单面焊双面成形质量差的原因和防止措施

学号 **************

密级 公开

兰州城市学院本科生考查课论文

单面焊双面成形质量差的

原因及防止措施

学 院 名 称：培黎工程技术学院

专 业 名 称：焊接技术与工程

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指 导 教 师 ：晏丽琴 副教授

二○○八年六月

郑 重 声 明

本人所呈交的论文，是在指导老师师的指导下，进行思考和研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名： 日期：

目 录

第1章 单面焊双面成形技术的概念

1.1 概述……………………………………………………………………………1

第2章 单面焊双面成形常见的焊接缺陷

2.1 尺寸上的缺陷……………………………………………………………… 1

2.2 结构上的缺陷 ………………………………………………………………1

2.3 性质上的缺陷 ………………………………………………………………2

第3章 单面焊双面成形质量差引起的问题

3.1 增加消耗，降低结构的质量和使用寿命………………………………2

3.2 焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁，引起安全事故…………… 3

第4章 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析

4.1 焊接电源自身因素引起的焊接质量差…………………………………3

4.2 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响……………………… 3

4.2.1 焊接电流…………………………………………………………………3

4.2.2 焊接速度…………………………………………………………………3

4.2.3 电弧电压…………………………………………………………………4

4.2.4 焊接层数选择不当 ……………………………………………………4

4.2.5 焊条类型及焊条直径的影响 ……………………………………… 4

4.2.6 焊接接头的影响 ……………………………………………………… 5

4.3 操作因素……………………………………………………………………… 5

第5章 防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施

5.1 做好焊前准备……………………………………………………………… 5

5.2 焊接操作 …………………………………………………………………… 5

5.2.1 选择适当的工艺参数 ……………………………………………… 5

5.2.2 焊工的技术水平……………………………………………………… 5

结论……………………………………………………………………………………… 6

参考文献…………………………………………………………………………………7

致谢…………………………………………………………………………………………7

附录…………………………………………………………………………………………7

摘 要

手工电弧焊中的单面焊双面成形技术应用非常广泛,它所焊接的焊件质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、操作技术水平的。本论文详细介绍了电弧电压，焊接电流、焊接电源、焊接速度、焊接层数、焊条类型和焊条直径等工艺因素的对单面焊接双面成形技术焊接质量的影响和所造成的相关缺陷。详细地分析了单面焊接双面成形技术质量差所引起的一系列问题以及造成质量差的原因，提出了相应的防止措施，解决单面焊接双面成形技术的缺陷，是单面焊接双面成形技术更加完善，加以推广，并对单面焊接双面成形作业有一定的指导作用

关键词：焊接；单面焊双面成形；质量差；防止；措施

第1章 单面焊双面成形技术的概念

1.1 概述

单面焊双面成形技术，是锅炉、压力容器焊工应熟练掌握的操作技能，也是在某些重要焊接结构制造过程中，既要求焊透而又无法在背面进行清根和重新焊接所必须采用的焊接技术。在单面焊双面成形操作过程中，不需要采取任何辅助措施，只是坡口根部在进行组装定位焊时，应按焊接时不同操作手法留出不同的间隙，当在坡口的正面用普通焊条进行焊接时，就会在坡口的正、背两面都能得到均匀整齐、成形良好，符合质量要求的焊缝，这种特殊的焊接操作被称为单面焊双面成形。

第2章 单面焊双面成形常见的焊接缺陷

2.1 焊件尺寸缺陷

包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。焊波粗、外形高低不平、焊缝加强高度过低或过高、焊波宽度不齐及角焊缝单边，下陷量过大和焊脚尺寸不等均焊属缝尺寸不合要求，影响焊缝与母材的结合强度。

2.2焊件结构缺陷

焊件结构方面的缺陷主要表现为以下几方面：

1、裂纹：裂纹端部形状尖锐，应力集中严重，对承受交变和冲击载荷、静拉力影响较大，是焊缝中最危险的缺陷。按其产生的原因可分冷裂纹、热裂纹和再热裂纹等。

冷裂纹指在200℃以下产生的裂纹，

热裂纹指在300℃以上产生的裂纹(主要是凝固裂纹)， (再热裂纹)即消除应力退火裂纹。指在高强度钢的焊接区，由于焊后热处理或在高温下使用，在热影响区产生的晶界裂纹。

2、气孔：在焊接过程中，因气体来不及及时逸出而在焊缝金属内部或表面所形成的空穴。

3、焊瘤：在焊接过程中，熔化金属流到焊缝外未熔化的母材上所形成的金属瘤，它改变了焊缝的横截面。

4、弧坑：焊缝在收尾处有明显的缺肉和凹陷。

5、咬边：电弧将焊缝边缘的母材焙化后，没有得到焊缝金属的补充而留下缺口。咬边削弱了接头的受力截面，使接头强度降低，造成应力集中，使可能在咬边处导致破坏

6、夹渣：在焊缝金属内部或熔合线部位存在的非金属夹杂物。夹渣对力学性能有影响，影响程度与夹渣的数量和形状有关。

7、未焊透：母材之间或母材与熔敷金属之间存在局部未熔合现象。

2.3 焊件性质缺陷

焊接过程中，焊缝及其附近金属要经历一次加热和冷却的过程，相当于受到了一次不同程度的热处理，焊接接头的组织和性能发生了变化。由于温度较高，导致晶粒急剧长大，焊后晶粒粗大的过热组织起力学性能显著下降，容易产生淬硬组织，塑形、韧性降低。此外，再这样的局部加热过程中，焊件不可避免的产生焊接应力和焊接变形，从而降低焊件的承载能力。

第3章 单面焊双面成形质量差引起的问题

3.1 增加消耗，降低结构的质量和使用寿命

焊接生产中,优质的焊接质量可以满足设计要求,保证结构的正常使用寿命. 而一旦出现严重的焊接缺陷,就会增加板材、焊材、电力及人力的消耗等。 否则,这些缺陷在使用过程中会引起严重的应力集中,降低结构的使用寿命。

3.2 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锅炉及压力容器等重要构件的焊接生产中, 一旦有严重缺陷,质量不合格,焊件的焊补非常困难,而且在生产过程中受各种交变载荷及压力的作用,使焊缝的缺陷产生应力集中,加之焊缝的有效使用面积减小,减弱了焊接接头的强度。 轻则使产品的使用寿命受到影响,重则导致焊缝断裂,产品破坏,酿成严重的事故。

第4章 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析

4.1 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

4.2 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响

4．2．1 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,但易出现咬肉、焊瘤等缺陷,并增大气孔倾向. 尤其在立焊操作时熔池难以控制,易出现焊瘤,弧长增加,就会产生咬边. 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.

4．2．2 焊接速度

焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数. [ 3 ] (p168)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,使高温时间长,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

4．2．3 电弧电压

焊接过程中合理的控制电弧长度是保证焊接缝质稳定的重要因素. 电弧过长对熔化金属保护差,空气中的氧、氮等有害气体容易侵入,使焊缝易产生气孔,焊接金属的机械性能降低. 但弧长也不易过短,若弧长过短,就会引起粘条现象,且由于电弧对溶池的表面压力过大,不利于溶池的搅拌,使溶池中气体及溶渣上浮受阻,从而引起气孔、夹渣等缺陷的产生.

4．2．4 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.

4．2．5 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,在进行打底层焊接和立焊焊接时熔池难以控制, 易产生焊瘤等缺陷

4．2．6 焊接接头的影响

焊接接头存在着组织和性能的不均匀性，还往往存在着一些焊接缺陷，存在着较高的拉伸残余应力；所以焊接接头是焊接结构中的薄弱环节。提高焊接接头的质量，可从以下途径着手：正确选配焊接材料，采用合理的焊接工艺方法，控制熔合比，调节焊接热循环特征，运用合理的操作方法和坡口设计，辅以预热、层间保温及缓冷、后热等措施，或焊后热处理方法等，可获得优质的焊接接头。

第5章 防止单面焊双面成形焊接产生

焊接缺陷的措施

5.1 选择适当的工艺参数

焊接电流应根据板件厚度、焊接位置、焊条直径和焊接经验进行选择,保证所选择的电流不易造成焊缝咬边、烧穿、夹渣、未焊透等缺陷. 焊接过程中应选择短弧焊,以避免咬肉、未焊透、气孔等缺陷的产生. 焊速应合适,不宜过慢,以每层厚度不大于4 mm为宜, 以避免高温停留增长,影响焊缝的机械性能,但焊速也不宜过快,以免造成未溶合、未焊透等缺陷. 对重

要构件要采取焊前先预热、焊后缓冷等措施,以避免冷裂纹的产生.

5.2 焊工的技术水平

焊接生产中,焊工对单面焊双面成形操作技术掌握的水平,往往决定了焊缝的质量. 因此,加强焊工单面焊双面成形操作，技能的训练是保证焊缝质量的关键。

单面焊双面成形技术，是锅炉，压力容器焊工熟练掌握的操作技能，也是在某些重要焊接结构制造过程中，既要求焊透而又无法在背面进行清根和重新焊接所必须采用的焊接技术。在单面焊双面成形操作过程中，不需要采取任何辅助措施，只是坡口根部在进行组装定位焊时，应按焊接时不同操作手法留出不同的间隙，当在坡口的正面用普通焊条进行焊接时，就会在破口的正、背两个面都能得到匀称，成形良好，符合质量要求的焊缝，这种特殊的焊接操作被称为单面焊双面成形。

作为焊工，在单面焊双面成形过程中应牢记“眼精、手稳、心静、气匀”八个字。所谓“眼精”，就是在焊接过程中，焊工的眼睛要时刻注意观察焊接“溶池”的变化，注意“熔孔”尺寸，每个焊点与前一个焊点重合面积的大小，熔池中液态金属与溶渣的分离等。所谓“手稳”，是指眼睛看到哪儿，焊条就应该按选用的运条方法，合适的弧长、准确无误地送到哪儿。保证正、背两面焊缝表面成形良好。所谓“心静”，是要求焊工在焊接过程中，专心焊接，别无他想。任何与焊接无关的私心杂念，都会使焊工分心，在运条、断弧频率、焊接速度等方面出现差错，从而导致焊缝产生各种缺陷。所谓“气匀”，是指焊工在焊接过程中，无论是站位焊接、蹲位焊接还是躺位焊接，都要求焊工能保持呼吸平均均匀。既不要大憋气，以免焊工引缺氧而烦躁，影响发挥焊接技能，也不要大喘气，焊接过程中，这种呼吸方法使焊工身体上下浮动而影响手稳。总之，这八个字是经多年世界总结得到的，指导焊工进行单面焊双面成形操作时收效很大。“心静、气匀”是前提，是对焊工思想素质

的要求，在焊接岗位上，每个焊工都要专心从事焊接工作，“一心不可二用”，否则，不仅焊接质量不高，也容易出现安全事故。只有做到“心静、气匀”，焊工的“眼精、手稳”才能发挥作用，所以这八个字，既有各自独力的特性，又有相互依托的共性，需要焊工在焊接实践中仔细体会其中的奥秘。

结论

单面焊双面成形焊接技术在现代手工电弧焊焊接领域仍占有不可替代的作用。尤

其在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。优质的单面焊双面成形焊接质量可以满足设计要求，保证正常的使用寿命。而一旦出现严重的焊接缺陷，就会影响产品的使用寿命，甚至给安全生产带来威胁，引起安全事故。为了防止这些缺陷的产生，对单面焊双面成形技术进行更深一步探索。通过对造成质量差原因的分析，逐步改善和提高单面焊双面成形的焊接质量。单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、操作技术水平的。通过对这些的深入研究，找出造成质量差的原因，提出了相应的防止措施，解决单面焊双面成形技术的缺陷，使单面焊双面成形技术进一步完善，加以推广，并对单面焊双面成形的作业起到一定的指导作用。

参考文献

[1] 大江 主编.焊接实用理论与技术详解.中国戏剧出版社

[2] 王洪光 主编.使用焊接工艺手册.化学工业出版社

[3] 赵春花 主编,李鲤 张炜 副主编.金工实习教程.中国电力出版社

[4] 方亮 王雅生 主编.材料成形技术基础.高等教育出版社

[5] 周兴中 主编.焊接方法与设备.北京:机械工业出版社

[6] 累世明 主编.焊接方法与设备.机械工业出版社

[7]张应力 主编.新编焊工使用手册.北京:金盾出版社

致谢

在此论文撰写过程中，要特别感谢我的指导师晏丽琴的指导与督促，同时感谢她的谅解与包容。没有晏丽琴老师的帮助也就没有今天的这篇论文。求学历程是艰苦的，但又是快乐的。感谢我的班主任同长虹老师，谢谢他在这两年中为我们全班所做的一切，他不求回报，无私奉献的精神很让我感动，再次向他表示由衷的感谢。在这两年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢。

谢谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬意献给你们！

本文参考了大量的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬！