单面焊双面成形质量不良的原因分析及防止措施

张军元 郭睿涵

摘要：单面焊双面成形质量是影响机械设备质量的重要因素，随着焊接工艺技术的进步，人们对焊接质量的要求也越来越高。本文主要分析该种焊接工艺技术在实际焊接过程中成形质量不良的主要原因，并在此基础上提出了相关的防止措施。

关键词：焊接工艺单面焊双面成形断弧焊法

1单面焊双面成形技术简介

单面焊双面成形操作技术其实也是使用普通焊条进行的，运用比较特殊的操作方法，实现对坡口的正面焊接，而且能够达到焊后坡口正反两面均可以得到双面成形。此种焊接技术，在压力管道和锅炉压力容器焊接中最为常用，其方法主要有断弧焊法和连弧焊法。

2单面焊双面成形常见的焊接缺陷

2.1尺寸上的缺陷

由于焊接结构设计过程中出现的尺寸误差，会导致焊缝形状出现相应的变化，一般来说比较常见的是焊缝的外观呈现高低不平或波纹不均，焊缝的宽度不够均匀，宽窄不一致、焊缝的余高高低程度不统一，角焊缝焊脚尺寸大小比较杂乱，这些都是焊缝尺寸及形状达不到相关标准的具体原因。这种不合标准的焊缝，在很大程度上影响了焊缝表面的质量，在实际的机械部件中导致了应力相对集中，并且焊缝截面积减小，降低焊缝承载强度。

2.2结构上的缺陷

包括平面缺陷（未熔合、未焊透、裂纹等）、体积缺陷（气孔、夹渣、夹杂等）、成形不佳（焊缝太厚、角变形、错边等）。这三类缺陷中以平面缺陷对结构影响最严重，也是焊接时最常见的缺陷。这些缺陷不但会削弱工作截面造成结构不连续，而且引起不同程度的应力集中，从而对结构的工作质量和使用寿命产生严重的影响。

2.3性质上的缺陷

一般来说，性质上的缺陷，主要是由于力学性能和化学性能的不达标所引起的，这些不符合焊接标准的材质，在进行焊接时，其力学性能和化学性能都会在一定程度上影响焊接的质量，进而影响机械部件的物理性能。

3单面焊双面成形质量不良引起的问题

3.1提高消耗量，并影响结构的质量，缩短焊接结构的使用寿命

焊接结构是焊接部件质量的关键性影响因素，在实际焊接作业过程中，高水平的焊接质量是保证焊接结构达到设计标准要求的基础，也是机械设备正常运转的关键因素。如果结构中出现比较严重的焊接质量问题，发现之后，就必须尽快修复或直接报废，如果不及时处理，还会引起母材、焊接材料、设备和人工的大量消耗。在机械设备的使用过程中，这种焊接结构的质量缺陷，会导致应力相对集中，这就会使结构发生脆性断裂，而且对结构的疲劳强度也有很大影响，缩短了结构的使用寿命。

3.2焊接缺陷影响结构的正常使用，导致安全事故

锅炉及压力容器等重要构件的焊接主要采用单面焊双面成形技术，若焊接接头中存在比较明显的焊接缺陷，就会造成构件的质量达不到相关技术标准的规定，并且如果出现这种情况，后期进行相关的修补工作，也不容易操作。在机械设备部件结构实际使用过程中，还会受到一些其他交变载荷的相互作用，这种相互作用力下，会加剧应力在焊缝处的集中，缩减了焊缝的实际有效工作截面积，这样一来，焊接头的承载强度就会受到很大程度的削弱。这种情况一旦发生，通常就会增大结构的疲劳强度，从而降低正常的使用寿命，更有甚者，会直接引起焊接结构的断裂，导致机械设备部件立即报废，给安全生产带来严重的安全事故隐患，影响实际的经济利益。

4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

焊接电源是焊接操作过程中，最需要注意的影响因素。如果焊接电源的性能不够稳定，就会使得技术工人在焊接时，不能充分发挥焊接工艺的价值，也达不到相关技术标准的要求。并且会对焊机自身造成一定程度的损伤，降低焊接工艺参数的准确性，使得焊接机械设备的部件受到严重影响。

4.2工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响

4.2.1焊接速度

焊接速度作为表征焊接生产效率的主要参数，在一定程度上影响着焊接生产的经济效益。对于焊接速度的选择，一定要结合实际的焊接构件质量标准要求和技术工人的技术水平，在综合参考上述因素的基础上，设定比较合适的焊接速度，要保证焊接的相关构件材料焊透，使其焊接表面光滑匀称致密，同时也要保证焊接构件的焊缝不可过大，减少焊接失误，提高焊接的时效性。

4.2.2电弧电压

电弧的长度对于焊缝有着非常重要的影响，这就需要焊接技术工人在焊接作业过程中，科学控制电弧的长度，并根据焊接材料和焊接设备的具体情况，进行合理的调整。根据一般的焊接经验，如果焊接过程中的电弧长度很大，那么电弧电压会比较高，而如果电弧长度越短，则电弧电压越小。

4.2.3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。焊接层数主要根据焊件厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙等来确定。可作如下近似估算：

n=δ/d

式中：n为焊接层数；δ为焊件的厚度（mm）；d为焊条的直径（mm）。

4.2.4焊条类型及焊条直径的影响

从焊缝质量的影响因素来看，对其造成最直接影响的就是焊条和焊件金属相互熔化的程度，一般来说，相互融化程度越高，焊缝就会显得越致密结实，焊接效果质量就会越好。基于这种原因，就需要在实际焊接作业前，科学合理的选择合适的焊条。根据焊条直径与工件之间的相互关系，尽量选择适合工件厚度的焊条。在一般情况下，焊条直径与焊件厚度之间的关系的参考数据，见表1。

如果是同样的板厚，在选择焊条时，在平焊位置使用的焊条，要注意其直径要比别的部位大一些，别的如立焊、横焊和仰焊等，通常使用比较细的焊条，控制在4.0mm之内。在焊道层面，不同层次的焊道对焊条直径的要求也不同，一般来说，第一层焊道所适用的焊条直径应该较小，在焊接第一层结束之后，外围的层次，应该根据焊件厚度的不同变化，合理选择直径合适的焊条。

4.3操作因素

技术工人的焊接操作水平，对单面焊双面焊接质量，有着非常重要的影响作用，如果技术工人的操作技术水平不高，则很可能会在操作的相关环节出现意外情况，一些常用的焊接作业技巧可能掌握不熟练。

5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

在开始焊接前，要做好焊机的试焊工作，在试焊环节，检查焊机是否具备良好的引弧性能和稳定性能，并根据焊接材料和焊机的相关参数，合理选择焊接器具，选择使用碱性焊条，对于需要进行焊接的容器、锅炉等较大型的设备，需要对其焊接部分进行清理，去除油渍，将其金属表面彻底打磨干净，使其露出新的金属。

5.2焊接操作

从实际焊接经验来看，电焊工人的技术水平和操作经验，对于焊接质量有着最直接的影响，在一些特殊的焊接作业环境中，技术经验丰富的焊接工人，会尽力克服和避免焊接失误，而技术水平较差的焊接工人，就算在各种焊接条件都良好的情况下，由于自身的操作不当，也会影响焊接质量。因此，就需要提高对焊接技术工人的培训力度，加强熟练水平和处理特殊问题的能力。

6结束语

单面焊双面成形是一种非常重要的焊接技术，在机械加工和车间生产中，发挥着很大的作用，并且随着焊接工艺技术水平的提高，其应用范围会越来越大，虽然在实际作业过程中还存在一些影响其质量的因素，但是通过本文的分析，可以知道，只要找准相关原因，并采取有针对性的防止措施，就可以在一定程度上避免出现相关的质量问题。

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