如何实现焊工“基本四法”的三维运动

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   【摘 要】靖江市鑫华职业技术培训学校多年来,在职业技能专业技术人才的培训教育实践中,焊接科目上对焊条电弧焊“基本四法”与三维运动从基础上作了重要培训,结合生产实际,提高了农民就业创业能力,几年来在技能上培训了农民、下岗职工、复退伍人员及大中专毕业生、残疾人及社会人员达几千人就业,因此在技能培训的实践工作取得了显著的成效。
  【关键词】焊接;焊条;“基本四法” ;三维运动;实践
  
  作者简介:常金龙(1965—),男,就职于靖江市鑫华职业技术培训学校。
  
   当前,随着国民经济的迅速发展,机械工业作为重要的加工业,任务重大。对机械加工技能人才的需求量也日渐加大,对企业而言不但重视高技能的培训培养,而且也急需增加新的技术熟练的工人。焊接作为机械工业的加工手段,已日益显现其重要性,同时焊接工作也得到了广泛的应用,对产品的焊接质量要求越来越高,如船舶工业、锅炉行业及核电等。因而对焊工也提出了更高的要求,本人结合多年的实践经验及近年在焊工培训中指导学员焊条电弧焊“基本四法” 与三维运动的正确操作,是焊工实习最基本常用的焊接操作方法。所谓“基本四法”指的是焊条电弧焊中的平焊、立焊、横焊、仰焊四种。所谓三维运动指的是焊条电弧焊中焊条的直线运动、横向摆动及送进运动。焊条电弧焊能否正确操作“基本四法”直接影响焊缝质量和产品质量,因此,正确熟练掌握操作要领是焊工实习教学的重点,其具有十分重要的教学意义及社会效益。
   1.“基本四法”的三维运动
  焊条电弧焊“基本四法”的三维运动一直贯穿着施焊的全过程,而焊接中所谓三维运动即焊条的直线运动,焊条的横向摆动,焊条的送进运动。三维运动的正确与否,直接影响产品的焊接质量,也是焊工操作技能的具体表现。
  ⑴直线运动:代表焊条沿焊接方向移动,它主要是控制电弧焊条焊中焊道成形,保证焊缝直线敷焊,并通过变化的直线速度控制焊缝的横截面积的重要因素,移动的速度由焊接电流,焊条直径、工件厚度及接头的形式和母材的性质来决定。
  ⑵横向摆动:代表焊条沿焊件坡口两侧的横向摆动。是体现焊件两侧坡口与每个焊波之间相互熔合性能的主要因素,其摆动范围应根据焊件厚度,焊接电流,坡口形式,焊道层次和焊条直径来决定,横向摆动直接影响焊缝的外观成形及内在质量。
  ⑶送进运动:代表焊条向熔池送进,它向熔池添加填充金属,控制电弧长度,操作中也称为压弧运动,操作中如电弧变长,会发生断弧,飘弧,破坏了焊接电弧的稳定性,影响熔池的保护效果。因为如不能控制电弧长度,空气中氧,氮等有害气体易侵入电弧区,使焊缝金属产生气孔的倾向增大,且飞溅也大,故易产生焊接缺陷,焊缝成形不良等,弧长过短时,熔渣与铁水混合不清,易产生夹渣,熔合不良等。因此要将焊条的送进速度等于电极的熔化速度。一般正常的弧长是焊条直径的Lh=(0.5~1)d <毫米>.式中Lh-弧长 ,d-焊条直径。
  上述三个运动组成焊条有规则的运动,是决定焊接质量的关键,焊工应根据焊接位置,母材的性能,焊接接头型式,焊条直径与性能,焊接电流的大小及技术熟练程度等因素来运用,互相配合协调一致。
  平对接单面焊双面成形操作技术的焊体接缝形式及数值
   2.“基本四法”要领的操作
  2.1平焊:
  (以板厚10mm平对接为例,材料为Q235) 要求:板厚10mm,开V形坡口,单面焊双面成形的平对接焊。根据接头的要求,需采用多层焊三层焊接,首层主要是打底焊,使工件的背面形成穿透而连续的焊缝,选用直径较小的焊条Q3.2为宜,电流在70~90A的范围,用直线往复形或U形运条。
  基本操作要领:
  引弧后,先将电弧压至最低程度,并在始焊处以小齿距的锯齿形运条法作横向运动。其目的对焊件进行加热,当坡口根部产生“出汗”现象时,再做一个击穿动作(即用力将焊条往坡口根部送下),待听到“噗”的一声,熔孔形成以后,迅速将电弧移到一坡口面上,随后在两坡口面间以一定的焊条倾角,做似仃非仃的微小摆动,以使电弧将坡口根部两侧熔化1.5mm左右,然后将焊条提起1-2mm作侧U形运动,如上运条轨迹图。电弧从坡口的一侧移至另一侧作一次侧U形运动后,即完成一个焊点的焊接,每分钟完成若干个焊点,逐个焊点重叠2/3,一个焊点可使焊道沿焊接方向增长约1.5mm左右,焊接过程中的熔孔明显可见,坡口根部熔化缺口为1mm左右。这样反复进行,完成整道焊缝。
  平对接单面焊双面成形焊接参数及运条轨迹示意图
  收弧与更换焊条时的接头:收弧时,要缓慢地把焊条向熔池后方的左侧或右侧带一下,随后将焊条提起、收弧。更换焊条的动作要快,接头时先在距弧坑10-15mm处引弧,以正常的运条速度回运至弧坑的1/2处,将焊条往下压,待听到“噗”的一声之后,就做1-2S似仃非仃的微小摆动,然后再将焊条提起1-2mm,使其在熔化熔孔前沿的同时,向前运条施焊。
  第二层为填充层:先将第1层的熔渣清理干净,选用Φ4的焊条,电流调节到140-190A的范围,采用短弧焊接,并增加横向运动的宽度,运条选用锯齿形成月牙形较为合适,焊条摆动到两侧边时应稍作停留,使焊缝与母材过渡平滑,焊接该层时一定要控制焊缝的熔敷厚度,焊缝比母材面低1-2mm。且运条时坡口边缘不能被熔化,以利于盖面时能控制焊缝的直接度和余高。
  第三层为盖面两层:先将填充层的熔渣清理干净,选用直径Φ4焊条,电流调节到140-160A的范围,(因为这时的工件温度已高),采用短弧焊接,并增加、控制横向运动的宽度(以防盖面超宽),运条选用锯齿形成月牙形较为合适,摆动到两侧时应稍作停留,以防咬边的产生,使趾端过渡平滑,形成的盖面比较美观。
  (1-a) 注意要点:
  ①在装配时,必须注意两板之间有一定的反变形角度,一般根据板厚决定控制在3-5°。
  ②尽量保持熔池的大小一致,打底焊时作U形运动速度适当,焊条的送进运动配合协调,以确保背面熔透良好。防止焊瘤,背面焊道过高及烧穿。当间隙过小或熔孔过小时,则易产生未焊透或未熔合等缺陷。
  ③为防止运条过程中出现的缩孔或背面气孔未焊透,应尽量保持弧长,确保熔池的流动性好。
  ④焊接时应注意焊条的倾斜角度,一般焊条与两侧各成90°角,与焊接方向构成65-85°角为宜,以防止熔渣向熔池前面流动,造成焊接困难,形成夹渣。
  ⑤收弧时应采用在熔池边缘反复灭弧几次,降低熔池湿度,达到填满弧坑,防止出现裂纹和烧穿。
  ⑥打底焊所采用的电流,焊接速度装配间隙,钝边厚度必须要慎重综合考虑。
  2.2立焊
  立焊操作与平焊相比较为困难些,尤其是初学者,由于熔池金属和熔滴因重力的作用,因此具有下坠趋势,容易产生焊瘤,所以就使焊缝成形困难,焊缝成形与平焊缝成形不如平焊,故焊接時运条的运动方式,焊条角度非常重要。例如:板厚6mm,因不重要位置,不开坡口的立对接焊,因不开坡口,如采用直径稍大的焊条焊接时,可能要出现焊缝偏高和熔池体积大、温度高,所以针对这种焊接宜采用直径较小的焊条3.2mm,焊接电流应选择较平焊电流的小10%-15%,即电流80-100A,这样焊接时熔池体积小,冷凝快,可以防止熔池金属下淌,焊接时采用短弧焊接,它可以克服因熔滴自身重力而造成液态金属下淌,一般弧长按(0.5~1)d 为基准,并使焊接与焊缝两侧成各 90°角,与焊接中心线下方成65-85°夹角,这样依靠电弧吹立产生对熔池向上推力作用托住铁水,利用焊条溶化金属向熔池过度;焊条作横向运动即焊条在坡口的一侧引弧,待熔化后运条到另一侧,运条方式可采用“锯齿形”或“反月牙形”等形式,左右摆动上行,节奏均匀,直至完成整道焊缝的焊接。
  (2-a) 注意要点:
  ①为保证焊缝表面高度,一般不采用正月牙形,因为正月牙形运条容易使焊缝表面超高。
  ②为保证焊缝的质量及表面完美,三维运动之间应必须协调一致均匀,以防止焊缝高低不均。
  ③由于熔渣的熔点低,流动性强,熔池金属和熔渣容易分离,操作中必须观测两边熔化宽度做到一致,防止未焊透,保持焊缝整齐一致。
  ④当两侧的任何一侧铁水敷上之后,应立即横向运动,不能停留或减慢速度。
  ⑤当焊至结尾时,应采用反复灭弧几次,确保焊接收弧质量。
  2.3横焊
  横焊看起来容易,其实也是较难掌握的一种焊接方法,由于熔化金属受重力的作用,熔池金属下淌而产生咬边。焊瘤及夹渣,熔合不良等缺陷,因此应采用短弧,较小直径的焊条以适当的电流强度和运条方法是操作的关键,应用合适的焊接参数是首要关键,一般采用Φ3.2mm直径的焊条,电流相应比平对接电流小10%-15%,即80-100A,在此同时应选择短弧焊接,依靠与电弧的吹力托住金属向熔池过渡,焊条与焊接方向倾斜角为60°-80°,视金属熔池情况可灵活调整,与焊缝中心向下倾60°-70°角,引弧时焊条在靠近坡口上侧开始,待熔化后往下侧坡口斜拉,待下侧坡口熔化形成,重新向斜上方拉至反复作斜锯齿或斜圈运动。值得一提的是,较薄焊件采用直线往返形运条焊接,可以利用焊条向前移动的机会使熔池得到冷却,以防止熔滴下淌及产生烧穿等缺陷,为此,焊条的直线运动,横向摆动及送进运动是能决定焊缝成形的关键。
  (3-a)注意要点:
  ①严格控制焊条操作角度,电弧在坡口处做停留时,应仔细观察其熔化情况,以防止烧穿的发生。
  ②如果遇有熔渣于铁水混合时,应利用电弧吹力,将流动熔渣推向焊接的反方向,达到熔池清晰可见。
  ③遇有熔渣超前时,可用焊条前沿轻轻拨掉,同时防止熔化金属随渣下淌,以解决此法的夹渣问题。
  ④正确熟练的掌握操作运条方法,防止焊缝的上侧出现咬边现象的发生,同时防止下侧出现焊瘤或下凹的现象。
  ⑤盖面层施焊每一焊道时,前一焊道表面的熔渣不要除掉,应在熔渣覆盖的情况下焊接,这样有利于焊道之间圆滑过度,成小焊道之间形成的沟槽,使焊缝外表清洁美观。
  2.4仰焊
  仰焊是所有焊接位置中最困难的一种,也是焊接中较难以掌握的一种焊接方法,由于熔化金属在动的作用下产生了下垂,熔池在高温下的表面张力较小,所以极易产生正面熔化金属向下淌落产生焊瘤,焊缝易超高,背面产生内凹,如果电流太小,则根部不易焊透,产生夹渣及焊缝成形不良等缺陷,操作時也难以控制熔滴过渡,质量难以保证。针对种种问题,必须掌握正确的运条方法来进行,无乱什么焊接,应首先选用合适的焊接参数,焊接电流适中,比平焊电流小15%-20%为宜,直线运动、横向摆动、送进运动,三运动合适,焊条与焊接方向成70°-80°角与焊缝的两侧成90°角其此采用短弧焊接,依靠电弧的吹力托住焊条溶化金属,帮助溶滴过渡到熔池中去,然后采用直线形成直线往复形运条,降低熔池温度,同时再次利用电弧的吹力给一个向上的“顶”力,以保证熔池的形状,减少液态金属下坠,使焊缝两侧熔透均匀,宽度一致。
  (4-a) 注意要点:
  ①仔细观察熔池形状,控制熔池大小,保持协调均匀的运条,切不能中断。
  ②选择合适的焊接参数,焊接电流不宜过小,否则熔深不够成产生未焊透,电弧不稳,导致操作困难,无法保证焊接质量。
  ③选择最佳操作位置,最佳视线位置,力争使直线运动,横向摆动,送进运动达到最佳配合协调。
  ④注意加强安全劳动保护,由于工作条件恶劣,强烈的弧光,液态金属和熔渣飞溅,稍有不慎,会造成焊工的人身伤害。
   3.结论
  ①通过实践证明,对于没有焊接基础的学员来讲,经过一段时间的专项技能培训,成效显著,几年来,在针对农民技能免费培训的学员通过考试率达到95%以上,同时若干名学员都已进入企业上岗,并成为生产一线的主力军。
  ②实践是检验真理的唯一标准,只有通过科学的教学方法,结合实际,重于实践,对于具有一定焊接基础的学员同时也得到了技术提高。08、09年中,我们针对残疾人在技能训练的实践中,采用并总结了以“基本四法” 与三维运动的理论和实践,使几位学员在江苏省技能大赛中取得了第四名、第五名,得到了泰州市残疾人联合会的好评。
  ③焊接的 “基本四法”与三维运动在焊工实习与教学及今后的实践运用中非常重要,必须选择正确的焊接参数、合适的运条,及根据母材的性能,具体的工艺要求进行操作,焊工掌握其中某种操作方法是不难的,难的是焊接在实际操作中如何将“基本四法”和三维运动很好的灵活结合使用,要做到这一点,只能勤学、苦练,并结合实际生产,不断探索,不断提高,这样才能在焊接生产中,将“基本四法”与三维运动灵活合理的使用,提高操作技能,确保生产实践中的产品焊接质量具有极为重要的意义。
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都说记忆可以欢娱,可以悲伤,可以辗转难眠,可以暧昧缠绵,却惟独无法完整清晰.缺失了一点就是没有了一点,就算存在过也无法被任何人所感知,空留无数的缺口如同伤口,在微润的晚