焊剂铜垫法埋弧自动焊单面焊双面成形工艺试验 陈铁军 一 、前言 在采用较大电流焊接中厚板长焊缝背面，从 埋弧自动焊单面焊双面成形是在焊缝背 而防止了金属的溢流同时由于焊剂下的铜垫 面衬托某种衬垫后，在焊缝正面使用较强的 板保证了背面焊缝的余高。当在坡口精度稍 焊接规范(主要是焊接电流)，将焊件一次焊 差的情况下，背面焊缝成形仍能得到令人满 透，等焊缝冷却凝固后，达到正反面焊缝同时 意的结果。 成形的目的。这种工艺方法已在国内外造船 业广泛采用，目前我厂舰船事业部正积极准 备推广使用。这种工艺方法虽然具有提高效 率；改善焊工劳动条件；省工省料；能完成反 面难以焊接部位焊接的优点，但是埋弧焊单 面焊双面成形的影响因素较多，在中厚板焊 图1焊剂铜垫法示意图 接时不易控制焊接工艺参数，存在着焊接质 三、试验设备、材料和实验方法。 量不如采用双面焊接的工艺方法稳定的缺 试验采用国产MZ一1—1000型晶闸管 点，因此推广其在舰船事业部平面拼版生产 控制系统变速送丝式埋弧自动焊机。焊接材 线上应用的首要问题是必须实现其工艺过程 料为H08、q~4mm、 ．8直径焊丝；衬垫焊剂 及焊接质量的稳定。一般在平面拼板生产线 采用两种：①衬垫专用热固化焊剂、型号为 上依据所选用的反面衬垫形式将埋弧焊单面 DQ．FCBR16；②普通熔烁焊剂：HJ430X。试 焊双面成形分为焊剂垫法、铜衬垫法、焊剂铜 板为Q235A钢板，为节省实验钢板仅以板厚 垫法等方法，但从易控制焊接规范，焊缝成形 为9mm、10mm两种难以控制工艺规范、正板 稳定，焊接质量较好的角度来看应以焊剂铜 两面成形较为困难的中厚板为焊接实验钢 垫法的推广较为有利。为做好其推广应用的 板，其它较薄的钢板仅作探索工艺参数的实 技术准备近期在教育中心及舰船事业部领导 验。铜衬垫采用舰船事业部提供的6节尺寸 的大力支持下我们对焊剂铜垫法单丝埋弧自 为60×60×290mm的紫铜垫。充气软管采 动焊单面焊双面成形进行了焊接工艺实验及 用两根直径为q)65mm的消防水带。 研究。 为使实验能得到预期效果，专门制作了 二、工艺原理 一 套简易辅助工装，其工装的结构见图2。 焊剂铜垫法是采用在紫铜垫板上敷设一 工装由若干定位模板及固定马组成，工 层厚度均匀的焊剂，并利用充气软管等顶升 作时先在铜衬垫上均匀敷设一层3—5mm厚 装置。把焊剂铜垫板紧贴于对接焊缝的背面， 度的焊剂，然后将焊接试板置于定位模板上 正面采用埋弧自动焊，从而达到单面焊双面 用楔铁固定住，最后在充气软管内充入压缩 成形的目的。见图1所示。 空气，使焊剂铜垫紧贴于焊接试板的反面，即 相关专业文献介绍这种焊接工艺方法， 可进行焊接实验。 ·-- — — 46--·—— 四、焊接工艺试验。 2、工艺参数 1、焊前准备 埋弧自动焊单面焊双面成形焊接工艺参 将板厚为9mm、10mm的Q235钢板加工 数直接影响焊缝的正反面成形质量，从而影 成500×125mm(长 ×宽)及 1500×125mm 响了焊接结构的整体质量。一般而言焊件坡 (长×宽)两种规格的焊接试板并作适当表 口加工精度、焊接电流、电弧电压、焊接速度、 面处理后，不开坡 口按2mm、2．5mm、3mm、 焊丝干伸长、铜衬垫压紧程度等都影响着焊 4mm间隙拼装成不同间隙的焊接试板并加 缝的成形质量，因此要获得一条优质的正反 装引、熄弧板。 两面成形的焊缝是各种焊接工艺参数和工艺 1 1 因素综合影响的结果。而我们所进行工艺试 一， 2 3 2＼ 验的根本目的是为了找到比较合适的工艺方 法和焊接工艺参数，考查对所选用的工艺方 法及焊接工艺参数是否能得到合乎质量要求 的焊接接头。 厂 工艺试验分别选用了不同的工艺参数进 行试验，通过大量的工艺对比试验，得到了基 l、固定马 2、楔铁 3、焊接试板 4、定位模板 本焊接工艺参数，见下表。 5、充气软管 6、铜垫托板 7、铜村垫 8、焊剂 图2 实验工装结构图 表1基本焊接工艺参数 板厚 间隙 焊丝直 焊速 气囊压 衬垫焊 正板面 ／mm ／mm 径／ram 电流A 电 V m／h 力／MPa 剂型号 成型 9 2—3 4．8 720——780 36—38 27．5—28．5 0．25—0．4 HI430X 良 10 2—3 4．8 780—800 38—40 27．5—28．5 0．25—0．4 HJ430X 良 9 2—3 4 720—760 36—38 27．5 0．1—0．2 DQ．FCBR16 良 10 2—3 4 740—780 36—38 27．5 0．1—0．2 DQ．FCBR16 良 由以上工艺参数焊接得到的焊缝表面尺 时，由于生成了大量的熔渣，因熔渣的不均匀 寸为：正面焊宽在22mm左右，余高 1． 造成反面焊缝高低不平。而且熔渣在焊接过 5mm；反面焊宽在14mm左右，余高2mm。 程中液态金属凝固之前处于熔化状态难以托 五、分析与讨论 住液态的金属，使得液态金属在重力的作用 单面焊的主要问题是既要把焊缝焊透， 下克服表面张力处于下坠状态，增加了反面 又要保证焊缝背面的成形。为此，首先需要 焊缝的成形难度，同时也影响了焊缝的正面 提供合理的衬垫装置来保证背面焊缝成形的 成形(表现为填充量不够)。此时必须调整 良好。经工艺试验我们认为衬垫应保证与 各项工艺参数并使之匹配，才能得到较好的 焊缝反面有良好的贴紧性，即不仅能紧贴于 正反面焊缝成形，这造成了焊接过程中的操 焊缝的反面而且又能保持一定的压紧力，这 作难度且很难保证焊缝的外观质量；而采用 样能防止焊缝反面与衬垫之间形成缝隙在焊 衬垫专用热固化焊剂时，由于在焊接电弧热 接时使液态金属从缝隙中溢漏，使焊缝反面 的作用下，使焊剂很快固化成板状，能有效阻 不成形。 挡电弧吹力的影响并托住熔化的金属，并且 当焊剂铜垫法采用HJ430X作衬垫焊剂 焊剂熔化量少，使熔渣较均匀，能够改善反面 ．． ．— — 47 --·—— 焊缝的成形，相比之下作衬垫焊剂使用时优 且能有效提高焊缝金属的填充量。 于普通熔炼焊剂。 在单面焊双面成形的焊

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