必须及时调整导电嘴、焊丝与接缝的间距，防止产生焊偏。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊（5）内环缝焊完后，从简体外面用碳弧气刨清理焊根，刨槽深度为5~6mm，宽度为12~14mm。其气刨工艺参数见表2一11所示。

(6)清根后，清除刨槽及两侧表面的刨渣，将焊接操作机移到简体上方，焊丝调整为偏离中心约35mm处，相当于内环缝的下坡焊位置焊接外环缝，其他工艺参数不变，如图2-11所示。(7)焊接结束。焊接结束时环缝的始端与尾端应重合30~50mm。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊2.5重点提示(1)在进行埋弧自动焊时，要防摔伤和碰伤。在焊接简体的外环缝或外纵缝时，其操作位置都比较高，要防止摔伤。焊接简体或其他形式焊件时，由于焊件尺寸大，质量大，在吊装过程中，装夹要牢，动作要稳。焊件放置在滚轮架上时，应仔细调节，将焊件的重心调到两个滚轮中心至焊件中心连线夹角允许的范围内。若焊件简体由于制造误差带锥度时，则应采用限位滚轮，防止简体轴向窜动。(2)环缝埋弧焊是由多人联合操作，每次焊接时必须要有2,3人同时进行，1人操纵焊机，1人添加焊剂，1人负责清渣(或后两者由同1人负责)。所以操作时应密切配合，并服从操纵焊机的焊工指挥。(3)埋弧焊时若焊丝偏移量调节不当，会造成熔渣超前;当焊丝不对中，焊接电流小，一侧温度偏低时，会导致焊剂残留在焊缝中而形成夹渣缺陷。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊(4)当焊剂保留盒过低，存有砧渣时，在焊接过程中熔渣容易被砧渣拖压，出现焊缝中间凸起、两边凹陷的不良外观形状。(5)焊丝位置和角度不正确，焊接工艺参数选择不当，容易产生咬边缺陷。(6)焊接速度过慢，电弧电压过高，焊丝偏移量选择不当，焊接时前部焊剂过少并且焊丝向前弯曲时，会产生焊缝金属满溢的缺陷。2.6任务评价焊接质量检测要求如下。(1)焊缝外观成型整齐、美观。无咬边、焊瘤及明显焊偏现象。(2)测量焊缝外形尺寸。焊缝余高0~3mm;宽度14~16mm;焊缝两侧无棱角，呈圆滑过渡。(3)按JB4730标准进行100%RT探伤，评定标准达到Ⅱ级以上为合格。评分标准见表2一12所列。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊2.7任务拓展1.焊丝的保管和使用

(1)焊丝应有生产厂的质量保证书，每包焊丝中必须有产品说明书和检验产品合格证。

(2)焊丝应堆放在通风良好、干燥的库房内，库房的室温在10℃~15℃以上，最大相对湿度为60%。

(3)要按焊丝类别、规格分别堆放，要避免混放，防止发错、用错。

(4)堆放焊丝时，不允许直接放在地面上，堆放焊丝的架子或垫板应离开地面、墙壁不小于300mm。

(5)搬运焊丝时，要避免乱扔乱放，防止包装破坏。切勿滚动，防止焊丝乱散。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

(6)开包后的焊丝应在2天内用完。当焊丝未用完，需放在焊机上过夜时，要用塑料纸或其他物品将焊丝盘罩住，以减少焊丝与潮气接触。

(7)对于3天以上不用的焊丝，要将焊丝连同焊丝盘取下，退回材料仓库保管。

(8)使用焊丝时，应防止焊丝吸潮、生锈、沾污。

(9)若发现焊丝有明显机械损伤或过量的锈斑，应将焊丝退库。

(10)焊前没有必要烘干焊丝。但对于受潮严重的焊丝，可采用120℃-150℃烘干1~2h。2.焊剂的保管和使用上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

(1)焊剂应有生产厂的质量保证书，每包焊剂必须有检验产品合格证。

(2)焊剂应放置在通风良好、干燥的库房内。

(3)搬运焊剂切莫乱扔乱放，防止包装破损，焊剂流散、沾污。

(4)焊剂必须按规定的标准进行焙烘，常用焊剂的焙烘温度和时间可参照表2一13所列。

(5)烘干的焊剂要避免受潮、沾污、混杂。

(6)对现场未使用完的焊剂，在大气中置放时间不允许超过规定的极限时间(熔炼焊剂为24h，烧结焊剂为10h)。若超过极限时间，必须对焊剂进行再烘焙。上一页下一页返回任务2对接顶缝双面焊

(7)焊前坡口两侧各20mm范围内应清扫干净，避免回收焊剂时混入铁锈等杂质。

(8)正确使用焊剂回收装置，同时要防止其他杂物混入。

(9)有的场合需要两种焊剂均匀混合使用时，如焊接15MnMoVN钢，采用H08Mn2Mo焊丝、HJ250+HJ350(2:1)焊剂，则应该事先将焊剂按比例均匀混合后，再倒入焊剂斗。切勿在焊剂斗内混合。

(10)从库房领取的焊剂应放入焊剂保温箱(5kg容量)内，使用时倒入焊机的焊剂斗内。上一页返回任务3平板对接单面焊双面成型任务引入在焊接结构生产中，由于焊接结构的特点，有时不能实施双面埋弧焊，例如焊接船体大接头焊缝，不可能将船翻身;焊接小直径简体、吊杆、压缩空气瓶封头接缝时，自动焊机也不能焊接反面焊缝。在此情况下，可以采取单面焊双面成型技术，利用不同的衬垫，在各种不同的衬垫下进行一次正面埋弧自动焊焊接而达到背面同时焊透成型。根据背面衬垫的不同，有铜垫法、焊剂垫法、焊剂一铜垫法、软衬垫单面埋弧焊等。这些方法提高了生产率，减轻了劳动强度和改善了劳动条件，不仅适用于平直钢板或直线形的焊缝，对于有曲面的钢板和曲线形的接缝，同样适用。现有两块Q235-A低碳钢板，坡口为I形坡口，准备实施焊剂一铜垫法单面埋弧焊。如图2-26所示，具体技术要求如下。下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型任务分析针对焊剂一铜垫法单面埋弧焊，首先要进行埋弧焊设备、焊丝、焊剂的选用，将焊件、引弧、收弧板按照定位焊的要求先行组装，利用电磁平台将带槽铜垫和实习焊件装配好，焊接时铜垫内通冷却水，铜垫紧贴在焊件背面。电磁平台上的电磁铁将焊件牢牢吸紧在平台上，以达到正面焊接，正反成型。此时，背面焊缝成型稳定、均匀，而且焊接变形小，根据I形坡口焊剂一铜垫埋弧焊的工艺选择工艺参数，调试埋弧焊机，注意遵守埋弧焊安全操作内容，贯彻埋弧焊的相关焊接标准，焊后进行焊接件的外观检验。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型3.1任务准备

(1)焊机选择。MZ-1000型埋弧自动焊机一台。

(2)准备两块Q235-A低碳钢板，坡口为I形坡口。

(3)因为焊件为Q235-A钢板，在进行低碳钢和低合金结构钢埋弧焊时，应根据等强度原则，选用与母材强度相对应的焊丝，所以焊丝选用H08A或H08MnA，直径5mm。

(4)在埋弧焊焊剂与焊丝的选配中，根据各类常用钢材埋弧焊焊丝一焊剂组合，焊剂选用HJ431。焊前应除去焊丝上的油、锈及其他污物，焊剂、焊条应烘干。

(5)对焊接区及附近的油污、铁锈等，用角向磨光机打磨干净，使其坡口面及其两侧各20mm范围内不存在污物，以免焊接过程中产生气孔或熔合不良等缺陷，如图2-27所示。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型

(6)在试板两端装焊引弧板与引出板，尺寸为10mmx100mmx100mm两块。定位焊采用E4303(J422)，直径4mm的焊条，定位焊用焊接电流比正常焊接电流大10%~15%。

(7)焊接前，将带槽铜垫和实习焊件按图2-28所示装配。装配时采用电磁平台使铜垫紧贴于焊件的下方。铜垫由通气管承托，通气管内通0.4~0.5MPa的压缩空气，将铜垫紧贴在焊件背面。气压应均匀一致，不应有过大或过小的波动，电磁平台由6块电磁铁组成，紧紧吸住焊件。焊缝的反面成型由铜垫来控制。铜垫内预先钻好孔，焊接时内通冷却水，使铜垫在焊接过程中不致被熔化的铁水茹牢或烧坏。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型3.2安全文明生产要求

(1)在选择焊接工艺参数时，不要使焊接电流达到焊机超载工作状态，长时期的超载会使焊机寿命缩短，电缆橡胶损坏甚至过载而烧坏焊机。

(2)电焊设备的安全检查、外部接线及故障修理是由电工负责的，焊工不得随意拆修设备和更换保险丝等。

(3)焊机在使用中如发现故障，焊工应立即切断电源，然后通知电工检查修理。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型3.2相关专业知识一、单面焊双面成型埋弧焊操作方法及工艺

1.焊剂铜垫法铜垫法的最大特点是，可以使用大电流以提高焊接效率，但该方法存在的主要问题是，如果焊接背面与铜垫板密封接触不良，则容易产生咬边、焊瘤、未熔合等缺陷。因此，铜垫板法只有在焊缝背面与铜垫板密封接触良好的条件下，才能得到外观整齐、均匀的背面焊道。这对现场装配而言，要求十分苛刻。与铜垫板法相比较，焊剂垫法的最大特点是，能确保焊缝背面与焊剂密封接触良好，因而难以发生焊瘤、咬边等现象。由于焊剂对焊缝处的柔性支持，从而降低了对焊缝装配尺寸的要求，提高了效率。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型但若用大电流焊接，则容易发生背面焊道宽度不均，而且焊接工艺参数许用范围比较狭窄。焊剂铜垫法(FluxCooperBacking,FCB)则综合了上述两种焊接方法的优点。焊剂铜垫法是在铜垫板上均匀撒布4~6mm厚度的衬垫焊剂，然后用空气管等简单的顶压装置，将上述敷好焊剂的铜垫板压紧到焊缝背面使其与工件紧密贴合，再从正面进行单面焊接，最终形成背面焊道的一种单面埋弧焊接法。2.焊剂铜垫法的装置焊剂铜衬垫单面埋弧焊原理如图2一29所示。在中厚的铜垫板上铺上厚度均匀的衬垫焊剂，铜板由压缩空气软管托起，焊剂和工件背面接触严密。铜板厚约12mm，宽约120mm，焊剂厚度约5mm。由于焊剂的封闭作用和铜板的冷却作用，使下面的焊道成型很好，外观美，焊缝余高均匀一致。对坡口精度要求不太高，并且可以用较大的电流焊接。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型

为了防止铜板烫坏空气软管，中间需有绝热层。图2一30为空气软管装置图，在铜垫板和软管中间加石棉板、石棉布及保护板。为了使铜板不倾斜，需要用粗直径的软管或者是两个并列软管。对于厚度在10mm以下的薄钢板，为防止焊接变形，用磁铁和辅助板在焊缝两侧加强，如图2一31所示。

3.焊剂铜垫法专用焊剂焊剂铜衬垫单面埋弧焊的焊剂有表面焊剂、衬垫焊剂。FCB法的专用焊剂有PFI-45和PFI-50(日本)。PFI-45用于低碳钢焊接，PFI-50用于低合金高强度钢。它们都是烧结焊剂，焊剂中添加了多量的铁粉。使该焊剂更适合大电流和高速度焊接，焊缝金属的冲击韧性好。由于产生的熔渣少，使得底面焊缝金属的量增加，焊缝更饱满。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型

4.坡口尺寸及焊接规范用单丝进行焊剂铜衬垫单面埋弧焊，通常用板厚在14mm以下的不开坡口I形对接，如图2一32所示。为了保证焊透和反面成型留有间隙，间隙通常选3~4mm左右。焊丝直径选为4mm。随板厚的增大，间隙略有加大，焊接电流也相应增大，但焊接电流并不和板厚成正比。焊透和熔敷金属的增加还可借助于焊接速度的减慢而获得。表2一14为焊剂铜衬垫单丝单面埋弧焊的工艺参数。

表2一15为V形坡口尺寸及焊接规范，操作时注意焊丝的倾斜角度，如图2一33所示。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型二、埋弧焊焊接参数埋弧焊选择工艺参数的原则是，应保证电弧稳定燃烧，保证焊缝良好成型及形状尺寸符合要求;焊缝内部无气孔、裂纹、夹渣、未焊透等缺陷;焊缝及接头性能满足技术要求。应合理地选择热输入，并充分考虑到焊缝成型系数和熔合比的影响。在保证质量的前提下，力求较高的生产率，消耗较低的电能和焊接材料。埋弧焊焊接参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝倾斜角度、焊件位置影响、坡口尺寸、焊剂层厚度、焊丝直径与伸出长度等。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型

1.焊接电流当其他条件不变时，焊接电流增加，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度几乎保持不变(或略有增加)。电流是决定熔深的主要因素，增大电流能提高生产率，但在一定焊速下，焊接电流过大会使热影响区过大，易产生焊瘤及焊件被烧穿等缺陷，若电流过小，则熔深不足，产生熔合不好、未焊透、夹渣等缺陷，并使焊缝成型变坏。焊接电流决定了焊丝的熔化速度和焊缝的熔深。焊接电流对熔深的影响如图2一34所示。

2.电弧电压电弧电压增加，焊缝熔宽B增加，而熔深H和余高则略有减小，其变化趋势如图2一35所示。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型应当指出，电弧电压的调节范围是不大的，它要随焊接电流的调节而相应地调节，即当电流增加时，要适当增加电弧电压，这样才能保证焊缝成型系数B/H在良好的范围内，其对应关系见表2一16所列。焊接电压是决定熔宽的主要因素。焊接电压过大时，焊剂熔化量增加，电弧不稳，严重时会产生咬边和气孔等缺陷。

3.焊接速度其他参数不变，焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降。如焊接速度过快时，会产生咬边、未焊透、电弧偏吹和气孔等缺陷，以及焊缝余高大而窄，成型不好;如焊速过慢，则焊缝余高过高，形成宽而浅的大熔池，焊缝表面粗糙，容易产生满溢、焊瘤或烧穿等缺陷;当焊接速度太慢而且焊接电压又太高时，焊缝截面呈“蘑菇形”，容易产生裂纹。焊接速度对熔深、熔宽的影响如图2一36所示.上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型

4.焊丝倾抖角度埋弧自动焊焊丝在运动的平面内与焊件垂直的夹角称为焊丝倾角，前倾角如图2一37(a)所示,后倾角如图2一37(b)所示。图2一37(c)是焊丝后倾时，倾角从0°~60°焊缝形状的变化情况。前倾的情况很少应用。单丝焊时焊件放在水平位置，焊丝与工件垂直。当采用前倾焊时，焊缝成型系数增加，熔深浅，焊缝宽，一般适用于薄板焊接。焊丝后倾时，焊缝成型不良，一般只用于多丝焊的前导焊丝。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型

5.焊件位置影响焊件与水平面的倾斜度刀称为焊件倾斜角。当焊件倾斜时，使焊接方向有下坡焊和上坡焊之分，合理的倾角为6°~8°当进行上坡焊时，刀角对焊缝成型的影响如图2一38(a)所示，熔池液体金属在重力和电弧作用下流向熔池尾部，电弧能深人到熔池底部，使焊缝厚度和余高增加，宽度减小。如上坡角度>6°~12°时，成型会恶化，因此自动焊时，实际上总是避免采用上坡焊。下坡焊的情况正好相反，如图2一38(b)所示，但角度>6°~8°时，则会导致未焊透和熔池铁水溢流，使焊缝成型恶化。上一页下一页返回任务3平板对接单面焊双面成型

6.坡口对焊缝成型的影响增加坡口的深度和宽度，焊缝熔深增加，熔宽减小，余高和熔合比则显著减小，通常可以用开坡口的方法来控制焊缝的余