对接环缝焊接

六、对接环缝焊接

圆形筒体焊接结构的对接环缝，可以配备辅助装置和可调速的焊接滚轮架，以焊接小车固定、焊件转动的形式进行埋弧焊。如图4－188所示。

1.坡口形式

常用的坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口和VU形组合坡口，见图4－189。可根据焊件厚度及其使用情况选用。

图4－188　环缝埋弧焊示意图

图4－189　埋弧焊坡口形式

当筒体壁厚较薄时，可选用I形坡口，正面焊一道，背面清焊根后再焊一道，这样既能保证质量，又能提高生产效率。

厚度在18mm以上的板，为保证焊接质量，应当开坡口。由于装配后的小型容器内部焊接通风条件差，环缝的主要焊接工作应放在外侧进行，应尽量选用X形坡口并且大坡口在外侧，或选择V形坡口及VU形组合坡口。

为保证焊接质量，环缝坡口的错边量不许大于板厚的15%加1mm，并且最大不超过6mm。

2.装配定位

以直径2000mm的筒体，壁厚16mm的低碳钢圆筒形结构进行对接环缝的埋弧自动焊接为例，介绍埋弧自动焊操作步骤。

首先将焊接接头处及边缘两侧用磨光机打磨干净，然后进行定位和焊接装配。装配时应保证对接接口处的错边量在2mm以内，对接处不留间隙，局部间隙应小于1mm。定位焊采用直径4mm的E4303焊条，定位焊缝长为20～30mm，间隔300～400mm，直接焊在筒体外表。定位焊后，清除定位焊缝表面的渣壳，用钢丝刷清除定位焊缝两侧的飞溅物。

3.焊剂垫及工艺参数选择

筒体内、外环缝的焊接顺序，一般先焊内环缝，后焊外环缝。双面埋弧焊焊接内环缝时，焊机可放在筒体底部，配合滚轮架，或使用内伸缩式焊接操作机，配合滚轮架进行焊接。为防止熔化金属和熔渣从间隙中流失，筒体外侧配用圆盘式焊剂垫、带式焊剂垫或螺旋推进器式焊剂垫。焊接外环缝时，可使用立柱式操作机、平台式操作机或龙门式操作机，配合滚轮架进行焊接。常用的焊剂垫主要有连续带式和圆盘式，如图4－190所示。筒体环焊缝埋弧自动焊工艺参数为:焊丝H08A，直径5mm;焊剂为HJ431或SJ201;焊接电流700～720A;焊接电压38～40V;焊接速度47～50cm/min。

图4－190　环焊缝埋弧自动焊用焊剂垫示意图

1－焊丝　2－筒体　3－焊剂　4－带轮　5－传送带　6－筒体环缝　7－焊剂　8－滚动轴承　9－汽缸　10－手柄　11－丝杠

4.偏移量的选择

将焊剂垫安放在待焊部位，检查操作机，滚轮架的运转情况全部正常后，将装配好的筒体吊运至滚轮架上，使筒体环缝对准焊剂垫并压在上面。驱动内环缝操作机，使悬臂深入筒体内部，调整焊机的送丝机构，将焊丝调整到偏离筒体中心35mm处，使之处于上坡焊位置，并使焊剂对准环缝的拼接处。

(1)偏移量对焊缝成形的影响。

埋弧焊焊接环缝时，除焊接工艺参数对焊接质量有影响外，焊丝与焊件的相对位置也起着重要作用。当筒体直径大于2000mm时，若焊丝位置不当，常会造成焊缝成形不良。焊内环缝时，若将焊丝调在环焊缝的最低点，见图4－191，焊接过程中，随着焊件的转动，熔池处在电弧的左上方，相当于下坡焊，结果使熔池变浅，焊缝宽度增大而余高减小，严重时将造成焊缝中部下凹。焊接外环缝时，若将焊丝调在环焊缝的最高点，随着焊件的转动，熔池处在电弧的右下方，相当于上坡焊，结果使熔池变深，焊缝宽度减小而余高增大。环缝直径越小，上述现象越突出。

为避免上述问题的出现，确保焊缝成形良好，在焊接环缝时，焊丝应逆焊件旋转方向相对于焊件中心有一个偏移量，以保证焊接内、外环缝时的焊接熔池大致处于水平位置时凝固，从而得到良好的焊缝成形。

图4－191　焊丝对准环缝的最低点和最高点

(2)焊丝偏移量的选用。

焊丝偏移量的大小，随着筒体的直径、焊接速度以及焊接电流的不同而不同。一般说来，焊接内环缝时，随着焊接层数的增加，相当于焊件直径在减小，焊丝偏移量应由大到小的变化;当焊到焊缝表面时，因要求有较大的焊缝宽度，偏移值可取得小些。焊接外环缝时，随着焊接层数的增加，相当于焊件直径在增大，焊丝偏移量应由小到大的变化。当焊到盖面焊缝时，因要求有较大的焊缝宽度，偏移值可取得大些。

焊丝偏移量可根据筒体直径按表4－46选择。不过，最佳的焊丝偏移量还应根据焊缝成形的好坏作相应的调整。

表4－46　焊丝偏移量的选用

5.层间清渣

埋弧焊操作时一般要有两人同时进行，一人操作焊机，另一人负责清渣工作。

焊接厚度较大的筒体环缝时，由于坡口较深，焊接层数较多，所以，焊接过程中要特别注意，每层各焊道的排列应均匀，焊缝与坡口边缘要熔合好，尽量不出现死角，以防止产生未熔合或夹渣等缺陷。层间的清渣工作往往比较困难，必要时可用风铲协助清渣。焊接结束时，环缝的始端与末端应重合30～50mm。

6.气刨清根

内环缝焊接完成后，在筒体外面对接处用碳弧气刨清理焊根。刨槽深度6～7mm，宽度12～19mm。碳弧气刨的工艺参数为:圆形实心碳棒，直径8mm，刨削电流300～35A，压缩空气0.5MPa，刨削速度53～67cm/min。气刨结束后，应彻底清除刨槽内及两侧的熔渣。松开焊剂垫，使其脱离筒体。将操作机置于筒体上方，调节焊丝对准环缝的拼接处，使焊丝偏离中心约35mm处，相当于下坡位置焊接外环缝，焊接工艺参数不变。焊接结束后，清除焊缝表面渣壳，检查焊缝外表质量。