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第一章 焊条电弧下向焊大管

水平固定焊

第一节 焊接特点

手工焊条电弧下向焊是一种新型的焊接技术，它的焊接工艺与传统的手工焊条电弧焊相反，焊接方向是由上而下进行焊接，被称为下向焊。

手工电弧下向焊适合于壁厚（8)≥

0.8mm,管径（D)≥300mm的大管单面焊双面成型水平固定焊接，最大的优点是它从根本上解决了传统的手工焊条电弧上向焊根部焊接难度大、焊接不易掌握、焊缝产生缺陷多、焊接质量差、生产效率低的问题。下向焊的焊条电弧吹力大，隔绝空气能力强，气体对焊接熔池的保护性能好，焊缝产生气孔机会少。焊接时焊条运条简单，焊接速度快，焊接电弧熔深大，穿透能力强，焊条焊接时的脱渣性能好，焊缝表面形成的药皮渣薄而脆，便于焊缝的表面清渣，而且焊接时不易粘条，可进行极短的焊接电弧焊接。另外，下向焊适合于较小的焊缝间隙进行焊接，而根部焊接背面形成的焊缝形状是靠焊接熔池自然形成的，所以焊缝表面的纹理均匀、整齐、美观。因此，下向焊的焊接质量高。

下向焊的另一个特点是焊缝焊接层间薄，焊缝层数多，焊接操作简单易掌握，焊接形成的焊缝表面纹理与手工焊条电弧上向焊形成的焊缝表面纹理形状相反，成倒置的反方向鱼鳞形状。焊缝的填充与盖面焊接可选择较大的焊条直径进行焊接，如4.0mm、4.8mm或巾5.0mm焊条。因此，焊接生产效率高。下向焊不足的一面是，焊接使用电流偏大时焊条熔化飞溅大，焊工应有很好的防护措施。

下向焊本身具备焊接时焊条产生的电弧气体吹力大、穿透能力强和焊接电弧熔深大等特点。因此，焊缝的根部焊接时它对焊缝的间隙要求非常严格，焊缝的间隙大小，必须适应根部焊接使用的焊条直径和根据焊条直径选择的规范电流，两者相互配合才能够使根部焊接形成的焊缝达到一个符合规范的焊缝。

焊件的位置处于水平位置，下向焊属于全位置焊接。焊件在根部焊接时焊接位置变化多，而且各焊接位置的焊接特点不同，因此在根部焊接时选择的焊接电流既要考虑各焊接位置存在的焊接特点，同时还要兼顾适应各焊接

位置的焊接，这就要求焊接时使用的焊接电流应非常准确；要求根据焊缝的不同位置与焊接时存在的焊接特点，综合考虑焊接时使用的焊接电流。因此，焊缝的根部焊接，与焊接时使用的焊接电流有关。

一、焊缝的平焊位根部焊接特点

焊缝平焊位焊接时形成的焊接熔池重力向下与焊接方向垂直。因此，焊缝根部焊接时由于受焊接位置和焊接熔池重力方向的影响，焊接时焊缝形成的熔池不会自然向前流动，而是依靠焊接时焊条运条动作使熔池向前移动形成焊缝。如果焊接时熔池的温度偏高，那么焊缝中的熔池表面张力就会减小，而焊接熔池在自身重力的影响下，下沉速度较快，甚至出现瞬间过瘤现象。所以，平焊位的根部焊接使用焊接电流不易过大。

二、焊缝的立焊位根部焊接特点

焊缝立焊位焊接时形成的焊缝熔池重力向下与焊接方向垂直成一条直线，这是由焊接位置存在的特点所决定的。因此，焊接熔池受自身重力方向和焊接位置的影响，就决定了立焊位的根部焊接形成的焊缝熔池下沉速度要比其

他焊接位置下沉速度快。如果立焊位的根部焊接电流与平焊位相同，就会因焊接电流小，焊条产生的气体吹力不够，而控制不了焊接熔池的下沉速度；与此同时也会因焊接电流小而造成根部焊缝焊不透和焊接时的电弧被向下流动的液态金属熔池给淹灭。因此，立焊位的根部焊接使用的电流要略大于平焊位使用的电流。根据立焊位的焊接特点，所选择的焊接电流既能保证根部焊缝被焊透又能使焊条产生的电弧气体吹力能够控制焊接熔池向下流动的速度为合适。

三、焊缝的仰焊位根部焊接特点

焊缝仰焊位焊接时形成的焊缝熔池重力向下与焊缝间隙纵向垂直。因此，它与平焊位的根部焊接相比，既有相同之处又有不同之处，相同之处是虽然焊缝的上下两个焊接位置不同，但是根部焊接位置却都是处在水平位置上。焊接时形成的焊缝熔池由于受熔池重力方向的影响，焊接熔池不会自然向前流动，同样是依靠焊条运条动作拖着焊接熔池向前移动来形成焊缝。不同之处是仰焊位的根部焊接，熔池的重力方向是与焊接时焊条熔滴过渡方向是相对的。这就要求焊接时以极短的焊接电弧产

生的电弧气体吹力克服熔池的重力影响，顶着焊接熔池进行焊接，来保证焊条产生的熔滴顺利过渡到焊接熔池及焊缝的背面，力求达到焊接熔池有足够的填充金属，使根部焊缝背面形成的焊道略有凸出效果和防止焊缝熔池产生下沉，而造成焊缝背面产生内凹。因此，仰焊位根部焊接使用的焊接电流不能小于平焊位根部焊接时使用的焊接电流。一般焊接时电流都要略大些，适合于仰焊位根部焊接时使用的焊接电流大致与立焊位根部焊接时使用的焊接电流相同较为合适。

通过对以上根部焊接在不同焊接位置上进行焊接存在的特点的了解，可以看出根部焊接时能够兼顾适应各焊接位置的焊接电流，只有立焊位根部焊接时使用的焊接电流可以做到。因此，焊缝的根部焊接选择的焊接规范电流是按照适合于立焊位焊接时的电流来确定的，所以，下向焊的焊缝根部焊接，选择焊接电流一定要以适合立焊位的根部焊接为准。

那么已确定的根部焊接电流虽然适合了焊缝的大部分焊接位置的根部焊接。但是，它对平焊位的根部焊接时使用相同的焊接电流就显得略偏大，解决这个问题有以下两种方法：

(1)在焊件组对时，要人为地把平焊位的

焊缝间隙缩小些，利用小间隙焊缝以调整电流对焊缝间隙的适应性，控制焊缝的背底缝成型。

(2)焊缝间隙在相同的情况下，焊接时采用人字形的运条方法，使焊条的温度中心断地移向焊缝间隙的两侧坡口，来扩大焊接池的受热面积和分散焊接电弧产生的热量对接熔池的输入，使焊接熔池中的温度得到制，保证焊接时形成的熔孔始终保持一致，从而达到控制焊缝背面成型的目的。

由于下向焊的焊接工艺决定了焊接方向，因此，焊缝的填充、盖面焊接及焊接方问是由焊件的上端沿管子的圆形弧度向下进行焊接，所以焊缝焊接时的位置变化多，焊工对焊缝的大部分焊接位置进行焊接视线清楚，而且焊工焊接时身体也比较适合于焊接位置的变化。因此，焊接时控制焊接熔池的形状和焊缝的成型都比较容易，而且同时还可以减轻焊工在焊接时的劳动强度。但是随着焊接的不断进行和焊接位置的不断改变，当焊缝焊至接近于仰焊位置时，焊接就会因焊接位置的改变而发生一些变化，其原因是由于焊接位置的改变随之也改变了焊接方向，因为仰焊位的焊缝是处于水平位置，所以焊接方向也由此随着管的弧度改为

向前焊接。正因为如此，焊接时也就显示的向焊在仰焊部位进行焊接时存在的特点与不足。焊接时所表现出的焊接难度有以下两点：

(1)由于焊缝的仰焊部位下向焊的焊接方向是向前进行，所以焊接时焊条是随着焊缝的成型不断地向前进行焊接，这就使得焊接时的焊条距离焊工的视线越来越远。另外，由于焊件距离地面的高度较低，焊工在焊接时身体所处位置受到了一定的限制。因此，它会给焊工焊接时观察焊接熔池的形状造成视线不清楚的影响。焊接时主要易出现的问题表现在焊接时焊接方向把握不准，易造成焊缝出现焊偏的现象而直接影响焊缝的表面质量。

(2)由于焊缝的仰焊部位下向焊的焊接方向是向前进行，所以焊条在焊接时所处位置是在焊接熔池的中部，而焊接形成的焊缝却处在焊条与焊工视线的中间，这就造成了焊接时焊缝形成的表面高度，不时地挡住和影响着焊工在焊接时的视线，不利于焊工在焊接时观察焊接熔池的形状和控制焊缝的表面成型。因此，给焊接带来了一定的难度。如果在焊接时因焊接操作不当，就会因焊缝的仰焊部位焊接时存在的特点，而使焊接熔池在自身重力方向的影响下，使焊接形成的焊缝中间鼓起，而焊缝的

商商产生夹角或出现校边现象。

弹缝的神焊部位焊接时存在的焊接特点是由下向焊的焊接工艺所决定的。因此在进行弹缝的种焊部位焊接时，首先要根据焊缝的按位置存在的焊接特点，确定好焊接时媒工体处在的位置，尽量使焊接时观察焊接熔池的形状和控制焊缝成型的视线清楚，才能够克基焊接上存在的困难。

由于下向焊的特点是焊层薄，焊接运条逃度快，而且焊缝的焊接层数多，所以焊接时一定要根据焊件的厚度按照焊接工艺要求所规范的焊接层数进行焊接。焊接时不要随意减少接层数而增加焊缝厚度，因为下向焊的焊接工艺不适合于较厚的焊层进行焊接，其原因有以下两点。

(1)如果焊接时焊缝的焊层较厚，容易造成形成的焊缝两侧产生夹角，而且在进行下一层的焊缝焊接时，就会因下向焊的焊接速度较快使焊接电弧对前一层的焊缝形成的熔深达不到深度，造成前一层的焊缝表面两侧产生的夹角熔不透而形成夹渣。

(2)如果焊接时焊缝的焊层较厚，那么它就不符合下向焊的特点：焊接时会受到下向的焊接速度较快和焊缝形成的熔池温度较低的影响，使焊接熔池中存在的气体不能及时排出而形成气孔，产生缺陷。这一点也是下向焊在焊接时存在的比较突出的特点之一。

四、焊缝外观自检

(1)焊缝表面不得有气孔、裂纹、夹未焊透、焊瘤等缺陷。

(2)咬边深度不得>0.5mm,咬边连度不得>100mm,咬边的总长度焊缝两和不得超过该焊缝长度的10%。

(3)根部焊缝表面内凹深度≤0.9mm长度≤15mm。

(4)焊缝宽度为熔合坡口两侧11.5mm,高度为0-1.6mm,局部不得>2mm,

(5)根部焊缝的背面宽度为熔合焊缝两侧焊缝高低差<2mm。

纯边，高度不低于母材，局部高度不得>2mm。

(6)焊缝表面禁止有电弧擦伤。

本章小结

一、焊接难点

(1)焊缝根部焊接难度较大。

(2)焊缝填充与盖面焊接，仰焊位易发生焊缝表面中部起棱，焊缝两侧产生吸动。

二、焊接难点解决方法

(1)焊缝根部焊接：

①选择焊接规范参数一定要准确。

②正确理解和弄懂焊缝根部焊接，焊缝形成的焊接过程。

③每焊完一根焊条，都要调整好下根焊条焊接时的体位姿态，再进行焊接。

④选择正确的焊接方法。

(2)焊缝填充与盖面焊接：

在进行焊逢仰焊位填充与盖面焊接时，要调整好焊接时的体位姿态，适合于此段焊缝焊接，尽量避免由于焊接体位的不适应，影焊接视线和焊接质量。

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