一、选择母材
母材所选用的材料的材料是Q235A,Q235A韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性。Q235A一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一般不重要的机器零件，如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。
二、母材的机械性能分析 1、化学性能分析
板材的化学成分如表1所示。
表1 Q235A的化学成分
牌号 等级 化学成分（质量分数%）
C Mn Si S P
Q235 A 0.14～0.30～ 0.31 0.050 0.045 0.22 0.65
2、物理性能分析
机械性能为，屈服极限
s为235MPa，抗拉强度
b=375～460MPa，伸长率=26％。
3、焊接性分析
低碳钢的碳的质量分数0.25％,碳当量值远小于0.40％,所以这类钢的焊接性好,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施,用各种焊接方法都能获得优质的焊接接头。只有厚大结构件、低温下焊接，才考虑焊前预热、焊后热处理等。如板厚大于50mm，温度低于0C或20mm以下板厚、温度低于—10C，应焊前预热100～150C。
三、焊接材料的选择 1、焊条的选择
手工电弧焊（SMAW）常用的焊条有E5015,这是典型的低氢钠型，牌号为J507。药皮主要组成物是碳酸盐矿和萤石,碱度较高。熔渣流动性好焊接工艺性能一般,焊波较粗,角焊缝略突出,熔深适中,脱渣性较好,焊接时要求焊条干燥,并采用短弧焊。可全位置焊接,焊接电源为直流反接。熔敷金属具有良好的抗裂性和力学 性能。下表分别是低氢型焊条药皮配方的举例、焊芯和熔敷金属的化学成分、熔渣的化学成分及熔敷金属的力学性能。
表2 E5015型焊条药皮配方w（%)
氟硅 钛白粉 白土中碳锰低硅钛纯红矾 大理 石 砂 子 铁 铁 铁 碱 钾 石 48 18 5 2 5 5 10 6 0.5 0.5
表3 E5015型焊条焊芯和熔敷金属的化学成分w（%) 成分 C Mn Si S P O N 焊芯 0.085 0.45 痕迹 0.020 0.010 0.020 0.003-0.004 熔敷金属 0.065 1.04 0.56 0.011 0.021 0.030 0.0119 差值 －0.020 0.59 0.56 －0.009 0.011 0.010 约0.009 表4 E5015型焊条焊接熔渣的化学成分w（%) Cao CaF2 SiO2 FeO TiO2 Al2O3 MnO K2＋ 碱度 Na2O 41.94 28.34 23.76 5.78 7.23 3.57 3.74 4.25 1. b /MPa 表5 E5015型焊条熔敷金属的力学性能 5（％） =180 s/MPa （％） 413.3 31.53 74.5 无裂 k/J·cm² 517.4 240 四、焊前准备 1、坡口的选择与制备 根据母材的材质与厚度确定，应开Y形坡口， 钝边高度0.5～1mm，坡口的角度为60°±2°。
2、试板的矫正与处理 如去毛刺、飞边，矫正平面度等。
3、焊件的清理 将坡口正反两面20mm范围内的铁锈和油污处理干净并且打磨，使之露出金属光泽。
4、试板的装配 两块试板应平整装配，装配间隙3.2～4mm，反变形角度2°～3° 。 5、焊条烘干：选用焊条为酸性焊条。使用前先在烘箱内保温1～1.5小时，烘箱温度取70～150゜C ,最高不超过250゜C。
五、焊接设备与辅助工具
选用ZX7-400B型焊机（泰安市贝尔特几点设备有限公司）、300A规格焊钳、焊接电缆、手持式面罩、烘箱、敲渣锤、钢丝刷、保温筒（内装焊条2.5～5Kg）。
六、焊接操作
将装配好的试板装夹在焊接工位上，使焊缝与工作面垂直，把间隙小的一 端作为始焊端，焊接方向由下而上。
1、装配与点固 用与正式焊接同样的焊条在焊件背面两端进行点固，定位焊焊缝长为去10mm。 定位焊后，将焊缝两端用角磨机打磨成斜坡状并将坡口内的飞溅清理干净。
2、打底焊 将固定好的焊件垂直放在距离地面有一定距离的的工装上，间 隙小的一端在下，向上立焊，采用灭弧法。
3、焊缝街头 一般采用热接法焊接，换焊条要快。接头时，在弧坑下方10mm处引弧，摆动向上施焊;到原弧坑处时，焊条倾角大于正常焊接角度10°，电弧向焊根背面压送，稍停留，根部被击穿并形成熔孔时，焊条倾角恢复到正常角度，然后横向摆动向上焊接。
4、填充焊 填充层施焊前，先清除前道焊缝的焊渣、飞溅，并将焊接接头的过高部分打磨平整。填充层焊接与打底焊接相比，焊条的摆动幅度大些，在坡口两侧停留时间稍长，但应保证焊道平整略下凹，填充层焊缝的厚度应低于母材表面0.5mm～1.5mm。
5、盖面焊接 盖面施焊时，焊条的角度、运条和接头与填充焊接时下相同。采用月牙形或“之”字形运条，运条的摆动幅度、间距和运条速度要均匀一致。熔合好坡口两侧棱边，每侧增宽量为0.5mm～1.5mm。注意防止咬边和夹渣等缺陷，使焊缝外观成型良好。
七、焊接工艺参数确定
1、焊条直径 根据工件厚度选择焊条直径为3.2mm。 2、焊接电流 根据焊条直径选择焊接电流为85～110A。
3、焊接层次 根据钢板厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙可估算焊接层数为三层。详细参数见表6。
表6 Q235A SMAW焊对接立焊焊接参数
焊接层焊条直次 径/mm 打底焊 Φ3.2 填充焊 Φ3.2 盖面焊 Φ3.2 焊接电流/A 80～90 100～110 85～95 焊接电压/V 20～22 20～24 20～22 运条方法 灭弧焊法 锯齿形运条法 向上立焊 直流反接 锯齿形运条法 焊接方式 电源极性 八、操作要点 1、引弧：在焊缝起点前约10mm处用直击引弧法引燃，然后将电弧适当拉长并迅速移到焊缝的起点。
2、运条：打底用灭弧法，采用单面焊双面成型法（如图3所示）。填充用锯齿形运条法，盖面用上月牙形。
3、接头：在弧坑前10mm附近引弧，电弧长度比正常焊时略长些，然后回到弧坑压低电弧稍作摆动再向前正常焊接。
4、收尾：划圆收尾法，焊条移到焊缝终时，在弧坑处作圆圈运动，直到填满弧坑在拉断电弧。 九、其它
1、焊前预热 可以有效降低冷却速度，从而改善接头组织，降低拘束应力，并有利于氢的析出，可有效地防止冷裂纹。
2、消氢 焊接材料中氢来源、清除焊件和焊丝表面杂质、冶金处理、合理的焊接参数、焊后脱氢处理都可以防止氢的危害。
3、焊后脱氧：一般是加热至300～400°，保温1h。保证焊接材料的干燥也能减少氢对工件的影响。
4、焊后热处理 起到消除扩散氢、降低和消除残余应力、改善组织或降低硬度等作用。 5、消除应力措施 ： （1）整体高温回火 （2）局部高温回火 （3）机械拉伸法 （4）温差拉伸法 （5）振动法
6、一定要防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅大、焊缝形状不规则、电弧不稳。 十、检验要求
焊件检验前要将焊件表面的焊渣飞溅物清理干净，焊缝不允许修磨和补焊，应保持原始状态。
1、外观检查：焊缝正背面不得有气孔夹渣、焊瘤、未熔合缺陷，未焊透长度不超过0.2L（L为焊缝总长）且深度≦1.5mm。半自动焊的板对接焊缝外形尺寸 要求见表7。
表7 焊接外形尺寸要求 比坡口变形角焊缝 每侧增宽度差 余高 余高差 直线度 度 宽 0.5～正面 ≦1.5 ≦1.5 1.5 0～3 ≦2 ≦3° 背面 － － － 2、表面无损探伤：执行GB∕T 3323-2005《钢熔化对接接头照相和质量分级》标准，Ⅱ级以上为合格。 十一、参考文献
1、雷世明.焊接方法与设备【M】.北京：机械工业出版社，2002 2、范少林.焊工操作技巧集锦【M】.北京：化学工业出版社,2007. 3、张伊莉.焊接实训【M】.北京：机械工业出版社,2008.
4、贾安东.焊接结构生产【M】.北京：机械工业出版社，2007. 5、陈祝年.焊接工程师手册【M】.北京：机械工业出版社，2002.
6、杨跃.典型焊接接头电弧焊实作【M】.北京：机械工业出版社，2009. 十二、总结:
虽然课程设计只有短短一周， 但我在王老师的细心指导下，顺利的完成了本次的设计任务。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。通过这次焊接方法与设备设计，我在多方面都有所提高。通过这次设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次SMAW立焊焊接工艺设计工作的实际训练，从而培养和提高学生工作能力，巩固与扩充了焊接方
法与设备等课程所学的内容，掌握设计的方法和步骤，掌握设计的基本的技能，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，思考的能力也有了提高。
在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的王老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次焊接方法与设备设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
12mm板厚Q235A SMAW焊对接向上立焊焊接工艺
一、母材技术状况
1、母材的选择：母材选用尺寸为300mmx100mmx12mm的Q235A试板二块。.其交货状态为热轧。化学成分见下表一。
表一 Q235A化学成分
牌号 等级 化学成分（质量分数）（%） C Mn Si S P Q235 A ≦
0.14-0.22 00.30-0.65 0.31 0.050 0.045
二、焊接材料选择及技术规范
1、焊条：选用低合金钢焊条（J） 牌号：H08A 低碳钢焊芯化学成分w(%)见表二
表二 低碳钢焊芯化学成分 牌号 C Si Mn P S Ni Cr 其他 ≦ ≦ ≦ ≦ ≦ ≦ H08A 0.10 0.030 0.30-0.55 0.030 0.030 0.030 0.020 Cu ≦0.020 三、焊前准备 1、坡口形式及加工方式：根据母材的材质与厚度确定应开Y形坡口。加工方式为气割, 2、接头形式：对接接头.
3、坡口尺寸：钝边高度0.5mm-1mm ，根部间隙3.2mm-4.0mm，坡口角度为60°。见图一
4、焊接区的清理：将坡口正反二面20mm范围内的铁锈和浊污用手工、机械加工或者化学方法清理干净，并且打磨，使之露出金属光泽。
5、焊条烘干：选用焊条为酸性焊条。使用前先在烘箱内保温1—1.5小时，烘箱温度取70—150゜C ,最高不超过250゜C。
技术要求
焊接方法:焊条电弧焊;接头形式:板对接接头;焊接位置:立焊(向上立焊);试件
材质:Q235;根部间隙b=3.2-4,a=60゜,p=0.5-1.
图一 板对接立焊试工图
图二 坡口形式及钝边
四、焊接设备与工具
选用ZX5-250型焊机（奥菲达焊接技术有限公司） 300A规格焊钳 手持式面罩 烘箱 保温桶 五、焊接确定
1、定位焊：在试板二端头，离端头10mm处进行定位焊，从左向右依次焊接。定位焊长度为10-15mm。定位焊时，焊条等工艺参数与正式焊时相同。定位焊后，将焊缝两端用角磨机打磨成斜坡状并将坡口内的飞溅清理干净。
2、装配要求：起始端间隙为3.2mm左右，末端间隙为4.0mm左右。预留反变形量为2゜-3゜，错边量小于1.2mm。 六、焊接工艺参数确定
1、焊条直径：根据工件厚度选择焊条直径为3.2mm和4mm。 2、焊接电流：根据焊条直径选择焊接电流为160-210A。
3、焊接层次：根据钢板厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙可估算焊接层数为三层。详细参数见表三。
表三 Q235A SMAW焊对接立焊焊接参数 焊接层次 焊条直径焊接电流电弧电压 运条方法 焊接方式 电源极性 /mm /A /V 打底焊 Φ3.2 100-110 20-35 灭弧焊法 填充焊 Φ4 110-120 20-37 锯齿形运向上立焊 直流反接 条法 盖面焊 Φ3.2 95-105 21-30 锯齿形运条法 七、操作要点. 1、引弧：在焊缝起点前约10mm处用直击引弧法引燃，然后将电弧适当拉长并迅速移到焊缝的起点。
2、运条：打底用灭弧法，填充用锯齿形运条法，盖面用上月牙形。
3、接头：在弧坑前10mm附近引弧，电弧长度比正常焊时略长些，然后回到弧坑压低电弧稍作摆动再向前正常焊接。
4、收尾：划圆收尾法，焊条移到焊缝终时，在弧坑处作圆圈运动，直到填满弧坑在拉断电弧。
5、固定焊件、灭弧焊法打底焊:将焊件固定在工作台上,间隙小的一端在下,向上立焊,焊条与焊件下侧成80°-85°夹角,与两侧垂直.采用灭弧焊法打底,电弧引燃后迅速将电弧拉至定位焊缝上,长弧预热2-3s.压向坡口根部,使电弧的1/3对着坡口间隙,电弧的2/3覆盖在熔池上,注意控制有1/2的弧柱在焊缝的背面燃烧.当听到击穿声后,即向坡口根部两侧做小幅度摆动,形成第一个熔孔.当第一个熔孔形成后立即熄弧.当液体金属由亮变暗后,立即送入焊条施焊约0.8S,进而形成第二个熔孔.依次重复操作,直到焊完打底焊道.
6、锯齿形运条填充焊:填充焊时应将打底层焊道产生的飞溅物清理干净.在距离焊缝始端约10mm处引弧后,将电弧拉回到始焊端采用锯齿形摆动运条(上月牙)进行施焊,焊条摆动到坡口两侧要稍作停顿,以利于熔合及排渣.
7、锯齿形运条填充焊:盖面焊时应将前一层熔渣清理干净,引弧与填充焊相同,采用锯齿形运条.
八、 其它
1、焊前预热 可以有效降低冷却速度，从而改善接头组织，降低拘束应力，并有利于氢的析出，可有效地防止冷裂纹。
2、消氢 焊接材料中氢来源、清除焊件和焊丝表面杂质、冶金处理、合理的焊接参数、焊后脱氢处理都可以防止氢的危害。
3、焊后脱氧：一般是加热至300-400°，保温1h。保证焊接材料的干燥也能减少氢对工件的影响。
4、焊后热处理 起到消除扩散氢、降低和消除残余应力、改善组织或降低硬度等作用。 5、消除应力措施 （1）整体高温回火 （2）局部高温回火 （3）机械拉伸法 （4）温差拉伸法 （5）振动法
6、一定要防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅大、焊缝形状不规则、电弧不稳。 九、检验要求
焊件检验前要将焊件表面的焊渣飞溅物清理干净，焊缝不允许修磨和补焊，应保持原始状态。
1外观检查：焊缝正背面不得有气孔夹渣、焊瘤、未熔合缺陷，未焊透长度不超过0.2L（L为焊缝总长）且深度≦1.5mm。半自动焊的板对接焊缝外形尺寸要求见表-4
表-4 焊接外形尺寸要求 焊缝 比坡口每宽度差 余高 余高差 直线度 变形角度 侧增宽 正面 0.5-1.5 ≦1.5 0-3 ≦2 ≦1.5 ≦3° 背面 － － － 2无损探伤：执行GB∕T 3323《钢熔化对接接头照相和质量分级》标准，Ⅱ级以上为合格。
十、参考文献
1、范少林.焊工操作技巧集锦【M】.北京：化学工业出版社2007 2、雷世明.焊接方法与设备【M】.北京.机械工业出版社2008 3、许志安.焊接实训【M】.北京.机械工业出版社2008 十一、致谢
本课程设计的完成，首先感谢我的母校的教育之恩。其次感谢学院提供给我的教育环境，使我学到了许多新的知识。本论文是在王老师的悉心指导下完成的。指导老师的治学严谨，为人诚恳，学识渊博，为我提供了一种良好的精神气氛。我从老师身上学到了很多自己平时
都没有接触过的知识和学习方法，他在学习上给予我许多的帮助，在此，我表示崇高的敬意和诚挚的谢意。
12mm板厚Q235A手工电弧焊立焊焊接工艺设计
一、板对接立焊连弧焊法的基本特点
板对接立焊单面焊双面成形时，液态熔池和熔滴受重力影响极易下坠，操作不当时易产生金属下淌和焊瘤等缺陷。同时，由于碱性熔渣的熔点低，流动性强，极易脱离熔池，使熔池的保护效果变差，产生气孔等缺陷。立焊时焊条的角度一般与试件下端夹角小于90度，因此使电弧的保护效果相对减弱，如操作不当，就会产生气孔。
但立焊时的熔孔效果较好，焊接过程中可通过观察熔孔尺寸掌握背面焊缝成形情况，只要焊条角度、运条方法控制得当，就可以获得理想的背面焊缝成形。 二、板对接立焊操作工艺
1．焊前准备
（1）试件的加工 采用板厚为12mm的Q235（16Mn）或16MnR低合金钢板，试件加工尺寸如图1所示，试件加工尺寸为300mm×100mm×12mm，加工坡口时，不留钝边。
图1 试件加工尺寸示意图 a)试件尺寸 b)试件坡口尺寸
（2）试件的清理 试件组对前将坡口周围正反两面20mm范围内的铁锈、油污等清理干净，使之呈现金属光泽。试件如有变形时，要进行修复。
（3）焊接电源和焊接材料的选择 焊接电源可采用ZX5-250型整流弧焊机或ZX7-400型逆变焊机，直流反极性接线方法。选用焊条型号为E5015。焊前焊条需经350-400℃烘干，保温2h，焊条烘干后放入保温桶内以便使用。使用前需检查焊条表面有无药皮开裂、脱落、焊芯生锈和偏心等现象。
（4）试件的组对与定位焊 为防止试件错边和方便对接，试件可以从反侧进行定位焊，定位焊缝在试件两端头，定位焊缝长度为10-15mm，为消除因焊缝收缩作用的影响，使后焊焊缝间隙变窄，终焊端预留间隙应大于始焊端0.5-1mm，定位焊缝要牢靠。
试件组对尺寸见表1。试件组对形式如图2所示。
表1 试件组对尺寸 组队间隙/mm 坡口角度 钝边/mm 反变形角度 错变量/mm 始焊端 终焊端 60º±1º 3 4 0 3º-3.5º ≤0.5
图2 试件组对形式示意图
a)预留间隙示意图 b)反变形角度示意图
（5）焊缝参数的选择 板对接立焊各项参数见表2
表2 板对接立焊焊接参数的选择 焊接速度焊接层次 焊接直径/mm 焊接电流/A 层间温度/℃ /(cm/min) 1 3.2 80-90 7-8 ― 2 3.2 100-110 10-12 60-100 3 3.2 105-115 9-11 60-100 4 3.2 105-115 8-10 60-100 2.焊接 将组对好的试件垂直固定在焊接工位架上，间隙较小的一端为下部，间隙较大的一端为上部，采用由下向上立焊，连弧焊法施焊。
（1）引弧 在定位焊缝的下端部划擦引弧，电弧引燃后，不要急于向上行走焊接，要在始焊端平稳焊接，形成熔合良好的熔池后，再向上横向缓缓摆动，这样当焊接电弧运至坡口根部间隙时，该处就会得到很好的预热效果，从而有利于击穿焊缝，形成背面熔池。焊条运行到坡口根部时，将焊条向上适当倾斜，并向背部压下，听到击穿声后，开始沿根部向两端做横向锯齿形摆动，此时焊条角度要恢复到原来状态。
（2）打底焊 立焊运条方法为月牙形或锯齿形运条。电弧长度应小于焊条直径长度，运条过程中焊条与焊件之间的夹角如图3所示。焊接过程中，焊条摆动要在坡口中间时稍快，在坡口两端时稍加停顿，以防焊后产生中间凸起、两侧凹陷的现象。焊条摆动要尽量贴向坡口根部，使熔池前方保持有清晰可见的熔孔，熔孔尺寸以深入钝边每侧1-1.5mm为宜。随着焊接过程的进行，焊接温度升高，熔孔尺寸会逐渐增大，此时要适当减小焊条与焊件下端的夹角，使熔池在焊缝正面的尺寸大些，背面尺寸小些，并加快焊条摆动速度，使焊缝中心受热时间更短。如在焊接过程中，发现焊件收缩过大，间隙尺寸减小过多，应增加焊缝中间停留时间，保证其充分熔透。
图3 焊条与焊件的夹角
a)焊条与焊件下端夹角 b)焊条与焊件左右两侧夹角
收弧 停弧前可使熔孔适当扩大，然后向坡口内侧下端回焊10-15mm停弧，以减缓熔池冷却速度，避免冷缩孔的产生。
接头 接头方法分热接法和冷接法
热接法是当熔池尚处在红热状态时，在熔池上方10-15mm坡口一侧划擦引弧，电弧引燃后，焊条端部拉至熔池下部时要迅速压低电弧以防空气进入，产生气孔。接头处焊条倾斜角要增大到90度左右。向上运条至熔孔根部时，要向背侧压弧，听到击穿声后，稍作停顿，使背面焊缝接头饱满，然后焊条做横向摆动，恢复正常焊接。
当接头处熔池温度下降较多时，也可采用冷接法。采用冷接法时，先用角向磨光机将接头处清理干净，并修成斜坡状，然后再引弧焊接。接头方法和热接法相同。只是接头前要对熔池充分预热。
通过对以上焊接过程的分析可以得出板对接立焊单面焊双面成形的机理和操作要点。 其形成机理是：利用立焊时良好的熔孔效应，控制好焊条角度、运条方法即可获得良好的背面焊缝成形。
其操作要点是：焊接时，焊条端部要紧贴坡口根部，在熔池上方保持一个清晰可见的熔孔，通过熔孔，使液态金属2/3在焊缝正面，1/3在焊缝背面。焊接过程中，电弧要尽量短，并注意在坡口两端稍作停顿，以保证正面焊缝表面平整，背面焊缝两边不产生咬边。
填充焊 填充层焊接前将打底层焊接时残留的焊渣和飞溅物认真清理干净，打底焊缝两侧尤其要认真清理。接头处产生的凸起要用角向磨光机或錾子打平。填充层施焊时焊条角度要比打底层下倾10-15度，以防液体金属下淌，形成中间焊道过高的现象，不利于下一层的焊接。焊接填充层时，引弧点要在熔池上方10-15mm处，引弧后将电弧拉至熔池。运条方法与打底层焊接时相同，但焊条摆动的幅度要较打底层宽，电弧要尽量控制得短些，电弧运至坡口两端要稍作停顿，使熔池呈椭圆形，以保证焊缝与母材熔合良好和避免夹渣。填充层焊接一般需要两层，填充第一层焊接时，焊接电流可是当加大10%-15%。填充层焊完后焊缝表面应比坡口边缘低1-1.5mm，且表面要平整。为使盖面层焊接时能够看清坡口，填充焊接时注意不能损坏坡口边缘棱角。
盖面 盖面层焊接前需先将填充层表面的焊渣和飞溅物等清理干净，施焊方法与填充层焊接时基本相同，但焊条横向摆动的速度要均匀,摆动幅度要更大更宽,要保证焊缝宽窄一致。焊条运至坡口两侧时应将电弧进一步压低，并稍作停顿，以防产生咬边。一根焊条焊完后，更换焊条要迅速，接头要准确到位，不得从熔池上直接引弧接头，划擦引弧部位应在熔池上部10-15mm处。焊缝接头直接影响焊缝整体美观效果。盖面层的接头方法与填充层接头方法相同。盖面层焊完后，不要立即清渣，以减缓冷却速度，待试件温度降到室温后，在进行清理。清渣后的试件要保持原始焊缝，不得修磨。 三、立焊焊后检验合格标准
（1）低合金钢板对接焊单面焊双面成形焊后焊件外观尺寸要求见表3
表3 板对接立焊焊缝外观尺寸要求
（单位：mm） 焊缝宽度 焊缝直线度 比破口每侧增宽 宽度差 正面 0-4 ≤2 0-0.25 ≤2 ≤2 背面 0-4 ≤2 ― ― ― （2）对焊件外观缺陷的要求:试件表面不应有焊瘤、烧穿、夹渣、气孔及未熔合等缺陷。 （3）焊缝咬边深度≤0.5mm，两侧咬边合计总长不超过焊缝长度的15% （4）单面焊背面不应有未焊透，因焊缝接头不良造成的未焊透深度应不大于板厚的15%，且小于等于1.5mm的板厚，每处接头不良长度不大于3mm，背面下塌应小于等于2mm。
（5）焊缝缩沟及根部收缩深度小于等于20%的板厚，且小于等于2mm。 （6）焊缝内部合格标准应符合GB/T 3323-1987Ⅱ级合格的规定。 （7）试件错变量应小于等于10%的板厚，变形角度小于等于3º
（8）试件力学性能试验应符合GB/T 2653-19标准的规定，冷弯50º表面无小于等于3mm缺陷值者为合格（棱角裂纹不计）。
（9）试件两端20mm处不作为评定范围。
12mm板厚Q235A SMAW焊对接向上立焊焊接工艺
一、母材技术状况
1、母材的选择：母材选用尺寸为300mm X 100mm X 12mm的Q235A试板两块。化学成分见表1。
2、交货状态为热轧。
表1 Q235A化学成分 牌号 等级 化学成分（质量分数）（%） C Mn Si S P Q235 A ≦ 0.014～0.022 0.30～0.065 0.31 0.050 0.045 二、焊接材料选择 选用钛钙型焊条型号：E4303 牌号: J422 钛钙型焊芯化学成分w(%)见表2。
表2 钛钙型焊芯化学成分 成分 C Mn Si S P 焊缝位置 焊缝余高 余高差 焊芯 熔敷金属 0.077 0.072 0.041 0.35 0.02 0.1 0.017 0.019 0.019 0.035 三、焊前准备 1、坡口形式及加工方式：根据母材的材质与厚度确定应开V形坡口。加工方式为氧乙炔气割。
2、接头形式：对接接头。
3、坡口尺寸：钝边高度2mm，板材距离3.2～4.0m，坡口角度为60±5°。（如图1所示）
4、焊接区的清理：将坡口正反二面200mm范围内的铁锈和浊污用手工、机械加工或者化学方法清理干净，并且打磨，使之露出金属光泽。
5、焊条烘干：选用焊条为酸性焊条。使用前先在烘箱内保温1～1.5小时，温度取70～150C ,最高不超过250゜C。
图1 坡口形式及钝边 四、焊接设备与工具
选用ZX5-250型焊机（奥菲达焊接技术有限公司） 焊钳:规格为300A，且具有良好的绝缘性与隔热能力。 手持式面罩 烘箱 保温桶
五、焊接确定
1、定位焊：在试板二端头，离端头10mm处进行定位焊，从左向右依次焊接。定位焊长度为10～15m。定位焊时(如图2所)，焊条等工艺参数与正式焊时相同。定位焊后，将焊缝两端用角磨机打磨成斜坡状并将坡口内的飞溅清理干净。
2、装配要求：起始端间隙为3.2mm左右，末端间隙为4.0m左右。预留反变形量为3゜，错边量小于1.2mm。
图2 立焊定位
六、焊接工艺参数确定
1、焊条直径：根据工件厚度选择焊条直径为3.2mm和4mm两种。 2、焊接电流：根据焊条直径选择焊接电流为80～150A。
3、焊接层次：根据钢板厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙可估算焊接层数为三层。(详细参数见表3)
表3 Q235A SMAW焊对接立焊焊接参数 焊接层次 焊条直径/mm 焊接电流/A 焊接方式 电源极性 打底焊 Φ3.2 100～110 向上立焊 直流反接 填充焊 Φ4 120～130 盖面焊 Φ4 110～120 七、操作要点 1、引弧：在焊缝起点前约10mm处用直击引弧法引燃，然后将电弧适当拉长并迅速移到焊缝的起点。
2、运条：打底用灭弧法，采用单面焊双面成型法（如图3所示）。填充用锯齿形运条法，
盖面用上月牙形。
3、接头：在弧坑前10mm附近引弧，电弧长度比正常焊时略长些，然后回到弧坑压低电弧稍作摆动再向前正常焊接。
4、收尾：划圆收尾法，焊条移到焊缝终时，在弧坑处作圆圈运动，直到填满弧坑在拉断电弧。
图3 a渗透成形焊缝 b穿透成形焊缝
八、注意事项
1、降低残余应力：利用机械力的作用来矫正结构焊后的变形，其实质是利用机械力将焊接接头区域已经缩短的区域再次拉长。
2、焊后脱氧：一般是加热至300-400°，保温1h。保证焊接材料的干燥也能减少氢对工件的影响。
3、清理填充焊焊道及坡口上的飞溅、焊渣、打磨掉焊道上局部凸高部分的焊瘤。 4、摆动幅度较填充焊时稍大。
5、焊到顶端收弧，待电弧熄灭熔池凝固后才能移开焊钳，以免局部产生气孔。 6、一定要防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅大、焊缝形状不规则、电弧不稳。 九、检验要求
焊件检验前要将焊件表面的焊渣飞溅物清理干净，焊缝不允许修磨和补焊，应保持原始状态。
1、外观检查：焊缝正背面不得有气孔夹渣、焊瘤、未熔合缺陷，未焊透长度不超过0.2L（L为焊缝总长）且深度≦1.5mm。SMAW焊的板对接焊缝外形尺寸要求见表4。
表4 焊接外形尺寸要求 焊缝 比坡口每宽度差 余高 余高差 直线度 变形角度 侧增宽 正面 0.5～1.5 ≤1.5 0～3 ≤2 ≤1.5 ≤3º 反面 - - - 2、损探伤：执行GB∕T 3323《钢熔化对接接头照相和质量分级》标准，Ⅱ级以上为合格。
十、参考文献
1、范少林.焊工操作技巧集锦【M】.北京：化学工业出版社,2007 2、雷世明.焊接方法与设备【M】.北京.机械工业出版社,2008 3、许志安.焊接实训【M】.北京.机械工业出版社,2008
4、贾安东.焊接结构生产【M】.北京.机械工业出版社，2007 5、陈祝年.焊接工程师手册【M】.北京.机械工业出版社，2002
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