立对接向上焊是指工件和焊缝均处于立向上位置时的操作(见图3-38)。立焊的操作难点在于熔池控制,容易出现熔池金属下淌,致使焊缝出现中间过高和两侧咬边现象。在铝合金立焊焊接中,有4种焊接操作手法应用最为广泛,分别是直线停顿法、快速直拉摆动法、反月牙形摆动法和锯齿形摆动法。
图3-38 立对接向上焊焊缝示意
立焊薄板、厚板对接焊缝无论选择上述哪种焊接摆动方法,都要保证焊缝内部熔合良好,外观成形符合标准要求,厚板具体操作要领如下。
(1)打底层 打底焊焊接均采用单道焊,宜采用直线停顿法焊接,不宜用画圈或大幅摆动的方法。立焊焊枪角度的大小对焊缝内部熔合以及外观质量有较大影响,焊接时焊枪角度应控制在75°~85°(见图3-39)。焊枪角度过小时容易出现熔合不良,过大容易造成焊缝外观成形不良。立焊操作时焊缝厚度不宜过厚,防止出现焊缝金属下淌,且要控制好熔池温度和焊接速度。
带垫板立焊打底层与平焊操作要领相同,对于单面焊全熔透焊缝,无需预留间隙和较大的钝边。焊缝背面成形以观察熔池下凹状态来判断,前部比坡口底面略下凹0.5~1mm为宜(见图3-40),若未出现下凹现象,说明背部未焊透,平焊与立焊观察方法相同。必须指出,焊接操作时电弧指向特别关键,如果焊缝根部电弧热量分布不均,则极易造成焊缝错边问题,出现焊缝背部焊不透,因此务必充分注意。
图3-39 焊枪角度及摆动方法
图3-40 单面焊全熔透熔池状态
(2)填充层 填充层焊缝相对较宽,焊接运枪操作手法可采用快速直拉摆动法、反月牙形摆动、锯齿形摆动均可(见图3-41)。操作时为了避免焊缝出现下淌,焊枪摆动中间过渡要快,坡口两侧适当停顿,保证焊缝过渡平滑,防止焊缝中间凸起、两侧及焊道之间熔合不良。焊枪角度与打底焊相同,摆动停顿点在两侧焊趾处。
需注意的是,在多层多道焊时,电弧软硬度非常关键,直接关系到焊缝成形和内部熔合情况。一般打底焊电弧要偏硬,以保证根部焊透达到一定熔深;填充层电弧适当偏软,既要兼顾一定熔深还要保证焊缝成形;盖面层电弧要适当偏软,保证焊缝达到合适的宽度以及良好的外观成形。此原则同样适用于其他位置的焊接。
最后一层填充焊应注意不要破坏坡口边缘轮廓线,留1.5~2mm不焊满(见图3-42),为盖面层焊缝留有余量,填充层预留量将直接影响盖面焊的操作难度,太大易出现焊不满、咬边问题,过小易出现盖面焊下淌、焊道中间凸起等问题。因此,立焊相对于平焊位置填充层为盖面层焊缝预留尺寸要大,能够降低焊接操作难度并保证焊缝外观成形。
图3-41 填充层焊缝操作
图3-42 填充层预留尺寸
(3)盖面层 盖面层的好坏直接影响到焊缝的外观成形,立焊盖面应用最多的操作手法是反月牙形和快速直拉摆动法(见图3-43),在操作时仍然是中间快两侧停顿,特别注意电弧在坡口两侧棱线处的停顿,电弧中心点要放置在棱线内侧停顿,观察电弧熔化坡口棱线边缘且液态金属填满即可快速摆动到另一侧,依次循环即可,焊枪角度同打底焊,焊接参数见表3-6。
图3-43 盖面层焊缝焊接
表3-6 MIG立焊焊接参数