摘要：镜面焊焊接技术，就是依据镜面成像原理，在肉眼无法观察到的焊口位置附近放置一面镜子，通过观察镜子内的熔池来控制焊接操作的一种方法。本文主要针对水平对接位置的“镜面焊”施焊工艺进行了摸索和研究，制定出了一套工艺措施和焊工培训方法，用以指导现场施工和焊工培训。
关键词：超超临界；镜面焊；焊接工艺
一、前言
镜面焊接一直以来都是一项需要技术支持的基础操作工作，本文主要针对水平对接位置的“镜面焊”施焊工艺进行了摸索和研究，制定出了一套工艺措施和焊工培训方法，用以指导现场施工和焊工培训。
二、镜面焊原理
镜面焊焊接技术，就是依据镜面成像原理，在肉眼无法观察到的焊口位置附近放置一面镜子，通过观察镜子内的熔池来控制焊接操作的一种方法。
三、专用工器具准备
练习模拟架：通过对锅炉图纸的研究，设计制作了专用的镜面焊练习模拟架，以保证焊工的练习环境接近实际焊接的环境。
专用镜子：镜面采用不锈钢制成，尺寸为l00mmX60mm×lm。通过一根挠性金属软管与一块强磁铁相连。镜面与金属软管通过万向节连接，可360°旋转，方便焊接。
焊枪：在实际焊接过程中，由于管排节距实在太小，可以改变焊枪角度的挠性氩弧焊枪，根据现场的具体焊接位置和障碍，弯曲焊枪手柄和焊嘴之间的角度，让焊工握枪的手能放在一个可以操控的位置，使得焊接作业能够顺利进行。
四、工艺难点分析
1.镜面焊焊接过程中，焊工是通过镜面观察熔池。由于弧光反射非常强烈，氩弧焊枪的钨极看不太清楚，易引起送丝时焊丝与钨极碰撞，造成钨极尖头形状变形．影响电弧的稳定性。同时易造成夹钨缺陷。
2.由于镜面成像是反射成像，焊工在焊接过程中从镜面看到的熔池形状与运条方向与实际的是相反的，电弧控制难度加大，在焊接过程中很容易发生焊丝往镜中的熔池送丝的现象，导致电弧摆动和填丝动作难以连贯、一致、协调，影响正常的焊接。
3.通过镜子看到的焊缝是平面图像，镜中焊缝不具有立体感。且弧光与熔池的镜像互相叠加，电弧光过于强烈，要清晰分辩出熔池很难．因此焊缝的厚度和直线度的控制将难以掌握。
4.由于施焊空间狭小．焊接电弧的横向摆动和移动不够灵活，易造成内凹、未焊透、未熔合、咬边和成型不良缺陷。
五、镜面焊焊接操作工艺
1.焊前准备
(1)焊口打磨
对口钝边尺寸控制在0.5-1.0mm，便于焊工控制焊接温度，降低焊工打底的难度，确保获得熔合良好的根部焊缝。当氩弧焊打底采用内加丝法时，对口间隙应控制在2.8-3.0mm之间，既方便焊接过程中通过焊缝间隙观察熔池，又防止因间隙过大，造成仰焊位置根部内凹，平焊位置焊瘤。当采用外加丝法时，对口间隙应控制在2.0-2.5mm之间，对口时错口值不得太于壁厚的百分之十。偏折程度，不得大于1／200。
（2）镜子的摆放
在开始镜面焊前，首先要摆放好镜子的位置，一般要达到两个要求，其一要便于肉眼通过镜子的反射观察焊缝的熔池状况，其二要不影响氢弧焊枪的位置摆放和焊接过程中焊枪的行走、摆动。
2.打底层的焊接
(1)点焊 镜面焊焊接方法对口点焊的位置与普通焊口是不同的，最佳的点焊位置是各偏离平焊位置四十五度的两侧，这样点焊的好处是在氩弧焊打底过程中，肉眼视线能够方便地透过平焊位置的对口间隙观察焊缝熔池。
(2)打底焊 6点钟至3点钟、6点钟至9点钟位置的焊接可采用内加丝焊法。焊丝通过正面的坡口间隙向电弧燃烧处进行送丝。打底层的焊接，仰焊(6点钟)部位焊接是最易出现缺陷的部位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆焊接开始时，从仰焊部位引弧，先不加焊丝．待坡口根部熔化后，将焊丝轻轻地向熔池送到坡口根部，以保证背面焊缝的高度和根部熔合良好。送丝采用断续送丝法，将焊丝送入电弧内的熔池前方；送丝的同时，焊枪慢慢摆动，焊丝的送进要有规律，不能时快时慢，保证坡口两侧充分熔合。同时还要控制好熔池温度，防止铁水下坠。焊接过程中，肉眼可以通过对口间隙观察根部的成形情况，同时观察镜面中电弧的燃烧情况和外观成形，当焊至立焊时收弧。焊接过程中，一方面要注意熔池温度，防止产生焊瘤和未焊透，焊接时不得将焊缝两侧的坡口线破坏，以便于盖面时获得良好的焊缝直线。另一方面，焊工要全身心的投入到镜面的反景之中，焊丝弯曲的弧度要便于送丝，焊枪角度要根据镜面中电弧的情况适时调节，避免焊枪角度过倾使电弧过长，防止未焊透、气孔等缺陷的出现。在焊接过程中，仰焊部位的焊接接头，必须用肉眼在笔式手电筒的照明下检查接头状况，保证氩弧焊打底的质量。氩弧焊打底焊缝根部检查完成后，外表也必须严格检查，检查的主要内容是焊缝与母材的熔化是否良好；焊缝在轴向方向宽度要尽量保持一致，为填充层焊接创造良好的条件，降低在填充层焊接时的焊工操控难度。另外，焊接过程中焊缝表面产生的氧化物在填充前必须清除，否则易产生夹渣。
3.填充层的焊接
氩弧焊打底结束后，进行层间焊缝的填充。首先选择好焊工的操作位置，模拟好焊枪的运行轨迹；然后固定镜子，并调节好镜面的角度；焊丝也必须结合具体的焊接位置和焊缝的弧度，适当拗曲变形，既便于拿焊丝的手选择相对开阔的位置，动作灵活，容易将焊丝送抵熔池，又可以防止焊丝干扰焊工的视线。焊接时，应先把焊枪以60°角度对准坡口6点钟位置进行引弧，随着弧光的亮度把焊丝从管子旁边伸向熔池，进行送丝，完成四分之一焊缝的焊接。然后把镜面移至另四分之一焊缝位置，根据模拟好的焊枪运行轨迹调整位置，进行焊接。在焊接过程中，弧光通过镜子的反射非常强烈，焊工很难看清楚钨极，送丝时焊丝很容易与钨极碰撞，钨极尖头形状变形，影响电弧的稳定性。所以焊接过程中焊丝必须紧贴焊缝，以防止焊丝与钨极的碰撞。由于镜面焊是通过镜子的反射来观察熔池，相对于正常焊接速度较慢，为便于控制层间温度，焊接电流必须适当降低，降低比例为正常焊接电流的10％。在最后一层填充层焊接时，在基本填平坡口的前提下，须将焊缝两侧的坡口线留下，保证在进行盖面层焊接时，获得满意的焊缝直线度。
4.盖面层的焊接
盖面层焊接前，首先检查填充焊缝的表面成形，清理附着在焊缝表面的氧化物，直至焊缝在周向和轴向达到平滑与均匀，为盖面创造最好的条件。盖面层的焊接基本与填充层一致。不同的是，同一道焊口在焊接过程中，盖面焊缝的镜面焊长度最长，且焊缝又最宽，在焊枪的摆动和控制上难度最大，要求也最高。操作时处理不好，很容易出现咬边、未熔合等缺陷。盖面层焊接时，应以两侧坡口线为基准线，保持好焊缝的直线度，以获得良好的焊缝外表成形。尽量避免在镜面焊处出现焊接接头，防止焊接缺陷的产生。
六、结论
按照上述工艺制定的培训措施，对公司多名焊工进行了镜面焊培训。结果全部掌握了镜面焊焊接技术的操作要领。镜面焊焊接的操作要领现总结如下：
(1)镜面的放置技巧十分重要。离实物距离要适中，不能太远或太近，要与实物尽量保持平行。镜子的摆放首先要便于肉眼通过镜子的反射观察焊缝的熔池状况，同时要不影响焊接过程中焊枪的行走、摆动。
(2)焊接过程中，要注意熔池温度，防止产生焊瘤、内凹和未焊透。并根据镜面中电弧的情况调节焊枪角度，避免焊枪角度过倾使电弧过长、打底层过厚。防止未焊透等缺陷的出现。(3)层间和盖面焊接时，将直线状的焊丝，按照焊接位置和焊缝的弧度作适当弯曲变形，焊接时紧贴焊缝熔池采用连续送丝，以克服焊丝与钨极相碰和向镜中送丝的现象。
（4）焊接时，焊枪角度应跟随管子的弧度作相应的调整，以便于操作时控制熔池，避免因弧长过长产生气孔缺陷。
(5)为便于控制焊缝高度和层间温度，焊接电流必须适当降低，降低比例为正常焊接电流的10％。并适当放慢焊接速度，便于通过镜子的反射来观察熔池和控制熔池的形状。
(6)盖面时应利用两侧坡口线为基准线，使焊缝的宽度比坡口大l-2mm并始终保持这一宽度和直线度，焊接时焊枪略作摆动连续送丝，使焊缝的加强高度呈弧形，即两侧低中间略高一些，使其圆滑过渡。
参考文献
[1J陈祝年．焊接工程师手册[M]．北京：机械工业出版社，2006．
[2]朱志前．密集管座集箱的地面组队焊接工艺[J]．焊接技术，2011，41(3)：58-60.
论文作者:姚明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/20
标签：熔池论文; 镜面论文; 焊枪论文; 焊丝论文; 焊工论文; 电弧论文; 位置论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;