摘要：生产设备进行维护检修，焊接质量决定产品的设备安全稳定运行，起到至关重要的作用，有时因焊工技术水平及空间环境因素，造成很大经济损失，本文我重点说明垂直固定焊口的焊接工艺和缺陷产生的原因及消除方法。安全方面，我们要执行安全规程，技术方面要执行焊接技术规程。
关键词：垂直固定；焊接方法；质量；安全
正文：
1.试件的准备
1.1试件材质：20#钢管
1.2试件规格：直径159mm*8mm*100mm
1.3坡口型式：机械加工或火焰切割V形坡口
1.4坡口角度：30度坡口
2．焊接材料的准备
2.1焊条型号：E5015（J507）
2.2焊条规格：直径2.5mm 直径3.2mm
2.3焊条使用前应严格使用说明书进行烘干，烘干温度一般为350度到400度烘干一小时为宜，使用前放进保温桶内备用，焊接电源采用直流逆变电源。
3.焊接工艺参数的选择范围
3.1打底焊条采用直径2.5mm焊条，连弧焊接电流为65A-80A，短弧（灭弧）焊接电流80A--95A。
3.2填充焊采用直径3.2mm焊条，焊接电流为95A-115A。
3.3盖面焊采用直径3.2mm焊条，焊接电流为105A-115A。
4.焊件清理打磨准备：
4.1用角相磨光机将管端外壁20mm以内的油污，铁锈，杂质清理干净，使其露出金属光泽。
4.2用电磨将管端坡口内壁20mm以内的油污，铁锈，杂质清理干净，直至其露出金属光泽。
4.3再用角相磨光机将坡口表面油污及铁锈打磨干净。
4.4最后用锉刀将坡口钝边打磨好。
5.焊件的装配和点固
5.1将打磨好的管件水平放置在角铁的槽内，调整好两坡口的间隙，间隙为2.5mm-3.0mm为宜。
5.2用直径2.5mm焊条，调整电流为65A-80A的范围进行点固，点固范围长度为15mm-20mm为宜。
5.3把点固好的焊件拿下来进行间隙调整，找好水平度，确保间隙一致，上坡口钝边厚度2mm左右，下坡口钝边厚度1.5mm左右为宜，可两点点固或三点，根据个人习惯。
5.4用角相磨光机将点焊位置两端打磨出斜坡，以便利焊条收尾接头焊透。
5.5将装配打磨好的焊件垂直放在焊架上固定，准备焊接操作。
6.焊接操作方法
6.1打底层焊接：
6.1.1连弧焊：焊条选择ø2.5mm，电流选择65A--80A。在点固焊点对面坡口处引燃电弧，电弧长度不大于2.5mm，焊条两侧坡口稍作停顿预热坡口1-2秒，立即上下摆动焊条，迅速将上下坡口搭上桥，形成第一个熔池，然后电弧下压击穿坡口，在两侧坡口边缘形成熔孔运条焊接，熔孔应控制在1.0mm左右。熔孔过小会产生焊不透缺陷，熔孔过大会产生焊瘤缺陷。运条方法采用斜椭圆形或斜锯齿形为宜，焊条角度：轴向控制在85°--90°，径向控制在75°-85°，焊接方向从左到右。焊接时保证电弧在上坡口停留时间长，下坡口停留时间短的原则，运条的前进步伐要均匀，速度一致，收弧时采用回焊法，使熔池温度缓慢冷却，并且要填满弧坑，防止产生缩孔和弧坑裂纹。接头焊前，用角向磨光机或锯条将接头处打磨成缓坡形，便于接头。接头焊时，在接头前10mm处引燃电弧，运条到接头处时，下压焊条尽量将电弧送到坡口根部，听到“噗”的一声后，立即摆动焊条，开始正常进行运条。收头前，也要将启头处打磨成缓坡状，当焊接到距离收头处1.0mm--1.5mm时，改为画圈运条，直至将坡口封住再将弧坑填满。
6.1.2断弧焊（灭弧焊）：焊条选择ø2.5mm，电流选择80A--95A。启弧时基本与连弧焊一样，当打开熔孔形成熔池后立即停弧，焊条马上回到焊缝接头处等候，当熔池颜色变暗，马上看不见的时候，立即将焊条送到熔池中心引燃电弧，打开熔孔形成熔池。焊条每一次尽量送到坡口根部，要求送条要稳、准，以确保焊透，保证焊缝质量。运条方法和焊条角度基本与连弧焊相同，接头和收头的方法也近似于连弧焊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆焊后，用角向磨光机将焊缝打磨尤其是坡口两侧干净，确保填充质量。
6.2填充层焊接：焊条选择ø3.2mm，电流选择95A--115A。填充时分两层焊道焊接，第一道焊接时，焊条从左到右，不作摆动，但要控制好熔池形状，保证焊道平整，焊接速度稍慢点。焊条角度：轴向控制在70°--80°，径向控制在80°-90°。接头时稍微抬高电弧但电弧长度不能大于3.2mm喷接方法焊接，收弧时应向前方慢慢抬起焊条。焊接第二道时，焊接速度比第一道焊接速度稍快，对准第一道焊缝的上边沿，焊条作斜椭圆形或谢锯齿形摆动，焊接时随时调整焊条角度，不要产生沟槽，更不能伤害坡口两边缘，填充层的厚度以距离母材表面高度1.5mm--2mm为宜。焊后，清理干净焊缝的熔渣及飞溅，用角相磨光机将填充层高于母材处打磨平整后再进行盖面焊接。
6.3盖面层焊接：焊条选择ø3.2mm，电流选择105A--115A。盖面层分三道焊接，第一道焊接时，焊条对准下坡口边缘直线运条小摆动或不摆动，焊条角度：轴向控制在70°--80°，径向控制在75°-85°，焊接速度稍慢点，熔池形状控制成斜椭圆形，确保焊缝金属与母材圆滑过渡。第二道焊接时，焊条压住第一道焊缝的上边三分之一处，焊条角度：轴向控制在80°--85°，径向控制在80°-90°，焊接速度比第一道稍快，焊条摆动幅度根据具体情况，确保第二道与第一道焊缝不脱节且熔合良好并略高于第一道焊缝为准。第三道焊缝焊条压住第二道焊缝的上边三分之一处，直线不摆动运条或斜锯齿小摆动，焊条角度：轴向控制在85°--90°，径向控制在80°-85°，焊接速度比第二道稍快，焊缝高度要低于第二道焊缝，小于等于第一道焊缝高度，并保证焊缝金属与母材熔合良好过渡圆滑，控制咬边。注意要将下一道与上一道焊道起弧点错开，防止成型不良和应力集中。
7.焊接技术要求
7.1焊缝表面应保持原始状态，表面不得有二次焊接或补焊。
7.2焊缝表面不得有裂纹，未熔合，夹渣，气孔，裂纹和焊瘤。
7.3盖面层不得低于母材。
7.4焊缝余高为0-3mm为宜。
7.5焊缝咬边深度不得大于0.5mm。
7.6背面凹坑深度不得大于0.5mm。
7.7焊缝背面不允许有未焊透现象。
7.8射线探伤不低于二级片。
8.焊缝中常见焊接缺陷产生原因分析
8.1咬边：产生咬边的原因是电流太大，电弧长度太长，焊条角度不正确，看不清楚焊道，手不稳，焊条给不到位置，消除咬边的方法是：焊接时控制好焊接电流，焊条角度不偏离，摆到坡口两侧稍作停留，可有效避免咬边的产生。
8.2焊瘤：产生焊瘤的原因是熔池温度过高，电流太大，控制不住铁水向坡口反面流淌而形成的，消除方法有：焊接时控制好电流，控制好熔池温度，控制好熔孔的大小可避免出现焊瘤。
8.3根部未焊透：根部未焊透产生的原因是电流太小，焊接时未形成熔孔就抬弧，焊接速度过快，分不清铁水和药皮，坡口角度小，钝边太大，对口间隙小。消除方法有：选择合适的焊接电流，调整好对口间隙，钝边不要太大，操作得当均可避免。
8.4弧坑产生：弧坑产生的原因是灭弧时间过短，收弧时未能及时添满，焊接电流过小，铁水太稀，焊条未在熔池坑处停留，未能充分填满弧坑所产生的缺陷。消除方法有：焊接收弧时填满弧坑，焊条在弧坑处应反复点焊，或在弧坑处划圆圈均可避免此类缺陷的产生。
8.5未熔合：形成未熔合的原因是焊接电流太小，焊接角度不正确，焊接电弧未深入到坡口根部，未能充分熔化坡口两侧，电弧偏吹，盖面时，焊条与坡口边母材未熔化，均可造成未熔合。消除方法有：焊件焊前预热，控制好焊条角度，焊弧深入到坡口根部，使其坡口两侧充分熔化，选择合适的焊接电流，控制电弧偏吹均可避免未熔合的产生。
8.6夹渣：产生夹渣原因是层间焊渣清理不干净，焊接电流小，焊接速度过快，分不清铁水和熔渣，使熔渣和熔池混杂在一起，在熔池凝固时，熔渣未能及时逸出产生夹渣。消除方法有：认真清理焊道熔渣，调整好焊接电流和焊条角度，运条合理，选择合适的焊接工艺规范，均可以有效的防止夹渣的产生。
9.焊接中安全措施
9.1防止触电措施：电焊操作中不允许用手直接推拉电闸，必须带好绝缘手套，站在闸刀侧方推拉电闸开关，焊接场地地面不应有水或潮湿，如果有水或潮湿必须铺设橡胶绝缘板或其他防止触电的绝缘物体后，方可进行焊接操作。
9.2焊接场地通风良好。
9.3焊接中穿戴好劳动保护用品，防止烧伤烫伤，戴好白光眼镜敲打焊渣，更换焊条时一定戴好电焊手套
结束语：
20#钢直径159mm*8mm钢管对接垂直固定手工电弧焊焊接方法是本人多年经验的总结，主要阐述了焊前准备工作，焊接操作方法，焊接中安全措施，焊接工艺参数的选择，焊接技术要求，焊接缺陷的分析及消除方法。此焊接工艺方法已经被我成功应用到实际焊接生产工作中，焊后管线使用至今。
论文作者:刘牧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
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