埋弧焊工藝應(yīng)用解析

1、埋弧焊工藝應(yīng)用 【摘要】 通過對(duì)埋弧焊原理及結(jié)構(gòu)分析，合理選擇焊接參數(shù)包括焊接電流、 焊接電壓、焊接速度、焊絲直徑，同時(shí)要有合理的施焊工藝方法，從而達(dá)到生產(chǎn) 率高、焊接質(zhì)量好、勞動(dòng)條件好的目的。 關(guān)鍵詞】 埋弧焊 焊接參數(shù) 焊縫 前言 埋弧焊是焊接生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的工藝方法之一。 由于焊接熔深大、 生產(chǎn)效 率高、機(jī)械化程度高，因而特別適用于中厚板長(zhǎng)焊縫的焊接。在造船、鍋爐與壓 力容器、起重機(jī)械、 工程機(jī)械等制造中都是主要的焊接生產(chǎn)手段。 因而正確掌握 其焊接工藝很重要， 對(duì)有效保證焊接質(zhì)量， 達(dá)到良好的焊接成形效果是非常有利 的。 隨著焊接冶金技術(shù)和焊接材料生產(chǎn)的發(fā)展， 埋弧焊所能焊接的材料已

2、從碳素 結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展到低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼以及一些有色金屬材料。 正文 1、埋弧焊原理 埋弧焊是預(yù)先把顆粒狀焊劑散布在焊接線上， 焊絲通過送絲裝置， 自動(dòng)連續(xù) 地向焊劑中送進(jìn)，在焊絲前端與母材間引燃電弧，進(jìn)行自動(dòng)電弧焊。 埋弧焊結(jié)構(gòu)及實(shí)施過程如圖 1 所示： 由 4 個(gè)部分組成： 焊接電源接在導(dǎo)電嘴和弓箭之間用來(lái)產(chǎn)生電弧； 焊絲由焊 絲盤經(jīng)送絲機(jī)構(gòu)和導(dǎo)電嘴送入焊圖接1 區(qū)； 顆粒狀焊劑由焊劑漏斗經(jīng)軟管均勻的堆 敷到焊縫接口區(qū)； 焊絲及送絲機(jī)構(gòu)、 焊劑漏斗和焊接控制盤等通常裝在一臺(tái)小 車上，以實(shí)現(xiàn)焊接電弧的移動(dòng)。 埋弧焊焊縫形成過程如圖 2，埋弧焊時(shí)，連續(xù)送進(jìn)的焊絲在一層殼熔化的顆 圖2

3、粒狀焊劑覆蓋下引燃電弧。 2、工藝參數(shù) 埋弧焊主要應(yīng)用于平焊位置焊接。 2.1 焊接工藝參數(shù)的影響 2.1.1 焊接電流 當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加焊接電流對(duì)焊縫熔深的影響 （如圖 1 所示），無(wú)論是 Y 形坡口還是 I 形坡口，正常焊接條件下，熔深與焊接電流變化成正比，即電流 增加，熔深增加 焊接電流對(duì)焊縫斷面形狀的影響，如圖 2 所示。電流小，熔深淺，余高和寬 度不足；電流過大，熔深大，余高過大，易產(chǎn)生高溫裂紋 圖2 焊接電流對(duì)焊縫斷面形狀的影響 a)I 形接頭 b)形接頭 2.1.2 電弧電壓 電弧電壓和電弧長(zhǎng)度成正比， 在相同的電弧電壓和焊接電流時(shí)， 如果選用的 焊劑不同，電弧空間電場(chǎng)強(qiáng)度

4、不同，則電弧長(zhǎng)度不同。如果其他條件不變，改變 電弧電壓對(duì)焊縫形狀的影響如圖 3 所示。電弧電壓低，熔深大，焊縫寬度窄，易 產(chǎn)生熱裂紋：電弧電壓高時(shí)，焊縫寬度增加，余高不夠。埋弧焊時(shí)，電弧電壓是 依據(jù)焊接電流調(diào)整的， 即一定焊接電流要保持一定的弧長(zhǎng)才可能保證焊接電弧的 穩(wěn)定燃燒，所以電弧電壓的變化范圍是有限的。 圖 3 電弧電壓對(duì)焊縫斷面形狀的影響 a)I 形接頭 b)形接頭 2.1.3 焊接速度 焊接速度對(duì)熔深和熔寬都有影響， 通常焊接速度小， 焊接熔池大， 焊縫熔深 和熔寬均較大， 隨著焊接速度增加， 焊縫熔深和熔都將減小， 即熔深和熔寬與焊 接速度成反比，如圖 4 所示。焊接速度對(duì)焊縫斷面

5、形狀的影響，如圖 5 所示。 焊接速度過小，熔化金屬量多，焊縫成形差：焊接速度較大時(shí)， 熔化金屬量不足， 容易產(chǎn)生咬邊。 實(shí)際焊接時(shí)， 為了提高生產(chǎn)率， 在增加焊接速度的同時(shí)必須加大 電弧功率，才能保證焊縫質(zhì)量。 圖4 焊接速度對(duì)焊縫形成的影響 圖 焊接速度對(duì)焊縫斷面形狀的影響 熔深 熔寬 a）I 形接頭 b）形接頭 2.1.4 焊絲直徑 焊接電流、電弧電壓、焊接速度一定時(shí)，焊絲直徑不同，焊縫形狀會(huì)發(fā)生變 化。表 1 所示的電流密度對(duì)焊縫形狀尺寸的影響， 從表中可見， 其他條件不變， 熔深與焊絲直徑成反比關(guān)系， 但這種關(guān)系隨電流密度的增加而減弱， 這是由于隨 著電流密度的增加， 熔池熔化金屬量

6、不斷增加， 熔融金屬后排困難， 熔深增加較 慢，并隨著熔化金屬量的增加， 余高增加焊縫成形變差， 所以埋弧焊時(shí)增加焊接 電流的同時(shí)要增加電弧電壓， 以保證焊縫成形質(zhì)量。 表 1 電流密度對(duì)焊縫形狀尺寸的影響 （U=30-32V，Uw =33cmmin） 項(xiàng)目 焊接電流 /A 700750 10001100 13001400 焊絲直徑 /mm 6 5 4 6 5 4 6 5 平均電流密度 /A?mm-2 26 36 58 38 52 84 48 68 熔深 H/mm 7 8.5 11.5 10.5 12 16.5 17.5 19 熔寬 B/H 3.1 2.5 1.7 2.5 2 1.3 1.5

7、1.3 3、埋弧焊部分施焊工藝 3.1 焊前準(zhǔn)備 3.1.1 坡口設(shè)計(jì)及加工 依據(jù)單絲埋弧焊使用電流范圍，當(dāng)板厚小于 14mm ，可以不開坡口，裝配時(shí)留有一定間隙：板厚為 1422mm，一般開 V 形坡口；板厚 22 -50mm時(shí)開 X 形坡口。對(duì)于鍋爐汽包等壓力容器通常采用 U 形或雙 U 形坡口，以確保底層熔 透和消除夾渣。 3.1.2 裝配點(diǎn)固 埋弧焊要求接頭間隙均勻無(wú)錯(cuò)邊， 裝配時(shí)需根據(jù)不同板厚進(jìn)行定間距、 定位 焊，如表 2 所示。另外直縫接頭兩端尚需加引弧板和熄弧板， 以減少引弧和引出 時(shí)產(chǎn)生缺陷。 表 2 埋弧焊裝配標(biāo)準(zhǔn) 板厚 t/mm 焊縫長(zhǎng)度 /mm 定位長(zhǎng)度 /mm 25

8、300 500 50 70 25 200 500 70 100 3.1.3 焊前清理 坡口內(nèi)水銹、夾雜鐵末，點(diǎn)焊后放置時(shí)間較長(zhǎng)而受潮氧化等焊接時(shí)容易產(chǎn)生 氣孔，焊前需提高工件溫度或用噴砂等方法進(jìn)行處理。 3.2 對(duì)接接頭單面焊 對(duì)接接頭埋弧焊時(shí)， 工件可以開坡口或不開坡口。 開坡口不僅為了保證熔深， 而且有時(shí)還為了達(dá)到其他的工藝目的。 在不開坡口的情況下， 埋弧焊可以一次焊 透 20mm 以下的工件，但要求預(yù)留 56mm 的間隙，否則厚度超過 1416mm 的 板料必須開坡口才能用單面焊一次焊透。 3.3 對(duì)接接頭雙面焊 一般工件厚度從 10 40mm 的對(duì)接接頭， 通常采用雙面焊。接頭形式根

9、據(jù)鋼種、接頭性能 要求的不同，可采用圖 6 所示的 I 形、 Y 形、 X 形坡口 圖 6 不同板厚的接頭形式 a）I 形坡口對(duì)接焊 b）形坡口對(duì)接焊 c）形坡 口對(duì)接焊 這種方法對(duì)焊接工藝參數(shù)的波動(dòng)和工件裝配 質(zhì)量都不敏感，其焊接技術(shù)關(guān)鍵是保證第一面焊的熔深和熔池的不流溢和不燒 穿。焊接第一面的實(shí)施方法常見的是懸空焊， 即裝配時(shí)不留間隙或只留很小的間 隙 （ 一般不超過 lmm） 。第一面焊接達(dá)到的熔深一般小于工件厚度的一半。反面 焊接的熔深要求達(dá)到工件厚度的 60 70 ，以保證工件完全焊透。不開坡 口的對(duì)接接頭懸空焊的焊接參數(shù)，如表 3 所示。 表 3 不開口對(duì)接接頭懸空雙面焊的焊接條件

10、 工件厚度 /mm 焊絲直徑 /mm 焊接順序 焊接電流 /A 電弧電壓 /V 焊接速度 /cm.min -1 6 4 正 380 420 30 58 反 430 470 30 55 8 4 正 440 480 30 50 反 480 530 31 50 10 4 正 530 570 31 46 反 590 640 33 46 12 4 正 620 660 35 42 反 680 720 35 41 14 4 正 680 720 37 41 反 730 770 40 38 16 5 正 800 850 34 6 63 反 850 900 36 8 43 17 5 正 850 900 35 37

11、 60 反 900 950 37 39 48 18 5 正 850 900 36 38 60 反 900 950 38 40 40 正 850 900 36 38 42 20 5 反 900 1000 38 40 40 正 900 950 37 39 43 22 5 反 1000 1050 38 40 40 3.4 角焊縫焊接 焊接 T 形接頭或搭接接頭的角焊縫時(shí)，采用船形焊和平角焊兩種方法。 3.4.1 船形焊將工件角焊縫的兩邊置于與垂直線各成 45的位置（見圖 7），可為 焊縫成形提供最有利的條件。這種焊接法接頭的裝配間隙不超過11.5mm，否 圖 7 船形焊 則，必須采取措施， a)T 形接頭 b) 搭接接頭 3.4.2 平角焊 當(dāng)工件不便于采用船形焊時(shí)，可采用平角焊來(lái)焊接角焊縫(見圖8)。這種 焊接方法對(duì)接頭裝配間隙較不敏感，即使間隙達(dá)到 2 3mm ，也不必采取防止 液態(tài)金屬流失的措施。 焊絲與