单面焊双面成形质量差的原因及措施

1、论文题目： 单面焊双面成形质量差的专业班级： 焊接1001学生姓名：指导教师： 马智锋完成日期： 2012.10.25内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）目 录摘 要 ····································

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4、;·· - 1 - 前 言 ··············································

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6、·········································· - 2 -第1章 单面焊双面成型焊接的概念及实例 ···

7、3;·················································

8、3;·················· - 3 -1.1 概念 ·····························

9、83;·················································

10、83;·················································

11、83;· - 3 -1.2 实例 ··············································&#

12、183;·················································&#

13、183;·································· - 3 -第2章 单面焊双面成型焊接的缺陷及危害 ···········

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15、··········· - 7 -2.1 焊接缺陷 ····································

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17、83;···································· - 7 -2.2 焊接危害 ···········

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20、············ - 7 -第3章 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析 ·································&#

21、183;······························ - 8 -3.1 焊接电源自身因素引起的焊接质量差 ···············

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23、;·········· - 8 -3.2 工艺因素对焊接质量的影响 ····································

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25、····· - 8 -3.3操作因素对焊接质量的影响 ·········································&#

26、183;················································· -

27、 9 -第4章 防止单面焊双面成型焊接质量差的措施 ·············································

28、3;················ - 10 -4.1焊前准备 ·······························&

29、#183;·················································&

30、#183;······································· - 10 -4.2焊接操作 ·······

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32、3;·················································

33、3;············· - 10 - 结 论 ··································

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36、3;· - 12 - 致 谢 ··············································

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38、3;······································· - 13 - 参考文献 ········

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41、83;····················· - 14 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）摘 要焊接技术是一门重要的金属加工技术，尽管焊接技术发展很快，自动化焊接程度越来越高，但手工电弧焊仍占有不可替代的位置，尤其是在小直径管道和容器的焊接，单面焊双面成形焊接技术的作用更显突出。手工电弧焊单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、工艺参数、焊材、操作技术等的限制。本文详细分析了焊

42、接电源、焊接电流、焊接速度、电弧电压、焊接层数、焊条类型及焊条直径等工艺因素对单面焊双面成形技术焊接质量的影响和造成的相关缺陷的原因及危害，并提出了相应的防止措施，解决单面焊双面成形技术的缺陷，对此焊接方法具有一定的指导作用。关键词：手工电弧焊；单面焊双面成形；质量；原因；措施- 1 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）前 言焊接中单面焊双面成形焊接工艺是在接缝间隙处依靠控制熔池金属的操作技术来实现单面焊接，正、反双面成形。焊接时随着电弧热源的稳定，液态金属熔池沿前线熔化，沿后端线结晶，高温液态熔池处于悬空状态，从而达到焊接技术的要求的方法。这是一门很难掌握的技术，所有的焊工，在掌握好了这

43、一门技术后，对于其他焊接技术的要求可以说是轻车熟路，很容易掌握的。把握单面焊双面成型技术，是我们为了以后能更好的在这一领域发展的前提和基础。焊接技术是一门重要的金属加工技术， 尽管焊接技术发展很快，自动化程度也越来越高，但手工电弧焊仍占有不可替代的地位。尤其在锅炉、小直径容器和管道的焊接方面，单面焊双面成形焊接技术的作用更显突出。- 2 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）第1章 单面焊双面成型焊接的概念及实例1.1 概念单面焊双面成型操作技术是采用普通焊条，不需要采取任何辅助措施，以特殊的操作方法在坡口的正面进行焊接，焊后保证坡口正反两面都能得到双面成型焊缝的一种操作方法。1.2 实例板

44、与板平对接单面焊双面成型焊接工艺分析可分为焊前准备，焊接过程两大部分。1.2.1焊前准备（1）焊件加工选用两块材质为Q235的低碳钢板，焊件规格约为长度300mm，宽度100mm-120mm，板厚10mm，制备V型坡口，单边坡口角度30°左右，坡口面应平直，钝边为1mm，焊件平整无变形。（2）焊件的清理用锉刀、砂轮机、钢丝刷等工具，清理坡口两面20mm 范围内的铁锈、氧化皮等污物，直至露出金属光泽。（3）焊条及焊接电源选用酸性焊条J422，直径为2.5mm、3.2mm。焊前须经150200 烘焙1小时，然后放入焊条保温筒中备用。焊前要检查焊条质量，焊接电源可采用BX1-330 或BX

45、3-300交流弧焊机。具体电流、焊条直径与板厚的关系如下表：表1-1 手工电弧焊焊条直径与板厚的关系表1-2 手工电弧焊焊条直径与焊接电流的关系（4）焊件装配及定位焊具体表如下：- 3 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）表1-3 试板装配尺寸1.2.2焊接过程焊接参数如下表1-4：表1-4 焊接参数（1）打底焊（焊条直径3.2mm 焊接电流90A）打底层焊接可采用连弧法，也可采用断弧法。 引弧：在定位焊缝上引弧，当焊到定位焊尾部时，应稍加预热，将焊条向坡口根部顶一下（其目的是为了更好的形成第一个溶池），此时溶池前方应有熔孔，该熔孔应该向坡口两侧各深入0.5mm-1mm为宜。 运条：运条采

46、用月牙形或锯齿形横向短弧焊接法。弧长应该小于焊条直径。 焊条倾角：倾角一般为70°80°为宜，如下图所示。焊接过程中应该在坡口两侧稍作停留，以利于填充金属与母材熔合良好。并防止因填充金属与母材交界形成一定的夹角，不易清渣。图1-1 平位置打底焊焊条角度图 操作要领：操作过程可归纳为一看二听三准的原则。看：观察熔池深度和熔孔大小基本保持一致。- 4 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）听：焊接过程中听电弧击穿坡口根部发出“噗噗”的声音，那声音代表着坡口根部已经熔透，无声音则表示我们所焊接的试板坡口根部未完全熔透。准：焊接时，熔孔的端点位置应该掌握准确，焊条的中心要对溶池前

47、端与母材的交界处，且每一个熔池与前一个熔池应搭接2/3左右，应保持电弧的1/3部分在试板的背面燃烧来加热和击穿坡口根部。打底层焊缝厚度：打底层焊缝厚度，坡口背面高度为1.5mm-2mm，正面厚度2mm-3mm。（2）填充焊（焊条直径3.2mm 焊接电流130A） 焊接前应对打底焊道仔细进行清渣，特别要注意角缝处和死角处的焊渣清理工作。可用敲打锤，钢刷对打底焊反复进行清渣。 在距离焊缝始端10mm左右处引弧后，将电弧拉回到始端进行焊接。每次都应按此方法操作，以防止端部焊接缺陷的产生。 采用月牙法或锯齿横向法摆动焊条头部，使其焊缝成型美观（呈鱼鳞形状）。 焊条摆动到两侧坡口时，应该稍停顿片刻，以利

48、于熔合及渣，防止焊缝两侧产生未熔合的死角。 焊条与试板的下倾角应该为75°80°为宜，如下图1-2所示。图1-2 平位置填充焊焊条角度图最后一层的焊层厚度应低于母材表面1mm-1.5mm，呈凹形，不得熔化坡口棱角（边），以利于盖面焊保持平直。（3）盖面层焊接（焊条直径3.2mm 焊接电流110A）焊接前应对填充焊道仔细进行清渣，特别要注意角缝处和死角处的焊渣清理工作。可用敲打锤，钢刷对打底焊反复进行清渣。引弧：在距离焊缝始端10mm左右处引弧后，将电弧拉回到始端进行焊接。每次都应按此方法操作，以防止端部焊接缺陷的产生。采用月牙形或横向锯齿形运条。焊条与试板的下倾角应为70&

49、#176;-75°。- 5 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）焊条摆动到坡口边沿时，要稍作停顿，保持熔宽1mm-2mm。焊条的摆动频率应比平焊缝稍微快点，前进的速度要均匀一致，使每个新的熔池覆盖前一个熔池的2/3-3/4为宜。更换焊条前必须收弧，应对熔池填些铁液，迅速更换焊条后，再在弧坑上方10mm左右填充层焊缝金属上引弧，并且将电弧拉至厚弧处，填满弧坑后，继续施焊。 焊接结束后，清渣处理。可得到良好的板与板的单面焊双面成型焊接。- 6 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）第2章 单面焊双面成型焊接的缺陷及危害2.1 焊接缺陷2.1.1 尺寸上的缺陷包括焊接结构的尺寸误差和

50、焊缝形状不良等。焊缝外表高低不平和波纹粗劣，焊缝宽度不均匀、太宽或太窄，焊缝余高过低或过高，角焊缝焊脚尺寸不等都属于焊缝尺寸及形状不符合要求。这些缺陷不仅使焊缝成形不美，而且容易造成应力集中，影响焊缝与母材的结合强度。2.1.2 结构上的缺陷包括气孔、夹渣、非金属夹杂物、熔合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。这些缺陷是焊接过程中最容易出现的缺陷。这些缺陷减弱了焊缝的有效面积，降低了焊接接头的力学性能，而且易造成应力集中，引起裂纹，导致结构破坏，使焊接结构无法承受正常工作载荷。2.1.3 性质上的缺陷包括力学性能和化学性质等不满足焊件的使用要求的缺陷。力学性能指的是抗拉强度、屈服点、伸长率、

51、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。这些缺陷使焊缝结构无法达到设计要求的力学性能和化学性能。2.2 焊接危害2.2.1增加消耗，降低结构的质量和使用寿命焊接生产中，高质量的焊接焊缝可达到焊接设计要求，保证焊件的正常使用寿命。出现各种缺陷，就会增加板材、焊材、电力、人力等各项的多余消耗。并且这些缺陷容易造成应力集中，减少使用寿命，对工件的使用是非常严重的潜在危险。2.2.2 焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁，引起安全事故单面焊双面成形焊接主要用于压力容器、管道等重要构件的焊接生产中，一旦出现焊接质量不达标，焊接的焊补是很困难的，主要是在生产过程中受

52、到各种交变载荷及压力的作用，使焊缝的缺陷处产生应力集中，减弱了焊接接头的强度。轻则使产品的使用寿命减少和损坏。重则导致重大事件的产生，造成物力、财力、人员等损失。- 7 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）第3章 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析3.1 焊接电源自身因素引起的焊接质量差焊接电源是焊接工艺执行过程中最重要的因素。若焊接电源自身性能不好，必然不会产生良好的焊件。当焊机的引弧性能差，电弧燃烧不稳定，就不能保证工艺参数稳定，焊接过程就无法正常进行，焊接质量就得不到保证。采用交流电源焊接时，电弧稳定性差；采用直流电源焊接时，电弧稳定、飞溅少，但电磁弧偏吹较严重。3.2 工艺因素对焊

53、接质量的影响3.2.1焊接电流焊接电流大小选择恰当与否直接影响到焊接的最终质量。焊接电流过大，可以提高生产率，并使熔透深度增加，但易出现咬边、焊瘤等缺陷，并增大气孔倾向。焊接电流过小，熔透深度减小，易出现未焊透、熔合不良、夹渣、脱节等缺陷。3.2.2电弧电压实际生产中，焊接电弧可能由于各种原因而发生燃烧不稳定的现象，如电弧经常间断，不能连续燃烧，电弧偏离焊条轴线方向或电弧摇摆不稳等。而焊接电弧能否稳定，直接影响到焊接质量的优劣和焊接过程的正常进行。影响电弧稳定的因素，除操作者技术不熟练外，可归为以下几个方面。（1）焊接电源的种类、极性及性能的影响。一般来说，用直流焊机比用交流焊机电弧稳定，反接

54、比正接电弧稳定，空载电压较高的焊机较之空载电压较低的焊机电弧稳定。（2）焊条药皮的影响。药皮中含有易电离的元素，如钾、钠、钙和它们的化合物越多，电弧稳定性越好。含有难于电离的物质，如氟的化合物越多，电弧稳定性就越差。此外，焊条药皮偏心，熔点过高和焊条保存不好，造成药皮局部脱落等都会造成电弧不稳。（3）焊接区清洁度和气流影响。焊接区若油漆、油脂、水分及污物过多时，会影响电弧的稳定性。在风较大的情况下露天作业，或在气流速度大的管道中焊接，气流能把电弧吹偏而拉长，也会降低电弧的稳定性。（4）磁偏吹的影响。在焊接时，会发生电弧不能保持在焊条轴线方向，而偏向一边，这种现象称为电弧的偏吹。引起磁偏吹的根本

55、原因是由于电磁周围磁场分布不均匀所致。造成磁场不均匀有两方面：一种是焊接电缆接在焊件的一侧，焊接电流只从焊件的一边流过；另一种是在靠近直- 8 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）流电弧的地方有较大的铁磁物体存在时，引起电弧两侧磁场分布不均匀。在焊接过程中，可采用短弧、调整焊条倾角（将焊条朝着偏吹方向倾斜）或选择恰当的接线部位等措施来克服磁偏吹。3.2.3焊速焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数。合理选择焊接速度对保证焊接质量尤为重要。焊速过快，使熔池温度不够，易造成未焊透、未熔合、焊缝成型不良等缺陷。焊速过慢， 使熔池加热时间过长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，机械性能降低，焊件

56、的变形量增大；同时焊速过慢还会使每层的厚度增大，导致熔渣倒流，形成夹渣等缺陷。3.2.4焊接层数选择不当单面焊双面成形焊接层数的选择对焊缝质量也有一定的影响，每层厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响，且焊接过程中熔渣易倒流，产生夹渣和未熔合等缺陷;但每层厚度也不易过小，以免造成焊缝两侧熔合不良。3.2.5焊条类型及焊条直径的影响焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化来决定。因此，焊条类型选择恰当与否是影响焊缝质量的重要因素。焊条直径的大小除了对生产率有一定的影响外，对焊接质量也有一定的影响。焊条直径过大，在进行打底层焊接熔池难以控制， 易产生焊瘤等缺陷。焊条直径过小，背部出现未熔合现象较

57、明显等。3.3操作因素对焊接质量的影响在焊接生产过程中，焊工的单面焊双面成形操作技术水平低，就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，这是造成焊缝质量差的重要原因。焊工技术差，直接导致在焊接过程中各环节难以完成。焊前对工件上油污、铁锈、水分等清理不严格，焊条未烘干处理会导致焊接时产生大量的气孔，夹杂等缺陷，导致焊缝质量不达标。装配尺寸的控制，开坡口的大小及形式，钝边等尺寸选择的不合适也会增加焊接难度影响焊接质量。- 9 -内蒙古交通职业技术学院毕业论文（设计）第4章 防止单面焊双面成型焊接质量差的措施4.1焊前准备（1）焊前应对焊机进行试焊，确认焊机的引弧性能和稳定性能，工艺参数的调节方便、灵活，方可使用。（2）选择适当的坡口形式，根据坡口的大小预留钝边，坡口边缘20mm以内处用角向磨光机打磨，露出金属光泽，并将工件表面的铁锈、油污等清除干净，装配尺寸根据坡口形式大小选择，装配好后，要留有反变形量。装配如下图4-1所示。图4-1 装配如下图（3）使用焊