表面探伤焊缝焊接操作控制

表面探伤焊缝焊接操作控制

毛德仁,崔传学

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000

摘要：基于产品设计和焊缝承载等质量要求，在焊接制造过程中我们会遇到很多表面成型要求高，进行表面探伤检验要求的焊缝，在保证焊缝内部质量的基础上，其实控制焊缝表面成型以及控制表面焊缝探伤缺陷数量是有一定技巧的，只有熟练掌握这项技巧才能确保焊缝的内外质量都合格。本文从焊接过程入手，对焊接过程特别是表面焊接成型质量控制进行探讨，以对焊接作业操作过程提供一些参考。

关键词：焊接；表面质量；表面探伤

引言

一件焊接制造部件，前后经过板材切割，坡口制备，组装装配，焊缝焊接，部件打磨，探伤检验等制造环节才能成为合格的部件，尽管焊缝焊接只是这里的一个环节，但实际所有环节都是为焊缝过程服务，都影响整个部件焊接的质量结果。下文主要从焊接操作过程入手，重点探讨操作过程对焊接表面质量的影响和控制。

1 确保操作观察

首先应该确保能够很好地观察到熔池，确定熔池的形状、熔孔的大小以及焊缝金属与熔渣的分离情况。熔池形状一般应该保持为椭圆形（圆形的温度过高容易造成焊瘤和焊穿），熔孔大小以电弧融化母材两侧钝边且深入为0.5-1.0mm如下图所示。熔孔过大容易造成背部焊缝过高或者焊瘤的产生，熔孔过小则会使焊缝出现未焊透等现象。

2 关注弧焊声响

弧焊焊接过程中伴随着母材和焊接材料燃烧的声响，有经验的焊工都指导，通过辨别这种弧焊的声响，可以在一定程度上辨别焊缝熔池的融合情况。焊接时应该注意电弧击穿钝边是否发出的“噗噗”的声音，如果有这个声音的话表示钝边被击穿了，如果没有则表示钝边没有被击穿，容易造成未焊透，融合不良的现象。

3 操作过程控制

1）保证手的稳定准确。焊条焊接时，铁液的送给位置和运条的间距要准确，一般的话要求每个熔池与前面熔池的重叠部分为2/3，有1/3的电弧部分在熔池前方，保持对钝边的持续击穿和加热，只有保持运条稳定，送给时机及位置准确就能够得到焊缝成形均匀平整的焊道。（这项需要不断的练习得到的）

2）保证弧焊过程“短”。“第一短”断弧焊，要求熄弧与引弧之间的时间间隔短，每次重新引弧是应该在熔池半凝固状态下（护目镜状态下熔池呈现黄亮色），这样能够避免夹渣气孔以及背部焊缝过高以及焊瘤、烧穿缺陷的产生；第二是指焊接弧长要短（即短弧焊接），所谓的长弧与短弧的区别为当电弧长度大于焊条直径时称为长弧，小于焊条直径时称为短弧。这样能够有效保护焊缝熔池，同时减少焊接飞溅等问题的产生。

3）控制铁液和熔渣的流动方向。控制铁液在电弧吹力的作用下向后方流动，能够更好地使铁液和熔渣的分离，避免夹渣和气孔的产生。

4)控制熔池的温度和熔孔的大小。应控制熔池的形状，保证熔池椭圆形，并保持熔池的大小不能太大，防止熔池下塌。一般控制熔孔的大小为比间隙大1-2mm，并随时观察熔孔的大小，当熔孔过大时，应熄灭电弧，增加熄弧

时间，降低熔池温度。

5）控制焊缝成形及焊肉的高低。一般的，焊接速度越慢，正反面的焊肉就越高，熔敷金属添加量越多，焊肉越高，焊条位置越靠近熔池的后部，表面焊肉就越高，背面焊肉相对减少，熔孔越大，焊缝背面的焊肉越高，电弧电压越低，焊缝背面的焊肉越高，否则反之。因此应该对焊接角度，焊接速度、熔敷金属添加量等严格控制。

6）底焊的控制。在始焊点上方20mm处引弧，将电弧控制在5mm~6mm长度，缓慢拉至始焊点开始焊接。焊条与试板的下倾角为75°~80°，与焊缝左右两边夹角为90°，当焊至定位焊缝尾部时，应稍作停顿进行预热，采用三角形运条法使焊条电弧把坡口根部熔透形成橢圆形熔池，熔池的上方熔透坡口边形成熔孔。此时听见电弧穿过间隙发出清脆的‘噗、噗’声，表示根部已熔透，这时应立即灭弧，以防止熔池温度过高使熔化的铁水下坠，使焊缝正面、背面形成焊瘤。灭弧后当熔池冷却到暗红色开始起弧依次操作完成打底层焊接，打底层焊缝背面高度（余高）应控制在0~2mm。焊接过程中，要分清铁水和熔渣，避免产生夹渣。在立焊时密切注意熔池形状，发现椭圆形熔池下部边缘比较平直轮廓逐步变成鼓肚变圆时，表示熔池温度已稍高或过高，应立即灭弧，降低熔池温度，可避免产生焊瘤。严格控制熔池尺寸，打底焊在正常焊接时，熔孔直径大约为所用焊条直径的1.5倍，将坡口钝边熔化0.5~1.0mm,可保证焊缝背而焊透，同时不出现焊瘤，当熔孔直径过小或没有熔孔时，就有可能产生未焊透。

7）填充焊控制。填充层焊接时，在距焊缝始焊端上方约15mm处引弧后，将电弧迅速移至始焊端施焊。每层始焊及每次接头都应按照这样的方法操作，避免产生缺陷。运条采用横向锯齿形或月牙形，焊条与板件的下倾角为75°〜85°。焊条摆动到两侧坡口边缘时，要稍作停顿，以利于熔合和排渣，防止焊缝两边未熔合或夹渣。填充焊层高度应距离母材表而低1.5~2.0mm，并应形成平状或轻微凹形，不得熔化坡口棱边线，以利盖而层保持平直。对每层焊道熔渣要彻底清理干净，特别是边缘的熔渣。

8）盖面焊控制。焊条与板件下倾角75°~85°, 采用锯齿形或月牙形运条。焊条左右摆动时，在坡口边缘稍作停顿，熔化坡口棱边线2mm。当焊条从一侧到另一侧时，中间电弧稍抬高一点，保持熔池形状。焊条摆动的速度较平焊稍快一些，前进速度要均匀，每个新熔池需覆盖前熔池2/3~3/4。换焊条后再焊接时，引弧位置应在坑上方约15mm填充层焊缝金属处引弧，然后迅速将电弧拉回至原熔池处，填满弧坑后继续施焊。盖而时要保证焊缝边缘和下层熔合以好。如发现咬边，焊条稍微多停留一会，焊缝边缘要和母材表而圆滑过渡。

结束语

以上这些过程些技巧都是要通过不断的练习得到的，还是要多多练习的。除此之外其他过程也是需要特别关注的，如打磨过程，可以说表面探伤单纯从表现上来说（如磁粉表面探伤），其缺陷的多少除了焊缝焊接本身，有很大因素也是与打磨过程和结果又很大关联的，打磨表面光滑，去除熔合线较为彻底，探伤发现的点状聚粉就会大大减少，也是可以直接减少返修作业的时间的。所以对于焊缝表面质量的控制，还要综合管控。