帶極堆焊的技術PPT課件

1、1. 帶極埋弧/電渣堆焊的起源n帶極埋弧堆焊由Campbell, H. C. and Johnson, W. C. 發(fā)明，并于1956年取得了專利，開始應用。n帶極電渣堆焊1971 年由德國人Seidel G 和Hess H發(fā)明，并開始逐步取代帶極埋弧堆焊。第1頁/共30頁2.帶極堆焊與絲極堆焊的對比 帶極堆焊的原理與絲極堆焊基本相同。最主要的區(qū)別在于使用寬帶極取代了絲極。同時，增加一套帶極堆焊機頭，機頭通過拓寬導電嘴寬度來保證連續(xù)的焊帶進給并提供有效的工作電流。帶極相對絲極的主要的優(yōu)勢可以歸納為：n非常均勻的焊道熔深n更低的母材稀釋率水平，允許以更少的堆焊層達到化學成分及性能要求n更高的熔敷

2、效率，意味著更高的生產(chǎn)率n均勻的熔敷金屬的化學成分n因為堆焊層沒有集中的凝固線， 所以堆焊層具有更小的裂紋敏感性n非常平滑的堆焊層表面，可減少堆焊焊道數(shù)量及搭接數(shù)量n高的可重復生產(chǎn)力帶極相對絲極，較少的一些不足如下：n更高的焊接熱輸入n工件的尺寸有限制（母材的厚度限制或者母材的內徑要求）n要求增加電源容量（更高的電流）。第2頁/共30頁3.帶極埋弧堆焊的原理焊帶送進焊劑母材金屬焊縫金屬凝固渣殼液態(tài)熔渣導電嘴焊帶通過電弧進給到熔池中，電弧所產(chǎn)生的熱用來熔融焊帶、焊劑及母材。在熔池上方熔融的焊劑形成一個保護渣殼.第3頁/共30頁4.帶極電渣堆焊的原理送進焊帶焊劑母材金屬焊縫金屬凝固渣殼液態(tài)熔渣水冷

3、導電嘴帶極電渣堆焊非常類似于帶極埋弧堆焊。但不需要電弧，焊帶就進給到熔池中。而且，焊劑也形成了保護渣殼。與埋弧帶極堆焊的渣殼不同，電渣帶極堆焊的渣殼在液態(tài)時是可導電的。凝固狀的渣殼電阻熱效應提供該焊接方法所必需的熱量。而僅當電渣帶極堆焊起始時，電弧會出現(xiàn)。因為只要產(chǎn)生了足夠的具備電導性的渣殼，同時渣殼的電阻比電弧的電阻更小，那么電弧就會消失。在電渣帶極堆焊中，焊劑僅僅供給在焊帶的前方。在焊帶的后面，可以看見敞開熔池，并可看見紅外線。第4頁/共30頁5.帶極堆焊具有較低的熔深帶極埋弧堆焊帶極電渣堆焊焊帶送進堆焊方向干伸長焊劑斗母材熔融渣凝固渣堆焊方向焊帶送進干伸長母材熔融渣凝固渣帶極埋弧堆焊的母

4、材熔深一般11.5mm帶極電渣堆焊的母材熔深一般0.30.4mm焊劑斗焊劑斗第5頁/共30頁6.帶極堆焊具有低的稀釋率稀釋率=B/(A+B)金屬熔焊或堆焊時，熔敷金屬被稀釋的程度，用母材或預先堆焊層金屬在焊縫金屬中所占的百分比(即熔合比)來表示 。帶極堆焊的焊縫一般高度為35mm，可以從焊縫的厚度快速地推斷出稀釋率 。如帶極埋弧堆焊的焊縫高度為4mm時，其稀釋率為(11.5)/(4+11.5)20%。第6頁/共30頁7.帶極堆焊具有高的熔敷效率第7頁/共30頁8.帶極堆焊層熔敷金屬的均勻同一性熔敷金屬距熔合線的距離合金成分的百分比母材金屬第8頁/共30頁9.帶極電渣堆焊與帶極埋弧堆焊相比n特殊

5、焊劑(高的CaF2比例,一般30%)。n單側焊劑供給(后方不加焊劑)。n沒有電弧，沒有紫外線產(chǎn)生。n敞開式焊接熔池允許焊道排出雜質、氣體。n相對埋弧焊，更低的焊道熔深及更小的母材稀釋率水平。n在連續(xù)的焊接熱輸入情況下，電渣焊的熔敷效率幾乎兩倍于埋弧焊。n相對埋弧焊，更低的焊劑消耗。第9頁/共30頁10.典型的帶極堆焊機頭結構第10頁/共30頁11.帶極堆焊的重要焊接參數(shù)電流焊接電流和電流密度：n 為獲取最佳的操作工藝性能，埋弧帶極堆焊及電渣帶極堆焊均采用直流反接（DCEP）的電流極性。n 如采用直流正接（DCEN)，將導致更淺的熔深及更厚的堆焊層，則提升在焊道搭接處出現(xiàn)焊接缺陷的風險。同時，直

6、流正接極性將導致更高的飛濺從而影響熔合。n 對于埋弧帶極堆焊，標準的電流密度（每個焊帶單位上的電流通量）應為 2025 A/mm2, 同時對于電渣帶極堆焊，標準的電流密度應該為 4045 A/mm2。對于埋弧帶極堆焊及電渣帶極堆焊時采用60mm 帶寬焊帶情況下，標準的工作電流分別為750A 及1250A 。n 必須指出的是電流密度和焊接電流是兩個相對獨立的參數(shù)。如其它工藝參數(shù)保持不變，為保證連續(xù)的焊道，采用大電流時必須采用高速焊。顯然這個高速也不是沒有極限，因為太高的電流和焊接速度會增加稀釋率和飛濺水平。同時也會影響焊道的成型。對于60mm 帶寬焊帶，極限電流為2000A，極限電流密度為67

7、A/mm2。第11頁/共30頁12.帶極堆焊的重要焊接參數(shù)電壓工作電壓：n 對于埋弧帶極堆焊和電渣帶極堆焊來說，很重要的一點是要保證盡可能連續(xù)的電壓(電源應為恒壓或平特性)，一般來說：允許最大的電壓波動為1 V。n 電壓的合理選擇取決于帶極堆焊中所采用的焊劑。n 過高的電壓將導致突然的飛濺及不穩(wěn)定的熔合。n 同時過低的電壓將增加短路的風險，而短路的話焊帶將連在母材上。n 非常關鍵的一點是工作電壓應為在機頭導電嘴與工件間的實測值，因為伏特表上所顯示的數(shù)值可能沒有考慮到電纜線上的電壓損失。第12頁/共30頁13.帶極堆焊的重要焊接參數(shù)速度堆焊速度：n 堆焊速度和焊接電流同時發(fā)生作用，這個參數(shù)對堆焊

8、層的尺寸，熔深，稀釋率及焊接熱輸入都有相當關鍵的影響。n 對于埋弧帶極堆焊，焊接速度介于10到18cm/Mmin之間，這個焊接參數(shù)可以堆出35mm厚的焊道。n 對于電渣帶極堆焊，焊接速度介于15到25 cm/min之間，同時采用普通的電流密度 (40A/mm2)， 不采用更進一步的特定的焊接工藝來矯正，這個焊接參數(shù)可以堆出35.5mm厚的焊道，因此可以運用到電渣帶極堆焊工業(yè)應用中。n 當堆焊層低于3 mm時, 稀釋率的水平將顯著增加，同時焊道成型將變差，還可能出現(xiàn)咬邊并增加飛濺。n 而當堆焊層厚度高于5.5 mm時，將很難在搭接處保證良好的熔合并更難脫渣。第13頁/共30頁14.帶極堆焊的重要

9、焊接參數(shù)干伸長干伸長度：n 干伸長度表示導電嘴與焊帶端部之間的長度。埋弧帶極堆焊的干伸長度一般介于20mm 到35 mm 之間，同時電渣帶極堆焊的干伸長度介于 25 mm 到 40 mm 之間。 一般這個因素的影響比較小：即增加干伸長度時，稀釋率會輕微下降，同時熔敷效率會輕微增加。n 在工業(yè)應用中，為避免虛焊及未熔合建議保證最低56%的稀釋率。第14頁/共30頁15.帶極堆焊的重要焊接參數(shù)焊劑高度焊劑覆蓋厚度：n典型情況下，焊劑覆蓋厚度比帶極的干伸長度要高大約5 mm。n在埋弧帶極堆焊過程中，如果焊劑覆蓋厚度過低，電弧會變得不穩(wěn)定同時飛濺情況增加。n如果焊劑覆蓋厚度過高，焊劑會壓在熔池上，給焊

10、道留下印記，同時會增加焊劑消耗量，并抑制了熔池排氣從而導致氣孔產(chǎn)生。第15頁/共30頁16.帶極堆焊的重要焊接參數(shù)焊接位置焊接位置:n焊接位置上所允許變動的空間很小，因為焊接位置對于稀釋率水平及焊道的尺寸起著相當關鍵的影響。另外盡管允許最大不超過3上坡堆焊和下坡堆焊，但平焊還是最好的位置選擇。第16頁/共30頁17.磁控裝置的正確使用南極電流北極磁場運動第17頁/共30頁18.磁控裝置的正確安裝第18頁/共30頁19.不正確的磁控裝置電流設置此邊有咬邊第19頁/共30頁20.正確的磁控裝置電流設置第20頁/共30頁21.不正確的磁控裝置電流設置第21頁/共30頁22.常見的焊接缺陷成形不良產(chǎn)生

11、原因:第22頁/共30頁23.常見的焊接缺陷夾渣產(chǎn)生原因：n焊道的焊趾部位，形狀不良。n焊道的搭接量不合適。n焊前的焊道清理不足。第23頁/共30頁24.常見的焊接缺陷中心裂紋產(chǎn)生原因:n使用了不正確的焊帶。n使用了不正確的焊劑。n搭接區(qū)域的不規(guī)則焊道斜坡。n焊劑高度過低。n不合適的焊接參數(shù)設置。n不規(guī)則的焊道表面清理。n使用了過高的電流。n層間溫度過高。第24頁/共30頁24.常見的焊接缺陷氣孔產(chǎn)生原因:n焊劑潮濕。n焊劑不干凈。n堆焊前的表面不干凈。n熔池保護不良。第25頁/共30頁25.常見的焊接缺陷咬邊產(chǎn)生原因: :n不正確的焊接參數(shù)(電壓過高，焊接速度過快)。第26頁/共30頁26.常見的焊接缺陷溝槽產(chǎn)生原因: :n筒體旋轉中發(fā)生漂移。n錯誤的磁控裝置設置。第27頁/共30頁27.新進展高速帶極電渣堆焊 要提高熔敷效率(千克/小時, 平方米/小時)，必須提高堆焊速度，從而單位時間內更多的焊帶被熔化，則焊接電流要相應提高。電流增加了，堆焊速度不變的話，堆焊層厚度會增加，所以為保持堆焊層的厚度不變，必須相應增加堆焊速度。然而對于不同種焊劑所允許承載的最大堆焊