骑座式管板对接水平固定焊条电弧焊

■ 王俊祥，刘华伟，刘世军

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骑座式管板对接水平固定焊条电弧焊，要求单面焊双面成形,由于两试件的厚度不同，操作难度较大，所以在锅炉、压力容器取证、等级考试与技能竞赛中，一直作为重要的考核项目。本文将对管板试件水平固定焊条电弧焊的认识与心得整理出来，和大家共同交流。

1. 焊前准备

首先，加工如图1所示的管件和板件，管件规格为：φ60mm×5mm×100mm，坡口角度为45°，板件规格为：160mm×160mm×12mm，中心带有φ53mm的钻孔，材质均为20#钢。

然后，将试件坡口的内外表面清理干净，不得有油、锈等污物，管件坡口钝边留1～1.5mm。采用E5015焊条，规格为φ3.2mm，焊条按规定要求烘干后，放入保温筒中备用。

2. 组对及定位焊

试件组对时，必须将管件与板件中心对正，组对间隙为3mm左右，错边量≤0.5mm。

定位焊时，在钟表10点和2点位置处进行定位焊接，定位焊缝的长度为10mm，焊缝厚度控制在2mm左右。定位焊后，将定位焊缝的两端加工成斜坡形，以便于接头操作。施焊过程中具体焊接参数如附表所示。

3. 打底层的操作

打底层操作要点：

图1 试件装配尺寸

焊接参数

第一，采用直流正接，灭弧法焊接。在试件的6点钟位置引燃电弧，焊条与管件轴线的夹角在60°～70°（见图2）。先长弧预热，约2/3的电弧在板件上，1/3的电弧在管件上。当板件与管件出现液态金属珠后，焊条上顶击穿钝边；听到击穿声，形成熔孔后灭弧。当熔池颜色变为暗红色时，在熔池金属的2/3部位起弧并稍做斜矩齿形摆动，打开熔孔，向前灭弧焊接；操作过程中，电弧在板件上的停留时间比在管件上的停留时间要稍长些；在板件上的停留时间控制在2s左右，在管件上的停留时间控制在1s左右；焊条与管件切线方向的角度变化与水平固定管对接焊的角度相近。

第三，仰焊部位操作时，为防止出现内凹，几乎全部电弧在坡口背面燃烧，熔孔大小约为焊条直径的1.5倍左右。仰爬坡和立焊位置焊接时，电弧长度的1/2在坡口内燃烧，熔孔大小约为焊条直径的1.2倍左右，同时控制熔池温度，以防止背面焊缝超高。上爬坡位置焊接时，电弧长度的1/3左右在坡口背面燃烧，熔孔大小约为焊条直径的1倍左右，焊接过程中熔孔不能过大，以防止背面焊缝出现焊瘤缺陷。

第三，收弧操作时，焊条下压，熔孔稍有增大后，缓慢将电弧带至熔孔后方的坡口内侧熄灭，以使熔池温度缓慢冷却，防止产生冷缩孔。接头操作时，更换焊条动作要快，可直接在熔孔处起弧并下压，听到击穿声，打开熔孔后，再行灭弧焊接。灭弧频率要均匀，熔孔大小保持一致，使焊道高低平整，操作过程中，避免伤到坡口边线。

图2 焊条角度示意

打底层操作的关键在于：打点要准确，控制好熔池温度和熔孔大小。熔孔的大小直接影响到背面焊缝的成形：熔孔过小时，容易造成未焊透，应压低电弧，同时增大焊条角度，打开熔孔。熔孔过大，说明熔池温度过高，如果处理不及时，会产生烧穿及焊瘤缺陷，这时应减小焊条角度或停止操作，待温度降低后再行焊接。只有在操作过程中控制好熔孔大小和熔池温度，才能焊出均匀美观的根部焊缝。

4. 盖面层的操作

盖面层操作要点：

第一，采用直流反接，焊接操作分为连弧焊和灭弧焊两种手法，焊接前将打底层的熔渣、飞溅以及焊缝超高部分清除干净。

第二，连弧焊操作时，在仰焊、仰爬坡及上爬坡部位采用斜矩齿形运条，立焊部位采用矩齿形运条，控制好焊条角度，焊接速度保持均匀，电弧在板侧停留时间要稍长于在管侧的停留时间，防止在管件处产生咬边缺陷。接头操作时，一定要保证干脆利索、准确、到位；如果接头部位存在焊缝过高情况时，必须处理干净。操作时，避免出现脱节和超高现象。仰焊及仰爬坡部位操作时，应尽量压低电弧，控制好熔池温度和形状，避免产生焊瘤，咬边和焊缝超高缺陷。

第三，采用灭弧焊方法进行操作时，在仰焊、仰爬坡及上爬坡部位运条应稍带斜矩齿形摆动，立焊部位运条应稍带矩齿形摆动，电弧在板件上的停留时间要稍长于在管件上的停留时间。打点要准，每一个打点必须压在上一熔池的2/3处，这样才能形成紧密的鱼鳞纹。操作过程中，注意控制好电弧停留时间，熔池温度与形状，避免产生脱节缺陷。焊缝宽度以坡口两边各熔化1mm为宜，余高控制在0～3mm之间。

5. 其他注意事项

（1）试件坡口内外表面应清理干净，露出金属光泽，焊条按规定时间和温度烘干。

（2）焊接过程中遇到粘条比较严重的情况时，清除干净后再进行操作。

（3）打底层操作时注意控制熔孔大小，避免出现未熔合及焊瘤缺陷。

（4）盖面层操作前，应将打底层焊缝的超高部位进行处理。

（5）劳保穿戴齐全，操作过程中避免烫伤。

6. 结语

骑座式管板对接水平固定焊条电弧焊操作的关键在于：选择合适的焊接电流、焊条角度、控制好电弧停留时间及熔孔的大小；焊接过程中，要控制好熔池的形状和温度。只要做好以上几点，就能有效避免或减少焊接缺陷，获得符合标准要求、成形美观的焊缝。