对接接头埋弧焊工艺

一、焊前准备

1.坡口的选择与加工

由于埋弧焊使用的电流比较大，熔透深度比较大，因此当焊件厚度小于14mm时可以不开坡口，这样仍能保证焊透和良好的焊缝成形；当焊件厚度为14~22mm时，一般开单面V形坡口；当焊件厚度为22~50mm时，开X形坡口，以保证根部熔透和消除夹渣等缺陷。坡口的基本形式和尺寸可查阅国家标准GB/T-《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》。坡口加工常采用创边机、气割机等。

2.焊件的清理

焊接前，必须将坡口及焊接部位表面的锈蚀、油污、水分、氧化皮等清除干净。方法有手工清除（如钢丝刷、风动砂轮等）、机械清除（如喷丸）等。

3.焊丝的清理和焊剂的烘干

焊接前，必须将焊丝表面的油污、铁锈等污物清除干净。为防止氢侵入焊缝，对焊剂必须严格烘干，而且要求烘干后立即使用。不同类型的焊剂要求烘干的温度不同，应查阅相关的焊接材料手册。例如，HJ焊剂要求℃、2h烘干；SJ要求-℃、2h烘干。

4.焊件的装配

焊件装配时，必须保证间隙均匀，高低平整，特别是采用单面焊双面一次成形时更应注意。定位焊的位置应在第一道焊缝的背面，长度一般应大于30mm。在直缝焊件装配时，尚需加引弧板和引出板，以去除在引弧和收尾时容易产生的缺陷，如弧坑等。

二、对接接头埋弧焊工艺

对接接头是焊接结构中使用最多的接头形式。在对接接头焊接中，依据工艺方法可分为对接接头单面焊和对接接头双面焊。

1.对接接头单面焊

对接接头单面焊是焊缝为对接焊缝，焊接时只在焊件的一面焊，另一面不焊的工艺方法。为了将焊件一次熔透和保证背面一次成形，焊接时使用的焊接电流比较大，且背面需要施加强制成形衬垫。由于这种工艺方法不需要翻转焊件，因此可以提高生产率，减轻劳动强度。但由于焊接热输入容易过大，焊接接头的韧度不易保证，因此主要适用于中、薄板焊接。生产中有以下方法：

(1)焊剂铜衬垫法该法通常采用龙门压力架进行焊接。龙门压力架上有多个气缸，通入压缩空气后，气缸带动压紧装置将焊件压紧在焊剂铜衬垫上，利用铜衬垫上的成形槽使焊缝强制成形。铜衬垫的截面和尺寸如图5-21所示和见表5-9。为了不使铜衬垫过热，在其两侧通常还各放一块具有同样长度的水冷铜块。焊件通常不开坡口，但需要留一定的装配间隙，以使焊剂进入铜衬垫成形槽中。间隙中心线一定要对准成形槽的中心线，焊缝两端还要焊引弧板和熄弧板。这种方法对焊接参数和装配间隙的要求不是十分严格，且具有焊缝背面成形及尺寸稳定等优点。

(2)水冷滑块式铜垫法该法是用一个短的水冷铜滑块紧贴在焊缝背面，焊接时随同电弧一起移动，强制焊缝背面成形的方法。铜滑块1的长度应能保证熔池的底部凝固而不流失。铜滑块安装在拉紧滚轮架4上，利用与焊车上的拉紧弹簧相连的拉片3穿过坡口间隙，使其紧紧地贴在焊缝的背面，并随焊车一起移动。装配间除一般在3~6mm之间。其缺点是铜滑块易磨损。该方法适合于焊接6~20mm厚度钢板。

(3)热固化焊剂衬垫法该法是将热固化焊剂衬垫贴紧在焊缝背面，承托熔池，帮助焊缝背面成形的方法。它可以解决上述方法不能解决的曲面焊缝单面焊双面成形的问题。所谓热固化焊剂，就是在一般焊剂中加入了一定比例的热固化物质（如酚醛树脂、苯酚树脂等）的焊剂。当温度升高到80~℃时软化或液化，将周围的焊剂粘连在一起。当温度升高到~℃时，树脂固化，使焊剂垫变成具有一定刚性的板条，能有效地阻止熔池金属流溢，并帮助焊缝背面成形。焊件一般开V形坡口，为提高生产率，坡口内可堆覆一定高度铁合金粉末。

除了上述方法外，对于厚度小于10mm且允许焊后保留永久性垫板的焊件，还可以采用在焊缝背面加永久性垫板进行单面焊接的方法。

(2)焊剂垫双面焊法在焊件装配时，根据焊件的厚度预留一定的装配间隙。为防止熔化金属流溢，在焊接第一面时在接缝的背面衬以焊剂垫。要求下面的焊剂在焊缝全长上都与焊件贴合，并且压力均匀。第一面焊缝的焊接参数应保证熔深超过焊件厚度的60%~70%;然后翻转工件进行反面焊接，其焊接参数可以与正面相同，以保证焊件完全焊透。对于重要的产品，在焊接反面焊缝前，应进行根部清理，此时，焊接参数可适当减小。对于厚度较大或不宜采用较大热输入焊接的焊件，也可采用开坡口的双面焊。当焊件厚度小于22mm时，可开V形坡口；厚度大于22mm时，大多开X形坡口。

(3)临时工艺衬垫双面焊法焊接第一面焊缝之前，用薄钢带、石构绳、石棉板等作工艺衬垫，从背面将带有间隙的坡口封住。其作用是托住坡口间隙中的焊剂及熔化金属。用此法焊接时，一般都要求接头处留有一定的间隙，以保证焊剂能填满其中。焊完第一面后，翻转焊件，清除临时衬垫以及间隙中的焊剂和焊缝底层的熔渣，用相同的焊接参数焊接第二面，要求每面的熔深均要达到板厚的60%~70%。

(4)焊条电弧焊封底双面焊法对于不便翻转且无法使用衬垫的焊件可以采用此方法。这类焊缝可根据板厚情况开或不开坡口。一般厚板焊件背面封底的坡口形式为V形，并保证封底厚度大于8mm,以免正面埋弧焊时被烧穿。先用焊条电弧焊从背面仰焊封底，再用埋弧焊焊接正面的焊缝，当板厚大于40mm时宜采用多层多道焊。

(5)多层双面焊法当板厚超过40mm时，宜采用多层焊。多层焊时的坡口一般多采用V形和X形，但都必须留有4mm的钝边和适当的坡口角度，如果角度太小，易产生梨形焊道，增加产生中心线裂纹的倾向。