1.实操讲解
(1)焊前准备
1)焊条E4303, 2.5mm, 3.2mm。
2)钢管材质为20钢,规格为 57mm, L =100mm,壁厚4mm,经机械加工的坡口尺寸如图2-7所示。
(2)操作步骤
1)组对。用直磨头磨光机打磨钢管内外壁焊接区的毛刺和氧化物直至见金属光泽,坡口钝边值应符合图2-7要求。装配间隙为2.0~2.5mm,上部12点钟位置装配间隙为2.5mm,下部6点钟位置装配间隙为2.0mm,如图2-8所示。
图2-7 坡口尺寸
图2-8 装配示意图
采用时钟位置标记法,一般小直径管定位焊一处,定位焊点在1点半或10点半位置,6点钟位置不允许定位焊接,如图2-9所示。定位焊缝长度为5~10mm,要求焊透,并不得有气孔、夹渣、未焊透等缺欠,错边量≤0.5mm。焊点两端应呈斜坡状,必要时可以修磨成斜坡状以利于接头。
图2-9 定位焊缝位置
2)焊接准备。小直径管焊接采用两层两道方式,焊条直径与焊接电流的推荐值见表2-21。
表2-21 焊条直径与焊接电流的推荐值
开始焊接前,将工件按时钟位置固定到焊接支架上,根据自己的身高和习惯姿势调整好工件高度。
3)焊接。
①打底焊。为了使坡口根部焊透,打底焊可采用断弧焊法,焊接时焊条角度应随着焊接位置的不断变化而随时调整。焊接前半部从6点钟后5mm处开始引弧,然后往6点钟位置开始焊接,按照仰-斜仰-立-斜立-平焊位的顺序进行焊接,焊接至12点钟位置后超出5mm左右收弧,焊条角度如图2-10所示。焊接前半部时,起弧位置焊缝应从薄到厚,形成一个斜坡;在收弧位置焊缝应从厚到薄,形成一个斜坡,以便于焊接后半部时接头。后半部采用相反方向焊接。
图2-10 焊条角度
引弧后首先预热坡口两侧1.5~2s,使其接近熔化状态,然后立即压低电弧进行搭桥焊接,使弧柱透过内壁熔化并击穿坡口根部,听到背面电弧的击穿声,立即熄弧,形成第一个熔池。当熔池降温颜色变暗时,再压低电弧向上顶,形成第二个熔池,如此反复均匀地点射给送熔滴,并控制熔池之间的搭接量向前施焊。灭弧动作应干脆,不得拉长弧,平焊、仰焊区段熄燃弧频率为35~40次/min,立焊区段熄燃弧频率为40~50次/min。焊接过程中要保持熔池尺寸形状、大小基本一致,熔孔深入两侧母材0.5~1mm。打底层熔池间搭接量会影响焊件的背部成形,由于在仰焊和立焊位置,熔滴易下淌,故仰焊位、斜仰焊位置搭接量为1/3,立焊位置的搭接量为1/2;而斜平位、平焊位置的搭接量为2/3。
需要注意的是,在与定位焊缝接头时,焊条向下压一下,若听到击穿坡口声后,则快速向前施焊,焊至定位焊缝另一端时,焊条在接头处稍停留,将焊条再向下压一下,又听到击穿坡口声后,表明根部已焊透,恢复原来的操作手法即可。
打底焊后半圈操作方法与前半圈相似,但是仰焊位接头时,应将起焊处的较厚焊道用电弧割成斜坡,有时也可以用角磨机或扁铲等工具修整成斜坡。仰焊位接头时,先拉长电弧预热(见图2-11a),当出现熔化状态时立即拉平焊条(见图2-11b),顶住熔化金属,通过焊条的推力和电弧的吹力形成一斜坡割槽(见图2-11c)。当形成斜坡后马上将焊条角度调整为正常焊接的角度(见图2-11d),进行仰焊位接头(切忌此时熄弧)。随后,将焊条向上顶一下,以击穿坡口根部形成熔孔,使仰焊位接头完全熔合,再转入正常的断弧法焊接操作。
图2-11 后半圈起头焊接示意图
平位接头时,运条至斜立焊位置,逐渐改变焊条角度,使之处于顶弧焊状态,即将焊条前倾,如图2-12所示。当焊至距接头3~5mm即将封闭时,绝不可熄弧,应将焊条向内压一下,待听到击穿声后,使焊条在接头处稍作摆动,填满弧坑后再熄弧。
图2-12 接头收尾示意图
②盖面焊。清除打底焊熔渣及飞溅物,在打底焊道上引弧,采用月牙形或横向锯齿形运条法焊接。焊条角度比相同位置打底焊稍大5°左右。焊条摆动到坡口两侧时,要稍作停留,并熔化两侧坡口边缘各1~2mm,以防咬边。前半部收弧时,对弧坑稍填一些液态金属,使弧坑呈斜坡状,以利于后半部接头;在后半部焊前,需将前半部两端接头部位渣壳去除约10mm左右,最好采用砂轮打磨成斜坡。
盖面层焊接前后两半部的操作要领基本相同,注意收弧时填满弧坑。
4)工件清理。焊接完成后对焊缝区域进行彻底清理,尤其是管内壁,要求对焊接附着物,如焊渣、飞溅物等彻底清除干净,必要时可用扁铲等工具清理大的飞溅物,但是要注意不得留下扁铲剔过的痕迹。清理之前,焊件需经自然冷却,未经允许,不可将焊件放入水中冷却。清理过程中要注意安全,防止烫伤、砸伤以及异物入眼。
(3)注意事项
1)管子装配要同心,内外壁要平齐。
2)工件上非焊道处不得有引弧痕迹。
3)水平固定管打底层接头易出现质量问题,必要时可修磨接头成斜坡状。
4)通球检验,检验球直径为85%管内径,通过即为合格。
2.焊条电弧焊操作禁忌
1)进行打底层断弧焊时,熄弧动作应干脆,不得拉长弧。
2)打底层熄弧和燃弧时间要适宜,根据熔池温度状况调节,平焊、仰焊区段熄燃弧频率为35~40次/min,立焊区段熄燃弧频率为40~50次/min。
3)打底层熔池间搭接量会影响工件的背部成形,仰焊位、斜仰焊位处的搭接量为1/3,立焊位的搭接量为1/2,斜平位、平焊位的搭接量为2/3。
4)由于盖面层仰焊、斜仰焊区段液态金属易下坠,因此要求焊接焊缝要薄,焊条前进的步幅要大,摆动速度要快;由于斜平焊、平焊区段熔池温度偏高,不易达到焊缝高度,因此要求焊缝要焊厚,焊条前进的步幅要小些。