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一.前言： 我们知道在焊接厚板时，若采用单丝埋弧焊，加大焊接电流和电弧电压，虽然可以增加焊丝填充量，提高焊接速度，但是由于热输入量大，热循环过程快，会引起焊缝金属组织粗大，冲击性能降低。而且，熔化金属可能来不及摊开，造成焊缝成型不美观；采用双丝双弧埋弧焊由于是双电弧单熔池，不仅实现高速焊接，而且热循环过程相对较慢，有利于焊缝中微量元素的扩散，提高焊缝性能 ，  目前网上关于，双丝双弧的工艺类文章可以搜索一大堆；阅读每一篇都会发现一些新的东西；我想分享的是另外一下东西。也为了方便富科斯调试人员及用户提供结合实际的焊接工艺参数参考数据。 实验基准：工件厚度为16mm板 二 试验设备： 前焊丝Lincoln DC-1000直流电源，后丝Lincoln AC-1200 交流电源。 三．焊接材料及焊接坡口： 1.试验材料及规格： δ＝16mm Q235A试板;。衬板厚度为14mm。采用H08MnAφ4焊丝。焊剂采用HJ431。 2.焊接坡口： 对厚度16mm板设计两种形式坡口。为了提高生产效率，减少焊丝填充量，以及减少立板侧的表层焊缝宽度，采用单面带钝边坡口，将坡口开在腹板上。坡口和接头组合形式见图1－3。考虑到箱形梁生产过程一般采用气割下料，留钝边不易保证尺寸，因而又设计了另一种无钝边的坡口形式。坡口和接头组合形式见图4－6。  四. 焊接工艺 （一）试验： 双丝双弧埋弧焊前后焊丝距离试验 ：前后焊丝距离对焊缝成形及电弧稳定性有一定影响。试验采用平板，在相同的焊接参数下，进行不同丝距的比较试验。焊接规范参数如下： 前后焊丝直φ4mm 前丝伸出长度： 30mm 后丝伸出长度： 35mm 后焊丝倾角： 15度 前丝焊接电流 700A 前丝电弧电压 35V 后丝焊接电流：500A 后丝电弧电压：39－40V 焊接速度：28.2/m.h－1 不同焊丝距离对焊缝成形的影响列于表1。 表1. 不同焊丝距离对焊缝尺寸的影响  从表中数据可见，焊缝宽度随丝距加大而减小。焊缝厚度随丝距加大而增加。丝距越近，焊缝表面越均匀。 ㈡.焊丝伸出长度试验： 焊丝伸出长度是指从导电嘴为起点所伸出焊丝的长度。当有电流通过时，在这段焊丝上产生电阻热。焊丝的熔化速度由电弧热和电阻热共同决定。因此，焊丝伸出长度直接影响焊缝的成形。在双丝双弧埋弧焊时，对厚壁工件多层焊选择合适的焊丝伸出长度，可加大焊缝厚度，减少焊道层数。焊丝伸出长度对焊缝尺寸影响的试验结果列于表2。试验所采用的规范如下：前后焊丝直径为φ4mm; 前丝焊接电流680A; 前丝电弧电压35V；后丝焊接电流600A; 后丝电弧电压37－39V；焊接速度30/m.h－1。 表2. 不同焊丝干伸长对焊缝尺寸影响的试验结果  从表中数据可见，焊丝伸出长度对焊缝宽度影响不大，对焊缝高度及熔深有一定影响。焊丝伸出长度增加，焊缝厚度随之增加，焊缝熔深减小。在焊接厚壁工件时，选择较长的焊丝伸出长度对提高生产效率具有一定意义。 ㈢. 厚度16mm板双丝双弧焊焊接工艺参数试验： 板厚16mm箱形梁采用双丝双弧焊具有一定难度，因为双丝双弧焊的熔池较大，很容易将立板边熔化，造成咬边。为了将16mm厚板全焊透，又保证立板侧焊缝边缘整齐，焊接坡口至关重要。为此，采用所设计的图一至图六坡口形式进行了焊接工艺参数试验。 1.单边开坡口带钝边留间隙接头双丝双弧焊规范参数试验： 图1至图3为带钝边坡口，根部采用14mm垫板。所选用的焊接规范参数应满足焊接过程稳定，焊接一次完成，焊缝根部需焊透，焊缝中无不容许缺陷，焊缝表面成形良好的要求。三种带钝边坡口焊接规范参数列于表3。 表3. 三种带钝边坡口焊接规范参数  按表3中规范参数焊接试件，1＃和3＃焊接过程不够稳定，焊缝下凹未填满，焊缝表面波纹粗糙。其中3＃虽然坡口较小，两侧边缘基本熔透，但焊缝仍不饱满。经解剖三种坡口根部均已焊透。由此可见，对16mm厚板，焊缝一次焊透成形很困难。 为此，又以图3所示坡口形式，进行了两层焊试验。规范参数列于表4。 表4. 30°带钝边坡口两层焊规范参数  4＃试样焊接过程比1＃-3＃稳定，焊接两层焊缝余高较厚，表面焊波粗糙。5＃试样将丝距减小，焊接过程稳定。由于焊接速度较快，焊缝余高较小，焊缝表面较光滑。将5＃试样解剖，焊缝根部焊透且熔合良好，第一层已将两侧坡口熔合且焊缝园滑过渡，第二层焊接填满了坡口并调整了焊缝表面成形，焊缝中无任何缺陷。 如果箱形梁腹板采用刨边机加工坡口，钝边的尺寸能够保证。但大部分厂家是以气割下料开坡口，难以保证钝边的尺寸，从而影响接头根部的焊接质量。为适应这种生产条件，采用所设计的图4－6不带钝边的坡口形式进行焊接规范参数试验。 无钝边坡口的不同接头形式，焊接规范参数列于表5。 表5. δ＝16mm板无钝边坡口焊接规范参数  6＃、7＃、8＃三种坡口形式接头的焊缝截面见图8 9 10 。  从6＃试样（图8）可见，由于坡口间隙较大，焊缝根部熔深增加，垫板熔透约3/4，且上层焊缝较宽。从7＃试样（图9）焊缝横截面图可见，焊缝根部刚刚焊透，上层焊缝较宽。采用3mm间隙35°坡口所焊8＃接头（图10）根部熔透良好且熔深适当，上层焊缝宽度适中，焊缝表面成形较好。 3. δ＝16mm箱形梁焊接规范参数试验结果 分析： 从焊缝表面成形、解剖的焊缝横截面结合表4和表5中焊接工艺参数综合分析可看出，5#和6＃试样焊接线能量较大，焊缝的体积随之增加，焊缝中无缺陷。8#试样坡口形式和焊接 规范均较合适，所焊焊缝内部无任何缺陷，根部熔透深度适中，既能满足焊缝质量要求，又降低焊缝填充量，从而降低了成本。如果有条件机械加工坡口，采用单边30°角，5mm钝边，5mm间隙（图3）的坡口形式，按表4中5＃试样规范参数，将焊接速度适当增加，将会取得较好效果。焊缝表面质量与焊接工艺参数直接有关。在坡口中焊接前后焊丝距离在22－30mm范围内，电弧较稳定（在相同规范参数下），焊缝成形较好，焊波均匀光滑。丝距为75时，所焊焊缝波纹较粗糙，起弧时前后丝相差距离较大，需进行补焊。厚度16mm板焊接第一层时坡口已基本熔合，焊缝与坡口边缘园滑过渡，焊渣容易脱落。但若第一层热输入量较小，焊缝边缘凹陷于坡口内，清渣困难，甚至需要使用电铲除渣。对于厚度16mm箱形梁焊接还应还根据设计要求来选择坡口形式。要求全焊透的接头，根部必须加厚度12mm以上的垫板（在箱形梁内部的永久性垫板）。 五.结论： 1. 试验结果证明，厚度16mm箱形梁腹板与立板采用双丝双弧埋弧焊工艺，可获得符合产品技术条件要求的焊接接头。单边开坡口（在腹板上开坡口）30-35度、5mm-3mm间隙、12mm－14mm垫板的接头形式较为适宜。焊接两层焊缝，第一层焊缝焊接时应将线能量控制在46600－50000/J.cm-1之间。 2.厚板打底层焊缝的焊接工艺参数匹配应保证良好的焊缝成形系数（1.3-1.5），以免产生热裂纹。 3．双丝双弧埋弧焊时，前后焊丝距离可在22-80mm范围内选择，距离小焊缝较宽，焊波光滑；距离大焊波粗糙，焊缝窄厚。 4．试验采用焊丝伸出长度度为前丝约30mm，后丝35mm。采用前丝为145mm，后丝30mm焊丝伸出长度所焊焊缝厚度比前者增加约1.5mm（约增加40％）。在焊接厚板坡口上部焊缝时，采用长焊接伸出长度，可提高焊接生产效率。 |
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