埋弧自動(dòng)焊常用工藝手冊2003講解

1、導(dǎo)言埋弧自動(dòng)焊是利用焊絲和工件兩極間產(chǎn)生的短路電流 電弧熱 作為熱源，并 利用顆粒狀焊劑的堆敷保護(hù)熔池的一種焊接方法。由于電 弧在焊 劑層下燃燒， 外面看不見弧光，因而被稱著埋弧焊或焊劑層下焊。由于埋弧焊焊接過程能有效地隔離外界空氣，使熔池和焊縫不受侵害,同 時(shí)焊劑可向熔池滲入合金的這一特點(diǎn)，故焊縫的綜合機(jī)械性 能非常 高，當(dāng)綜合機(jī) 械自動(dòng)送絲，自動(dòng)行走和自動(dòng)控制監(jiān)視等機(jī)構(gòu)時(shí)實(shí)現(xiàn)了焊 接全過 程自動(dòng)化，從 而提高了焊接生產(chǎn)率，改善了勞動(dòng)條件，規(guī)范了生產(chǎn)工藝 及管理 ，得到了焊接 界人士的普遍贊譽(yù)，實(shí)為焊接生產(chǎn)行業(yè)首選的一種 焊接方法。我廠是埋弧自動(dòng)焊專業(yè)生產(chǎn)廠，屬國內(nèi)首批取得 ISO9002

2、質(zhì)量體系認(rèn)證和 電工產(chǎn)品安全認(rèn)證企業(yè)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，科研隊(duì)伍強(qiáng)大， 職工素 質(zhì)高，技術(shù)精 諶，同時(shí)與用戶有著廣泛深入實(shí)際的聯(lián)系，在長期的生產(chǎn) 實(shí)踐研 究中，我們總 結(jié)了一些埋弧自動(dòng)焊經(jīng)驗(yàn)和資料，為使用戶更加了解和使 用好埋 弧焊，我們特 編寫該工藝手冊，供用戶們參考。用戶們， 讓我們共同攜起手來， 為祖國今天和明天的焊接事業(yè)作出新的更大 的貢獻(xiàn)。編制：鄒明陽校對：陳亦學(xué)審核：何發(fā)瑞成都振中電焊機(jī)廠OO 一 年十月二十日一、設(shè)備特性在實(shí)際生產(chǎn)過程中，埋弧自動(dòng)焊由于不可 避免地會(huì)受到外界三因 素（焊車 軌道平整度、工 件組裝 平整度、工件 接頭質(zhì) 量）和內(nèi)在三 因素（ 電流大小、電 壓高低、焊速快

3、 慢）單 獨(dú)或綜合性的 影響， 會(huì)造成焊接電 弧長度 的變化，而電 弧長度變化將直接影響焊絲電流密度的分布，影響焊接參數(shù)的穩(wěn)定性和正確性， 從而直接影響焊 接質(zhì)量 。因此對焊接 設(shè)備本 身要求必須具 備自動(dòng) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)，來 彌補(bǔ)適應(yīng)焊接過程這一特殊性。1. 等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng) 等速送絲調(diào)節(jié)，又叫焊接電弧自調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式是其送絲速度因送絲輪直徑的選 定而 固定不變 ，當(dāng)受 到外 界干擾時(shí) （如焊 縫高 低不平），焊接 電弧 長度就發(fā)生變化，自身調(diào)節(jié)作用便促使焊絲溶化速度發(fā)生改變（熔化速度加 快或減慢）使電弧長度恢復(fù)到原來的位置，保持其參數(shù)的穩(wěn)定性。2. 變速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng) 變速送絲調(diào)節(jié)是利用預(yù)先選擇好

4、的送絲速度（即焊接電流）當(dāng)受到外界 干擾時(shí)（如焊縫高低不平）即造成焊接電弧電壓發(fā)生改變，其改變的電壓經(jīng) 反饋系統(tǒng)促使送絲電機(jī)發(fā)生送絲速度的改變， 則可使電弧長度恢復(fù)到原來的 位置，從而保持其參數(shù)的穩(wěn)定性。二、埋弧焊冶金特點(diǎn)埋弧自動(dòng)焊時(shí) 由于其 可使 用電流很 大（ 1000A 以上）因而產(chǎn) 生的 熔池面 積 也較大（是手工電弧焊的58 倍）因此焊接熱輸入量（線能量）也較大。在焊接過程中，由于堆敷的焊劑約有 1/3 部份隨焊接過程受電弧熱的影響而熔 化，因此可通過 焊劑向 熔池（焊縫） 過渡有 益合金元素， 故焊縫 金屬化學(xué)成份 相當(dāng)穩(wěn)定。另由于焊劑熔化 后所形 成的焊劑泡， 因泡內(nèi) 壓力較外界

5、高 ，能有 效地隔絕空氣 的侵入，同時(shí)焊 劑冷卻 后形成的覆蓋 物，可 延緩焊縫冷卻 速度， 故焊縫金屬的 綜合機(jī)械性能很高。由于埋弧焊質(zhì)量好，效率高，操作簡便，使之成為工業(yè)生產(chǎn)中最常用的高 效焊接方法之一 。常在 建筑、橋梁、 鍋爐、 造船、起重、 運(yùn)輸， 機(jī)械等制造業(yè) 中得到廣泛的應(yīng)用。三、焊接材料在埋弧自動(dòng)焊接過程中作為焊接添加材料 主要有二類：一是焊絲 ，二是焊 劑，焊絲的主要 作用是 導(dǎo)通焊接電流 和填充 焊縫，使母材 二者在 焊接熱源的作 用下熔為一體， 使之獲 得牢固的焊接 接頭， 焊劑的主要作 用為隔 絕空氣，使熔 池金屬免受空氣 中氧、 氮、氫的侵害 ，冶金 反應(yīng)過程中去 除

6、雜質(zhì) ，同時(shí)摻入合 金，形成的熔渣以機(jī)械方式保護(hù)焊縫良好成形。1. 焊絲標(biāo) 準(zhǔn)作為埋弧自動(dòng)焊焊絲的種類很多， 根據(jù)材質(zhì)不同常用焊絲屬國家標(biāo)準(zhǔn)的有 GB1300-77 鋼焊絲標(biāo)準(zhǔn)， GB4242 84 不銹鋼焊絲， GB9460-88 銅及銅合金焊 絲， GB12858-89 鋁及鋁合金焊絲等。2.焊絲的 編制方法鋼焊絲，用字母“ H ”表示焊絲，字母后第一二位置數(shù)字表示其含碳量， 用符號表示， 后面的 字母表示其合 金元素 ，其后面的數(shù) 字則表 示其含量， 如未尾加有“ A ”字母則表示其為優(yōu)質(zhì)。表示方式舉例：如圖（ 1） 含碳量0.8 %普通鋼焊絲L 優(yōu)質(zhì)鋼 含碳量0.8 % 焊絲H 10

7、Mn 2| 含錳元素0.2 % 含碳量0.10 %普通低合金鋼 焊絲優(yōu)質(zhì)低合金鋼含錳元素0.2 %含碳量0.10 %焊絲圖(1)3. 對焊絲的要求具有材質(zhì) 證明書，其表 面干凈、光亮、無油、水、銹、泥土等臟 物。否 則焊縫易形成氣孔、夾渣、裂紋和焊縫成形不良等缺陷。常用焊絲牌號及用途：見表(1)4.焊絲的選擇原則（1）按接頭金屬機(jī)械性能；（2）按接頭金屬化學(xué)成份；（3）按接頭使用工藝性能；4）按工件結(jié)構(gòu)特性，進(jìn)行綜合選擇表（1）常用焊絲牌號及用途序號焊絲牌號用途1H08.H08A.H08 Mn焊接 Q195.Q215.Q235.20g2H08 Mn A.H10 Mn 2Si焊接 09Mn2.1

8、4MnN0.15MnVN3H18CrMoA焊接 30CrMnST.12Cr2NiWVA4H08 Mn STMoTi焊接 10M n2Si.17 MnSi5H08 MnM oVTiA焊接 12A1M0V.09MuC nPTi6H10 Mn STA焊接15MnV7H08 Mn MoVA焊接 15MnM oVN.14 MnM oVB8H20CrSTNiWVA焊接 28Cr3STNTMoWVA9H08CrMo .H08CrMoVH08CrM nSTMoVA焊接工作溫度 600 C 12CrMo15Mo.20CrMo.25CrMoVA10H0Cr14.H1Cr13焊接工作溫度 800 C0Cr13.1C

9、r1311H0Cr18Ni9H0Cr19Ni9焊接工作溫度 900-1100 C1Cr18si21Cr2rsi2.2Cr22Ni4Ti12H1Cr25NT13H1Cr25NT20 H0Cr19NT9TiH00Cr19Ni9焊接工作溫度 1200 C . 1Cr23Ni31Cr18Ni9Ti.00Cr18Ni10 00Cr17Ni14Mo20Cr18Ni12Mo2Ti5.焊劑焊劑是一種淺棕褐色玻璃狀細(xì)顆粒 物，焊接生產(chǎn)上將其堆敷在焊道上, 熔化后成粘稠狀液體物覆蓋著熔池表面，它具有脫氧，摻入合金，防止氣孔， 改善工藝性能，提高焊縫成形等作用。常用焊劑牌號及特性：見表（2）根據(jù)國家標(biāo) 準(zhǔn)GB529

10、3-85碳素鋼用埋弧焊劑，GB12470-90低合金鋼用埋弧焊劑。其表示方法：如圖（2）HJ27J時(shí)試驗(yàn)溫度焊劑HJ XX X X - H XXX27J時(shí)試驗(yàn)溫度6埋弧焊用焊劑的分類方法很多，現(xiàn)舉例說明（1）按制造方法分：有熔煉焊劑和非熔煉焊劑二大類；（2）按化學(xué)性質(zhì)分：有酸性堿性和高堿性三類； 按化學(xué)成份分：有含錳、硅、氟成份的高中低三類；（4）按熔敷特性分：有焊接用和堆焊用二類；（5）按焊接對象分：有碳素鋼、不銹鋼、銅、鋁及其合金等，低合金鋼用焊劑和其它類別焊劑。7. 對焊劑的要求（1）易于引弧，焊接電流穩(wěn)定，利于焊縫成形；（2）不易生成氣孔，不易夾渣，無裂紋；3）能夠摻入合金，改善焊縫組

11、織，無有害氣體；（4）具有一定粒度強(qiáng)度，不易吸潮，脫渣容易。8. 對焊劑的保管（1） 焊劑應(yīng)當(dāng)存放在干燥處，離地面高度300mm，離墻150mm的貨架上；（2）焊劑成份應(yīng)有材質(zhì)證明書，合格證，經(jīng)理化試驗(yàn)符合要求；（3）按進(jìn)廠日期先后使用，執(zhí)行先進(jìn)先出原則；（4）使用應(yīng)按規(guī)定（說明書）要求進(jìn)行烘焙干燥；（5） 使用回收焊劑應(yīng)除去渣殼，雜物，粉塵后與新焊劑混合并重新烘焙干燥后方可使用。焊劑烘焙溫度見表（3）四、埋弧自動(dòng)焊前工藝準(zhǔn)備埋弧自動(dòng)焊由于其送絲、行走、焊接均屬自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，中間不能無故 停留，焊接效率極高，為獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫質(zhì)量，因此對焊接工藝特別是焊前 要求較高。埋弧自動(dòng)焊焊接工藝準(zhǔn)備一般分

12、為焊接文件準(zhǔn)備、坡口制備、工件裝 配、材料清理、參數(shù)確定五個(gè)部份。1、文件準(zhǔn)備主要包括焊接標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)如焊接材料、坡口形式、焊接工藝、焊接檢驗(yàn) 等，它是確定焊接質(zhì)量的依據(jù)。表（2）常用焊劑牌號及特性類 型牌號顏色成份 特性酸性焊劑HJ431淺棕色或 棕褐色玻 璃狀Mn o38-47Sio238-45Cn5-9Cno 6Ar2o3 5 1.8 S 0.06P=0.08抗氧能力強(qiáng)，穩(wěn)弧性能 高，有害氣體較少，脫渣容 易，焊縫成形美觀，適用于 低碳鋼、低合金鋼、銅的埋 弧焊，可交直流兩用HJ433棕紅色或 淺棕色玻 璃狀Mn o44-41Sio242-45Cn2-4 Cno 4A12O3 3 eo 1.

13、8 R2o 0.5S S 0.06 P=0.08穩(wěn)弧性高，脫渣容易，能 適宜厚板填充焊接和溥板快速 焊接，用于低碳鋼低合金鋼的 壓力容器和較重要工件焊接。 但只適宜于直流電焊接。HJ330棕紅色玻 璃狀Mn022-26 Sio244-48Cn3-6 CnO 3A12O3 4 1.5MgO16-20R20 1.0S 0.06T=0.08低溫沖擊韌性好，穩(wěn)弧 性能好，脫渣容易，抗裂性 好，用于深坡口焊接 交直流兩用HJ130黑色或灰 黑色石狀 或石狀顆 粒SiO235-40Cn 27-7CnO10-18 A12O12-16 eo 2.0Mgo14-19Tio27-11S 0.05P 0.05工藝性

14、能好，抗氣孔能 力和抗熱裂紋能力強(qiáng)，交直 流兩用，可焊接低碳鋼和低 合金鋼。中 性 焊 劑HJ260灰色青灰 色透明顆 粒Mno 3-4Si0229-34Cn20-24Qo4-7A12O3 13-17 eo 1.0 Mgo5-9S 0.10P 0.05電弧穩(wěn)定，焊縫美觀， 有一定氧化性，焊縫塑性較 差，用于奧氏體不銹鋼和耐 酸鋼及其它合金鋼的焊接焊 縫成形較好脫渣容易，直流 電焊接。SA65棕色 棕黃色玻 璃狀顆粒Mno18-22 S1O238-42Cn 6-8 Cno 18-22A12O3 6 其它1.5Mgo4-7 Tio23-5焊縫成形良好，表面光 潔，脫渣容易，力學(xué)性能好， 用于焊接低

15、合金高強(qiáng)鋼結(jié) 構(gòu)，交直流焊接。堿HJ250淺黃色或 淺綠色玉 石狀顆粒Mnv 5-8 Sio218-22Cn23-30 Cn o4-8 A12O3 18-23 eo 1.5Mgo12-16 R2o 3.0 S 0.05 P 0.05工藝一般，焊縫成形較好， 含氧量低，沖擊韌性較咼，氫 含量較低，冷裂紋傾向較小， 應(yīng)預(yù)熱工件適宜焊接厚度大， 剛性大工件，直流反接性焊劑HJ252淺灰色至 灰色玉石 狀顆粒Mno 2-5 Sio218-22Cn 18-24 Cao2-7 Ai2o322-28 eo 1.0 Mg017-23 S 0.07P 0.08堿度高，活性低，焊縫 含氫量低化學(xué)成份穩(wěn)定，抗 氣孔

16、和裂紋能力強(qiáng)。焊縫成 型美觀，交直流兩用適宜較 深坡口焊接，可焊16Mn 16MnMOV18MnMONO石油、化工、核容器焊接。表（3）焊劑烘焙溫度焊劑類型焊劑牌號烘干溫度及時(shí)間HJ130.131.150HJ230.330.360250 CX2h熔煉焊劑HJ430.431.433HJ151250 C 300 CX2hHJ250.251r 300 C 350 CX2hHJ172.260.350.351300 C 400 CX2hSJ101.102104SJ105301302燒結(jié)焊劑SJ401402403300 C 350 CX2hSJ501502503SJ6016026036412.坡口制備埋弧

17、自動(dòng)焊開坡口的目的主要有二個(gè)：一是利用坡口減小材料厚度使焊接獲得一定熔深量， 以達(dá)到工件全部焊透； 二是利用坡口可調(diào)整焊縫金屬熔合比， 從而獲得優(yōu)質(zhì)焊縫接頭。埋弧自動(dòng)焊其坡口形式可按國家標(biāo)準(zhǔn)GB986-88 （埋弧自動(dòng)焊基本坡口形式及尺寸）執(zhí)行，加工方法為不重要的焊接結(jié)構(gòu)可采用手工或機(jī)械氣割方式制 備。重要焊接結(jié)構(gòu)可采用機(jī)械切削方式制備，焊縫可采用電弧氣刨制備或用磨光機(jī)砂磨。為方便使用我們將常用厚度的坡口型式列出供參考，常用厚度的坡口形式。見圖（3）3. 工件裝配工件的裝配質(zhì)量主要 有二個(gè)：一是工件的規(guī)定幾何尺寸，即工件結(jié)構(gòu)（加工或使用）尺寸，這是絕對需要保證的否則會(huì)成為廢品；二是生產(chǎn)工藝尺寸

18、， 即焊縫裝配尺寸，如接頭型式，坡口角度，組對間隙，點(diǎn)焊位置，點(diǎn)焊長度， 點(diǎn)焊間距等，裝配質(zhì)量的好壞，將直接影響焊縫質(zhì)量。如接頭型式的選擇不正 確將直接導(dǎo)致焊縫的機(jī)械性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。裝配坡口形式和方法將直接影響到焊縫尺寸是否符合工藝規(guī)范要求。當(dāng)裝配間隙較大時(shí)，容易形成焊瘤或燒穿焊縫，當(dāng)間隙較小時(shí)則易形成未焊透或未熔合。當(dāng)錯(cuò)邊量較大時(shí)則易形成焊縫二側(cè)嚴(yán)重咬邊或焊縫表面成形嚴(yán)重不良。點(diǎn)焊位置和點(diǎn)焊焊縫 長度不正確時(shí)則易形成焊縫開裂和工件嚴(yán)重變形。工件上的油、銹、水、泥土等臟物則易導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣，未焊透，甚至造成裂紋等缺陷，因此必須保證裝配質(zhì)量。一般來講生產(chǎn)單位應(yīng)針對產(chǎn)品制訂保證裝配質(zhì)

19、量的措施，如裝配工藝，裝配方法，手段和焊前清理要求，裝配質(zhì)量檢驗(yàn)等合格后方可施焊。4. 材料清理由于母材和焊材表面存在的油、銹、水、泥土等臟物對熔池的影響，易使 焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣、未焊透、形成裂紋和金屬成份不均勻等缺陷，故材料清 理主要有二個(gè)方面，一是母材清理（被焊金屬物），母材清理是指被焊金屬的焊縫清理，因母材在原始狀態(tài)或因加工所形成的臟物，氧化物等的清理。二是 焊材清理（填充金屬物）焊材清理是指焊絲、焊劑的清理，因焊材在原始狀態(tài) 下，因存放時(shí)間或保存條件影響所形成的氧化物、灰、渣、水份等的清理。5. 參數(shù)確定這里所指的參數(shù)主要指焊接時(shí)的焊接電流，焊接電壓，焊接速度，焊絲伸因門黑肛尊農(nóng)披t

20、n；式10-Wnni無訕攙10-2)mniiVMaW-2Dro車村吐酥佳悴10-2() m切卿2040niinXK 帀胖2U-A0m（）黑歎4塢口KS4#20-40mnHH1tl-2Dmm車穆V無氏両U出長度，焊絲傾斜角度等，由于這些參數(shù)在使用過程中操作者往往憑自己經(jīng)驗(yàn) 進(jìn)行調(diào)整，所以隨意性很大，忽略了參數(shù)的一致性，使得焊縫在外觀成形和焊 接質(zhì)量上受到極大的影響，焊接參數(shù)的確定是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，為了保證焊接 質(zhì)量應(yīng)在開始焊前制作焊接工藝試驗(yàn)評定，在生產(chǎn)中嚴(yán)格按試驗(yàn)合格的工藝評 定參數(shù)進(jìn)行操作，否則前兩項(xiàng)工作做得再好也難于取得理想的焊接質(zhì)量，在生 產(chǎn)中為避免重復(fù)制作工藝評定，無謂增加生產(chǎn)成本，可

21、將合格的工藝評定文件 收集保存起來，以利下次時(shí)參考使用。五、焊接參數(shù)作用對焊接質(zhì)量的影響埋弧自動(dòng)焊參數(shù)主要有焊絲直徑，角度，焊接電流，焊接電壓，焊接速度，極性種類等。1. 焊絲直徑及傾斜角度用于埋弧焊的焊絲可分為細(xì)絲和粗絲二類，常用的焊絲直徑有1.6mm、 2.0mm、 3.0mm、 4.0mm、 5.0mm、 6.0mm 六種，一般 3.0mm 以下 的為細(xì)絲，3.0mm以上的為粗絲。由于焊絲直徑粗細(xì)不同，能夠承受的焊接 電流強(qiáng)弱也不同，從而對焊縫成形的影響也不同參見表（4）焊絲直徑對焊縫成形的影響表（4）焊絲直徑對焊縫成形的影響序 號項(xiàng)目焊接電流 （A）350-600700-9001000

22、-12001300-14001焊絲直徑（mm32.52654654652電流密度2（A/mr）18243026364858528448683焊縫熔深（H.mm）5.06.58.07.08.511.510.512.016.517.5194焊縫熔寬（B.mm681422211926242227245形狀系數(shù)（B/H1.21.81.53.12.51.72.52.01.31.51.3焊絲的傾斜角度有前傾、后傾和左右傾斜三種形式，焊絲前傾時(shí)電弧作用 在母材上，母材受熱嚴(yán)重，金屬燒損大，因而焊縫熔深大，熔合比也增大，焊絲后傾時(shí)電弧作用在熔池上，熔池受熱嚴(yán)重， 焊縫熔寬有所增加，熔深則下降，熔合比則減小。焊

23、絲左右傾斜時(shí)多用于固定角焊縫，焊絲傾斜角度最大為45 ,當(dāng)傾斜角度大于45。時(shí)，由于產(chǎn)生的熔池面積較大，熱場溫度高，其堆敷金屬受 自身重力影響容易流失，致使焊腳高度在二板上不盡相等，平板一側(cè)堆積過多，立板一側(cè)則堆積較少，而且容易出現(xiàn)嚴(yán)重咬邊現(xiàn)象。2.焊接電流焊接電流的大小對焊縫熔深，熔合比，線能量，焊絲熔化速度（焊絲填 充量）等均有直接關(guān)系。 在其它條件不變時(shí)，增大焊接電流即增加了焊縫熔深，熔合比，線能量和焊絲填充量，反之則下降。參見表（5）焊接電流對焊縫尺寸的影響，從表中我們可以看出焊接電流增加時(shí)，焊縫熔深增加，焊縫熔寬也 有所增加但不十分明顯；過大的焊接電流會(huì)增加焊縫熱影響區(qū) 和燒穿焊縫，

24、如果電流過小則導(dǎo)致焊縫熔深不足，易產(chǎn)生夾渣氣孔，未焊透或 未熔合等缺陷。表（5）焊接電流、電壓對焊縫尺寸的影響序 號電流（A）電壓（V）焊速匕匕厶冃量線形狀 系數(shù)焊縫熔深焊縫 熔寬焊縫余高130028309.883.62.811.51.5230030359.103.92.510.81.53 :30032408.024.22.210.21.24500304012.304.63.714.22.255003240:13.104.93.615.52.06 1500364015.805.23.816.51.87700323028.503.54.918.22.487003635:28.953.85.218

25、2.29 1700384030.24.04.516.72.210800323535.403.76.5221.811 :800364036.6.4.06.8201.712 1800384037.304.37.4181.713900363538.505.09.10241.914 :9003840 丁39.202.810.5231.915900404039.903.011.423.52.0161000363542.303.211.8262.417 110003840 44.103.512.323.22.3181000404044.854.013.524.52.33. 焊接電壓焊接電壓的增加和減小對焊

26、縫熔寬有明顯的改變，這是因?yàn)楹附与妷涸黾訒r(shí)，其電弧長度會(huì)隨之增長，造成電弧散漫而不集中，對工件的加熱面擴(kuò)大，而導(dǎo)致焊縫熔寬增加，焊縫高度降低，同時(shí)熔深減小，參見表（4 ）焊接電壓對焊縫尺寸的影響。當(dāng)焊接電壓過大時(shí)，會(huì)造成電弧燃燒不穩(wěn)定，焊縫成形嚴(yán)重不良和產(chǎn)生氣孔、夾渣、咬邊等缺陷。另外由于電壓的增大還會(huì)造成焊劑大量熔化，熔渣增加從而過渡到焊縫金屬中的合金元素量也相應(yīng)增加，將導(dǎo)致焊縫金屬機(jī)械性能的改變。但增大焊接電壓的方式則非常適合于金屬材料的堆 焊。4. 焊接速度焊接速度的快慢將直接影響到焊縫成形。焊接速度慢時(shí)焊絲作用在熔池的時(shí)間過長，造成焊絲對熔池的填充金屬物過多，影響電弧對工件的熔深作用，

27、導(dǎo)致熔池淺而寬，造成金屬滿溢，焊縫余高增大，焊縫表面粗糙，同時(shí)焊接熱輸入量也較大，致使焊縫易產(chǎn)生焊瘤和燒穿現(xiàn)象。焊接速度快時(shí)，焊接電弧作用在工件上對母材的熔蝕相當(dāng)嚴(yán)重，往往造成熔合比增大，焊縫熔寬減小，焊縫橫截面尺寸變窄而低，致使焊縫熔合不良和易產(chǎn)生咬邊、氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。5. 電流種類及極性埋弧自動(dòng)焊電流形式分為交流和直流二類。用交流電流時(shí)，由于其正負(fù)極接法所產(chǎn)生的電弧吹力對金屬熔深沒有明顯作用和區(qū)別，因而無接法要求。 它的特點(diǎn)是無磁偏吹現(xiàn)象，對焊劑要求不高， 常用于直流電磁偏吹嚴(yán)重和大電流場合施焊；用直流電流時(shí)，則正負(fù)極接法對焊縫作用區(qū)別明顯。當(dāng)正接極性時(shí)（工件接正極，焊絲接負(fù)極）此

28、時(shí)焊絲對焊縫熔深一般（與交流電施焊相似），但焊絲熔化性較強(qiáng)，因此熔敷量很高，同時(shí)對焊劑熔化作用較大而滲入合金較強(qiáng)，故適宜于材料堆焊；當(dāng)反接極性時(shí)（工件接負(fù)極，焊絲接正極）其特點(diǎn)是工件可獲得較多的熱量，電弧吹力較強(qiáng)因而可獲得較大的焊縫熔深，并可通過電流的調(diào)節(jié)獲得理想的焊縫金屬熔合比，因此常用于不開坡口雙面焊和開坡口（手工）焊封底要求焊透的工件。六、各種位置的焊接要點(diǎn)1.板狀對接平焊板狀對接焊縫根據(jù)生產(chǎn)實(shí)例常見的有不開坡口對接和開坡口對接二種，按 焊接層面講有單面焊和雙面焊接之分，以及多層焊接。單面焊接方法適用于薄板（S = 3-10mm）焊接，所使用的焊絲直徑較?。?.6-3.0 mm）焊接電流

29、也較?。?00A-600A），這是因?yàn)榘搴窈秃附z直徑對電流密度的承 載力所決定的。單面焊接時(shí)其接頭形式可以是無坡口 I型對接，也可以是有坡口V型或其它型式對接，一般不要求焊透的工件其反面可不加襯墊保護(hù)，但要求焊透的工件 則必須加襯墊進(jìn)行保護(hù)。加襯墊的目的主要是使焊縫獲得較大熔深時(shí)作為襯墊，保護(hù) 熔池液體金屬不滲漏。（方法很多，常用的有橡皮膜沖壓襯墊，銅襯墊，焊劑襯墊和一 次性粘貼襯墊等），除一次性粘貼襯墊外，其余襯墊均可自制，見圖（4）常用襯墊型式；雙面焊接方法適用于中厚板的焊接（10mm-20mm）其接頭型式同樣可以是無 坡口I型對接焊縫，也可以是有坡口 V型或其它型式對接焊縫。采用雙面焊接

30、方法的 主要目的是提高焊接速度和焊縫質(zhì)量。一般情況下，正面焊接時(shí)，其電流參數(shù)可取小 些，焊縫熔深達(dá)到工件厚度 50%即可（這是因?yàn)樵跓o襯墊保護(hù)作用下的工件易使熔池 液體金屬流失的原故）。反面焊接時(shí)由于有正面焊縫作為襯墊保護(hù)焊接參數(shù)可以比正面 用得大些，使其焊縫熔深達(dá)到 60-70%即可。其焊接參數(shù)見表（7）表(6)無襯墊雙面焊工藝參數(shù)序號工件厚度(mm)裝配間隙(mm)焊絲直徑(mm)焊接電流A)焊接電壓(V)焊接速度(m/n)11001 3.045060030342621201 3.050065032342431401 4.055070032342641601.5 4.05507503436

31、2451801.5 4.060080036263062001.5 4.080090036382472202 4.080090036382082402 4.0 t900100036382292602 5.09001000384020102802.5 5.09501000384020113002.5 5.0100011004018123402.5 5.0100011004216133803.0 5.0100012004515144003.0 5.0100012004512注：采用此工藝時(shí)，試件組對間隙極為重要，當(dāng)間隙過大時(shí)容易燒穿試件,其熔深最大不宜超過12mm，否則由于電弧吹力的影響將導(dǎo)致焊縫難

32、于成形。當(dāng)一層道焊縫不足焊滿工件厚度時(shí)，應(yīng)采用多層焊接方法和適當(dāng)增加 焊縫裝配間隙，使工件厚度達(dá)到50 %以上，否則焊縫層間難于熔合良好。表(7 )加襯墊雙面焊工藝參數(shù)序 號工件厚度(mm)坡口 形式組對間隙(mm)焊接 順序焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接速度(m/n)112I2.04.0正1/1500-600324024214I2.04.0正1/1550-600324024316Y1.04.0正1/1600-650324024418Y3.05.0正1/1600-650324026520Y3.05.0正1/2600-700404526622Y3.05.0正1/2600-70040452672

33、4X3.05.0正1/2650-750404522826X4.06.0正1/2650-750404522928X4.06.0正1/2700-80040452210304.06.0正1/3700-80040451611324.06.0正1/3700-85040451612245.06.0正1/3700-85040451613365.06.0正1/3700-85040451614385.06.0正1/4700-9004045r 1615406.0正1/4700-90040451616506.0正1/4700-900404516注：加襯墊的焊接方法有單面焊雙面成形焊法和雙面焊二種，單面焊雙 面成形是

34、指在襯墊的保護(hù)作用下只焊接正面其反面也能成型的一種方法，這種焊法一般用于較薄的工件。但由于工件變形量大使用時(shí)應(yīng)采取強(qiáng)制方 式固定工件，否則焊縫成型不良。雙面焊接時(shí)有不開坡口和開坡口二種型式。不開坡口用于中、薄板焊 縫；開坡口用于中厚板焊縫。焊接時(shí)由于埋弧焊最大熔深12mm以上時(shí)因電弧吹力作用嚴(yán)重影響焊縫成形，因此使用時(shí)應(yīng)考慮采用多層焊接方式。多層焊接方法適用于厚板（S = 20mm-40mm）焊接，其接頭型式為雙面坡口的對接，之所以考慮采用多層焊接除了因埋弧焊熔敷系數(shù)（一次性焊接填充焊縫金屬的厚度）夕卜，主要原因是控制焊縫金屬組織性能的變化，因?yàn)槎鄬雍笗r(shí)所使用的參數(shù)可較小因而熱影響區(qū)較窄，同時(shí)

35、上一層道的焊 接熱量對下一層道焊縫進(jìn)行回火處理，因此可提高焊縫的沖擊韌性和防止 產(chǎn)生偏析。多層焊時(shí)值得注意的是焊絲必須對準(zhǔn)該焊縫中心，否則焊道分 布不均勻易使焊縫產(chǎn)生夾渣和脫渣殼困難，同時(shí)所使用的焊接電壓應(yīng)稍高 于上一層道焊縫焊接電壓，使其獲得平滑的焊道表面。2. 板狀對接封底平焊板狀對接封底平焊埋弧自動(dòng)焊時(shí)，常因工件尺寸較大而不能自由翻轉(zhuǎn) 進(jìn)行焊接或因工件直徑小無法加裝襯墊保護(hù)。不得已而采用焊接封底后再進(jìn)行埋弧焊接的一種輔助方法。封底焊接常采用手工電弧焊或C02氣體保護(hù)焊，氬弧焊等進(jìn)行。對于封底焊縫質(zhì)量可根據(jù)工件質(zhì)量要求而定，如工件無要求時(shí)，只要封住焊縫 口，焊縫有一定的厚度（焊縫厚度的作用

36、主要是考慮在進(jìn)行埋弧焊時(shí)對電 流的承受強(qiáng)度能力）即可。如果對工件有要求時(shí)，（例如焊縫要進(jìn)行探傷 或承受壓力試驗(yàn)時(shí)），封底焊則必須由取得合格證的焊工并按壓力容器單 面焊雙面成形技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格操作焊接。生產(chǎn)上除焊接封底外，工藝上還多采用機(jī)械接頭形式進(jìn)行封底（見圖5）襯墊的種類型式。目（5）林驟黠緘3. 板狀垂直角焊縫埋弧焊時(shí)角焊縫形式有二種，一是垂直角焊縫，二是船型角焊縫，: 者接頭型式全然一樣，不同的是因工件擺放位置不同，見圖（6 ）角焊縫位置。但由于焊接位置變化則使得二者焊接特性相差甚遠(yuǎn)，施焊時(shí)應(yīng)慎重考慮。圖（6） OftfiS垂直角焊縫主要是因工件體積大、不易翻轉(zhuǎn)，或結(jié)構(gòu)復(fù)雜不允許翻轉(zhuǎn)、不符合

37、置于水平狀態(tài)下進(jìn)行的一種焊接位置，它的特點(diǎn)是：因焊縫處在非 水平狀態(tài)，焊接時(shí)不會(huì)因?yàn)楹缚p間隙過大而流失溶池金屬，但由于受焊接 位置的影響焊縫成形有一定的傾斜，一般應(yīng)不大于45。，所得到的焊角高度應(yīng)不大 于6.0mm，否則會(huì)在一側(cè)出現(xiàn) 嚴(yán)重咬邊 現(xiàn)象。這是 因?yàn)榱?板一側(cè) 熔池堆積的金屬過多時(shí)，遭受到溶池液體金屬自重和引力的影響而自然下 墜的一種現(xiàn)象。同時(shí)電弧作用在熔池中的時(shí)間（焊接速度）使得熔池溫度 過高也將引起下墜現(xiàn)象的出現(xiàn)，因此大于6.0mm焊角的焊縫應(yīng)考慮采用多層焊方式進(jìn)行堆焊。其焊接參數(shù)見表（8）表（8 ）直角焊工藝參數(shù)序號焊腳高度mm焊絲直徑mm焊接間隙mm焊接電流A焊接電壓V焊接速

38、度M/N13.03.00-1450500322824.03.00-1500550322835.03.00-1.5550600342646.03.00-1.5550600342657.03.00-2.0550600342468.04.00-2.0600700342479.04.00-3.060070034248104.00-3板狀角焊縫船型焊接:船形角焊縫其實(shí)就是將直角焊縫換了一個(gè)位置的焊接方法，見圖（6），其 特點(diǎn)是焊縫處于水平位置，焊縫受工件夾角的依托一次性焊接可獲得較大的焊 腳高，且焊縫分布對稱，成形良好，不易產(chǎn)生咬邊和滲溢現(xiàn)象，但由于工件裝配間隙所處位置為上

39、下垂直方向呈漏斗狀，當(dāng)間隙大于1.5mm時(shí)，熔池鐵水易漏失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)形成燒穿，因此為防止這些缺陷出現(xiàn)首要的是嚴(yán)格保證裝配 質(zhì)量，將間隙控制在1.5mm以下。當(dāng)不能控制間隙時(shí)可采用打底焊接方法或石棉線，銅等材料制作的擋板封住焊縫口以防止焊漏，封漏的方向應(yīng)與焊接的相 反方向。其焊接參數(shù)見表（9）表（9）船型角焊縫工藝參數(shù)序號焊腳高度mm裝配間隙mm焊絲直徑mm焊接電流A焊接電壓V焊接速度M/N141.03.05506003221-30261.03.06006503225-30381.03.07007503225-30481.54.07508003220-305101.54.07508003220

40、-306121.54.07508003220-305.圓周焊縫:圓周焊縫其實(shí)屬于平焊縫見圖（7）。由于埋弧焊所產(chǎn)生的熔池面積相當(dāng)大，熔池液體金屬多，冷卻成型緩慢。在焊接過程中當(dāng)熔池不處在水平位置時(shí)容易 造成液體金屬流失，液體金屬流失有二種傾向。一是前溢，即熔池鐵水向焊接 前進(jìn)方向（未焊接的焊縫）流失，由于鐵水覆蓋著焊縫造成焊絲伸出長度發(fā)生 變化（焊絲和工件二者間距離變小）從而焊接參數(shù)也發(fā)生改變，電弧熱量和吹 力變小而不能直接加熱熔化工件，另外由于焊縫的不可見導(dǎo)致焊絲的對中效果 極差，容易發(fā)生焊道偏移，因此容易產(chǎn)生夾渣、氣孔、咬邊、未焊透、未熔合、 裂紋等缺陷。另一種是后溢，即熔池鐵水向焊接前進(jìn)

41、相反的方向流失，由于熔池底部暴露電弧長度也發(fā)生改變（焊絲和工件二者間距離變大）從而焊接參數(shù)也發(fā)生變 化，電弧熱量和吹力直接對熔池底部加熱熔化工件造成嚴(yán)重焊縫熔蝕。因此容 易使焊縫產(chǎn)生焊道嚴(yán)重不均勻、嚴(yán)重咬邊、夾渣、氣孔、結(jié)晶偏析、甚至燒穿焊縫等缺 陷。因此在焊接圓周型焊縫時(shí)，焊縫成形應(yīng)注意的就是熔池充分形成和鐵水凝固的單位 時(shí)間焊縫長度，此時(shí)的熔池成形應(yīng)處在水平位置，否則無法進(jìn)行正常焊接。因此在實(shí)際 施焊中焊絲放置的位置均必須有適當(dāng)?shù)奶崆傲咳鐖D（7）。其焊接參數(shù)見表（10）因（7）凰周卑縫尊纟挖tii表(10)圓周焊縫參數(shù)序 號工件厚度mm焊絲直徑mm間隙mm焊絲提前量mm焊接電流(A )焊接

42、電壓(V )焊接速度 (m / n )163.01.5 50250-3502824283.01.5 50300-40028243103.0M.5 50350-45028264123.01.5 80400-50030285154.01.5 80450-55030286164.0：1.5 80500-60030267184.01.5 100550-65030268205.0M.5 100600-70032249225.0M.5 100650-750322410245.01.5 100700-800322411265.01.5 100750-800342412285.0M.5 100750-8002

43、42413305.01.5 100750-8003424七、弧焊缺陷及預(yù)防1. 氣孔在埋弧焊生產(chǎn)中焊縫產(chǎn) 生氣孔主要是由于二 個(gè)方面造成的，一是 工件焊 縫不清潔、有油、銹、水、泥土等臟物，二是焊絲或焊劑不清潔或受潮含有 非金屬物質(zhì)等。它們是產(chǎn)生氣孔的主要原因，因此必須做到以下幾點(diǎn)：(1) 徹底清除工件坡口兩側(cè)50mm以內(nèi)和焊絲表面所存在的臟物，可用手工或電動(dòng)鋼絲刷擦拭或化學(xué)方式清除。(2) 必須嚴(yán)格按烘 干溫度干燥 焊劑，仔 細(xì)清除其水 分。并做 到隨用隨取，切 記不要露天堆放。(3) 選擇粘度適中 的焊劑。二 次使用的 焊劑必須篩 除灰塵后 并與新焊劑 混合 (混合比30 - 50 %)重

44、新干燥后方可保證使用效果。(4) 焊劑堆敷數(shù)量應(yīng)適中。焊劑少 時(shí)，電弧光容 易外漏 影響工人操作，且形成的熔渣稀薄對熔池保護(hù)效果差，外界空氣容易滲入從而形成氣孔；焊劑多時(shí)，雖然保護(hù)效果好，但過多的焊劑所形成的機(jī)械保護(hù)膜和熔劑泡中氣體滲出困難易產(chǎn)生氣孔。2. 夾渣焊縫中產(chǎn)生夾渣主要是指非金屬物質(zhì)混入熔池中所形成的雜質(zhì)，雜質(zhì)的 來源與工件、焊絲不清潔有直接關(guān)系，在焊接時(shí)由于焊絲對中不理想、焊絲 傾斜角度、方向不對及層間清理不徹底都會(huì)產(chǎn)生夾渣，因此生產(chǎn)中應(yīng)做到下 列幾點(diǎn)：(1) 工件應(yīng)置于水平位置，焊絲應(yīng)垂直并對準(zhǔn)焊縫中心，筒體圓周焊時(shí)焊絲應(yīng)有適當(dāng)?shù)奶崆傲?，以保證焊接時(shí)熔池鐵水和熔渣不流向焊縫前方。

45、(2) 多層焊時(shí)應(yīng)注意清理層間雜物，適當(dāng)提高焊接電壓使焊縫表面呈現(xiàn)為U 型狀消除夾渣存在的基體。3. 未焊透和未熔合未焊透主要是指工件的厚度方向沒有完全熔合為一體，還有剩余原始狀 態(tài)存在，未熔合是指多層焊時(shí)上下二層間有未被熔合為一體的原始焊道存在 的現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因主要有裝配間隙太小、焊絲對中效果差、焊接參數(shù)(特別是焊接電流)偏低有直接關(guān)系，因此生產(chǎn)中應(yīng)做到下列幾點(diǎn)：(1) 增大焊縫 組對 間隙以利 于焊絲 下伸 到坡口根 部，有 利于 根部熔透 ，同 時(shí) 注意調(diào)整和糾正焊絲的對中，使坡口兩側(cè)熔化狀態(tài) 一致。(2) 提高焊接參數(shù) (特別是焊接電流) ，使其增加熔透深度和金屬的熔合效果， 多層焊

46、時(shí)應(yīng)注意清理干凈層間殘留物。(3) 注意 降低焊接 速度，使電 弧吹力在 單位時(shí)間內(nèi) 增長，致 使焊縫金屬 熔化 加劇，有利于焊縫熔合。4. 焊瘤焊瘤是指工件反面焊縫附著的滴狀金屬物。焊瘤的產(chǎn)生主要和工件裝配間隙， 焊接參數(shù)有關(guān) 小， 單位時(shí)間內(nèi)電 弧的 作用時(shí)間稍一 當(dāng)焊 接參數(shù)選擇過 長， 熔池得到的熱。當(dāng)焊 縫間距過大時(shí) 弧作用 在熔池的時(shí)間 加長， 即會(huì)產(chǎn)生熔池 大時(shí)， 如焊接速度較 輸入量 增大，熔池金焊接熔 也很短 金屬下 慢則致 屬張力池依附坡口金 ，在其它條件 墜，此時(shí)即有 使電 弧作用在 變小，不能承屬產(chǎn)生 不變的 可能產(chǎn) 熔池中 受金屬的張力變 情況下電 生焊瘤。 的時(shí)間增

47、 自重也會(huì)發(fā)生熔池底部滲漏形成焊瘤，甚至造成燒穿因此生產(chǎn)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1) 選擇 適當(dāng)?shù)暮?接參數(shù)，注 意參數(shù)調(diào) 試焊，確保參數(shù)的正確性。(2) 注意 工件組對 的間隙要適 中，當(dāng)間 采用焊接方式封底。整的統(tǒng)一性 、選擇參 數(shù)時(shí)要進(jìn)行 模擬距過大時(shí)應(yīng) 考慮是否 加裝焊接襯 墊或(3) 在焊 接過程可 采取減小焊 接電流， 來防止焊瘤的出現(xiàn)。增大焊接速 度，提高 焊接電壓的方式5. 裂紋 裂紋的產(chǎn)生主要與材料的裝配、參數(shù)、工藝、措施有直接關(guān)系。在材料匹 配方面，主要指焊絲和焊劑配合 不合理， 致使所形成的焊縫金屬淬硬傾向增大、 塑性不足或雜質(zhì)超標(biāo)導(dǎo)致熔池非金屬物殘留，導(dǎo)致金屬的性能發(fā)生質(zhì)的

48、改變。 在參數(shù)工藝措施方面， 采用的焊接參數(shù)規(guī)范太弱、 焊接線能量較小、 冷卻過快、 焊縫金屬產(chǎn)生淬硬條件等，因此應(yīng)注意考慮如下幾點(diǎn)：(1) 選擇合適 的焊 絲和焊劑 ，當(dāng)材 料的 含碳量較 低，合 金成 份較少時(shí) ，可 選 擇與母材一樣的焊接材料或合金元素(如錳，硅)含量較高的焊接材料， 反之如碳含量和合金元素含量較高時(shí)， 則可選擇碳含量較低而合金元素含 量適當(dāng)?shù)暮附硬牧?，其目的是在考慮了工件滿足強(qiáng)度的條件下，如何提高 材料的塑性。(2) 焊劑 的作用除 了 在焊接過 程中起到 引弧、造渣 、造氣、 稀渣、保護(hù) 熔池 外，另外一個(gè)作用是滲入合金，改變焊縫金屬性能，因此選用時(shí)應(yīng)與焊絲 的成份共

49、同考慮， 否則在焊絲和焊劑的雙重作用下所得到的焊縫金屬性能 與母材相差甚遠(yuǎn)。(3) 參數(shù) 方面，應(yīng) 避免坡口加 工尺寸過 小，應(yīng)考慮 增加焊縫 成形系數(shù)( 最好 在 1： 2 之間)焊接參數(shù)可選大些，但某些金屬采用大規(guī)范焊接會(huì)降低金 屬性能，此時(shí)可考慮采用焊前預(yù)熱和焊后緩冷的措施釋放焊縫中的應(yīng)力。6. 外觀成形缺陷(1)焊 縫較 寬 焊縫較寬主要原因是焊接速度較慢、焊接電壓較高所致，焊接中注意調(diào) 整焊接速度、焊接電壓即可避免。(2)焊縫較 窄 焊縫較窄的主要原因正好與第 1 條相反，焊接電壓低，焊接速度快，焊接中注意調(diào)整焊接速度和焊接電壓即可。（3）焊縫表面高低不平這種缺陷主要是焊速不均勻所致

50、， 由于網(wǎng)路電壓不穩(wěn)、 接地線連接不牢、 焊絲伸出太長、 導(dǎo)電嘴接觸不良有直接關(guān)系， 焊接中注意檢查調(diào)整即可糾正。（4）焊縫二側(cè)咬邊 這種缺陷主要與焊接參數(shù)（焊接速度）有關(guān)，一般來講主要是焊速太快 所致，使得在單位時(shí)間內(nèi)焊絲給熔池的補(bǔ)充金屬不足造成的，當(dāng)焊速放慢時(shí) 熔池可得到焊絲的足夠補(bǔ)充量，即缺陷即可解決。（5）焊縫中間凸起二邊凹陷此缺陷的產(chǎn)生主要與焊劑的堆敷量有關(guān)， 焊劑量少時(shí)所形成的 （機(jī)械膜） 較薄易于被焊絲刮走，致使焊劑堆敷量發(fā)生變化，使焊劑中間少，所以中間 焊縫則凸起，而二側(cè)焊劑多因此二側(cè)焊縫出現(xiàn)凹陷，只要改變焊劑的堆敷量 則可避免。（6）焊縫余高太大 此焊縫缺陷主要是焊接電壓過低

51、、焊絲的桿伸長度過大和焊縫處于非水 平位置三種情況有直接關(guān)系。電壓低時(shí)所產(chǎn)生的電弧吹力作用也很小， 熔池金屬張力大、 鋪展效果差； 當(dāng)焊絲的桿伸長度過大時(shí)焊絲易發(fā)紅、其熔化速度加快則熔池得到金屬增 多，當(dāng)工件處于非水平位置時(shí)液體金屬會(huì)克服張力向焊接反方向流失，從而 致使焊縫出現(xiàn)余高過大，焊接中注意采用合理的參數(shù)、調(diào)整工件為水平位置 即可克服。（7） 余高窄而凸起 此缺陷與焊接電壓低、焊速較快、焊劑堆敷較窄有關(guān)，當(dāng)電壓低時(shí)電弧 吹力作用弱，其液體金屬鋪展效果差，加之焊速較快，焊縫中間堆敷金屬多 而二側(cè)少，在焊劑堆敷較窄的情況下熔池的保護(hù)效果降低、熱效力較低、熔 池凝固快，致使產(chǎn)生窄而凸的焊縫。解決的方法是增加焊接電壓、降