埋弧焊操作規(guī)程

1、埋弧焊工藝規(guī)范 1. 焊接規(guī)范及其影響 埋弧焊最主要的焊接規(guī)范是焊接電流、焊接電壓和焊接速度，其次是焊絲直 徑、焊絲伸出長(zhǎng)度、焊劑和焊絲類型、焊劑粒度和焊劑層厚度等。所有這些規(guī)范，對(duì)焊縫成 形和焊接質(zhì)量都有不同程度 的影響（表1）此外，在同樣焊接規(guī)范下焊件傾斜角度也直接影 響焊縫成形。操作者必須知道這些規(guī)范的影響情況，才能正確選擇和調(diào)節(jié)規(guī)范，焊出優(yōu)質(zhì)焊 縫。 （1） 焊接電流 焊接電流是埋弧焊最重要的規(guī)范，它直接決定焊絲熔化速 度、熔深和母材熔化量。 增大焊接電流可以加快焊絲熔化速度， 提高焊接生產(chǎn)率。同時(shí)，電弧吹力隨焊接電流而增大， 熔池金屬被電弧排開，使熔池底部未熔化母材受到電弧直接加 表

2、1焊接規(guī)范及其影響 焊縫特點(diǎn) 當(dāng)以下規(guī)范增大時(shí)的影響 焊接電流 焊接電壓（伏） 焊接速度（米/時(shí)） 焊絲直徑 1500 （安）以內(nèi) 由2224 到 3234 由 3436 到 5060 1040 40100 熔深 顯著增大 略增大 略減小 無(wú)變化 減小 減小 熔寬 略增大 增大 顯著增大 （除直流正接） 減小 減小 增大 余高 顯著增大 減小 減小 略增大 略增大 減小 形狀系數(shù) 顯著減小 增大 顯著增大 （除直流正接） 減小 略減小 增大 熔合比 顯著減小 略增大 無(wú)變化 顯著增大 增大 減小 焊縫特點(diǎn) 當(dāng)以下規(guī)范增大時(shí) 的影響 焊絲前傾 焊件傾斜 間歇和坡口 焊劑粒度 上坡焊 下坡焊 熔深

3、 顯著減小 略增大 減小 無(wú)變化 略減小 熔寬 增大 略減小 增大 無(wú)變化 略增大 余高 減小 增大 減小 減小 略減小 形狀系數(shù) 顯著增大 減/ 、 增大 無(wú)變化 增大 熔合比 減小 略增大 減小 減小 略減小 熱，熔深增加。電流過(guò)大時(shí)會(huì)造成燒穿鋼板， 電流過(guò)大還會(huì)使焊縫余高過(guò)高，熱影響區(qū)增大 和引起較大焊接變形。 電流減小，熔深減小。電流過(guò)小時(shí)，容易產(chǎn)生未焊透，電弧穩(wěn)定性不好。 電流變化對(duì)熔寬變化影響不大。 （2） 焊接電壓 焊接電壓是焊絲端頭與熔化金屬表面間的電壓，即電弧兩 端的電壓。由于這個(gè)電壓難以測(cè)量， 實(shí)際生產(chǎn)中是測(cè)量導(dǎo)電嘴與工件間的電壓， 可由機(jī)頭上 的電壓表讀出。當(dāng)焊接電纜較長(zhǎng)

4、時(shí)， 由于電流大，在電纜上有電壓降， 焊接電源上電壓表的 指示值，比機(jī)頭上電壓表的指示值要高 12伏以上。調(diào)節(jié)焊接電壓時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)頭上的電壓 表指示值進(jìn)行。 焊接電壓對(duì)焊絲熔化速度影響不大，但對(duì)焊縫橫截面和外表成形有很大影響。 焊接電壓增高時(shí)弧長(zhǎng)增加， 電弧的活動(dòng)范圍增大，熔寬增大，同時(shí)焊縫余高和熔深略為減小， 焊縫變得平坦。電弧活動(dòng)范圍增大后，使焊劑熔化量增多，如果是含合金的燒結(jié)焊劑， 向焊 縫過(guò)渡的合金元素增多。當(dāng)裝配間隙略大時(shí)，增高電壓有利于焊縫成形。 焊接電壓過(guò)高，對(duì)接焊時(shí)會(huì)形成 蘑菇形”焊縫，容易在焊縫內(nèi)產(chǎn)生裂紋；角焊時(shí)會(huì)造成咬邊 和凹陷焊縫。如果焊接電壓繼續(xù)增高， 電弧會(huì)突破熔渣的

5、覆蓋， 使熔化金屬失去保護(hù)而與空 氣接觸，造成密集氣孔。 焊接電壓降低時(shí)熔寬減小，焊縫變得高而窄。 如果焊接電壓過(guò)低， 會(huì)造成母材熔化不足，焊 縫成形不良和脫渣困難。 焊接電壓應(yīng)與焊接電流相適應(yīng)（見表 2）。焊接厚板深坡口焊縫和進(jìn)行高速埋弧焊時(shí)，為了 減小磁偏吹，焊接電壓應(yīng)選得低一些，以增大電弧的 剛性”。 表2焊接電流與相應(yīng)的焊接電壓 焊接電流（安） 600700 700850 8501000 10001200 焊接電壓（伏） 3436 3638 3840 4042 （3） 焊接速度 焊接速度對(duì)熔寬及熔深有明顯 的影響，在其他規(guī)范不變的 條件下，焊接速度增大時(shí)，電弧對(duì)母材的加熱減少，熔寬明顯

6、減小。與此同時(shí)，電弧向后方 排斥熔池金屬的作用加強(qiáng)， 電弧直接加熱熔池低部的母材， 使熔深略為增加。當(dāng)焊接速度提 高到40米/時(shí)以上時(shí)，由于電弧對(duì)母材加熱量顯著減少，熔深隨焊接速度增大而減小。 焊接速度過(guò)高會(huì)造成咬邊、未焊透、焊縫粗糙不平等缺陷。 降低焊接速度，熔池體積增大而存在時(shí)間增長(zhǎng)，有利于氣體浮出熔池，減小 形成氣孔的傾向。但焊接速度過(guò)低會(huì)形成易裂的 蘑菇形”焊縫，或產(chǎn)生燒穿、夾渣、焊縫不 規(guī)則等缺陷。 對(duì)于角焊縫，增大焊接速度可以提高生產(chǎn)率。對(duì)于開坡口的對(duì)接焊縫，焊接速度的變化 對(duì)生產(chǎn)率的影響不大。 （4） 焊絲直徑 焊絲直徑主要影響熔深。在同樣的焊接電流下，不同直徑 的焊絲電流密度不

7、同， 直徑較細(xì)的焊絲電流密度較大， 電弧的吹力大熔深大。 細(xì)焊絲時(shí)電流 密度大，易于引弧。 焊絲越粗，允許采用的電流越大，生產(chǎn)率越高。當(dāng)裝配不良時(shí)，粗焊絲比細(xì)焊絲的操作性能 好，有利于控制焊縫成形，不易燒穿。 焊絲直徑應(yīng)與所用的焊接電流大小相適應(yīng)， 如果粗焊絲用小電流焊接， 會(huì)造成焊接電弧不穩(wěn) 定；相反，細(xì)焊絲用大電流焊接，容易形成 蘑菇形”焊縫，而且熔池不穩(wěn)定，焊縫成形差。 不同直徑焊絲適用的焊接電流范圍如表 3。 表3不同直徑焊絲適用的焊接電流 焊絲直徑（毫米） 焊接電流（安） 2 3 200400 4 5 350600 6 500800 7001000 8001200 電流密度 （安/毫

8、米） 63125 5085 4063 3650 2842 臨界電流 （安） 280 300 530 700 (5) 伸出長(zhǎng)度 焊絲伸出長(zhǎng)度是指焊絲伸出導(dǎo)電嘴部分的長(zhǎng)度，就是導(dǎo)電 嘴下端到熔池表面的距離。 為了測(cè)量方便，一般將導(dǎo)電嘴下端到焊件表面的距離作為伸出長(zhǎng) 度。 伸出導(dǎo)電嘴外的焊絲存在一定電阻，埋弧焊的焊接電流很大，在這部分焊絲 上產(chǎn)生的電阻熱很大， 焊絲受到的電阻熱的預(yù)熱， 熔化速度增大，焊絲直徑越細(xì)或伸出長(zhǎng)度 越長(zhǎng)時(shí)，這種預(yù)熱作用越大。所以，焊絲直徑小于 3mm時(shí)，要嚴(yán)格控制伸出長(zhǎng)度；焊絲直 徑較粗時(shí)，伸出長(zhǎng)度的影響較小，但也要控制在合適的范圍內(nèi)。伸出長(zhǎng)度一般應(yīng)為焊絲直徑 的610倍。

9、對(duì)不銹鋼焊絲等電阻較大的材料，伸出長(zhǎng)度應(yīng)小一些，以免焊絲過(guò)熱。 伸出長(zhǎng)度太短，電弧容易返燒到導(dǎo)電嘴上，如果導(dǎo)電嘴是銅材制成的時(shí)，焊縫會(huì)熔入銅 而產(chǎn)生裂紋，所以伸出長(zhǎng)度不宜過(guò)短。 2, 確定規(guī)范時(shí)應(yīng)考慮的因素 選擇埋弧焊規(guī)范的基本原則， 是在保證焊縫成形良好， 內(nèi)在質(zhì)量和接頭性能滿足要求的前提 下，盡可能提高生產(chǎn)率。切不能單純追求生產(chǎn)率而盲目選用粗焊絲和大焊接電流， 必須考慮 各種規(guī)范之間的配合和每種規(guī)范的合理范圍。通常要注意以下三方面： （1） 焊縫形狀系數(shù) 每一道焊縫都有一定的熔寬（b）、熔深（t）和余高（h） 如下圖。它們決定了焊縫截面的基本形狀：焊縫是深而窄，或是寬而淺等。 為了反映各種

10、不 同熔寬和熔深時(shí)的焊縫橫截面形狀，常采用焊縫形狀系數(shù)（ W）表示： p =b/t 焊縫形狀系數(shù)大的焊縫， 其熔寬較熔深大，形狀系數(shù)小的焊縫，熔寬相對(duì)熔深較小。焊縫形 狀系數(shù)過(guò)小的焊縫， 焊縫深而窄，熔池凝固時(shí)，柱狀結(jié)晶從兩側(cè)向中心生長(zhǎng)，低熔點(diǎn)雜質(zhì)不 易從熔池中浮出，積聚在結(jié)晶交界面上形成薄弱的結(jié)合面， 在收縮應(yīng)力和外界拘束應(yīng)力作用 下，很可能在焊縫中心產(chǎn)生結(jié)晶裂紋。因此，選擇埋弧焊規(guī)范時(shí)，要注意控制形狀系數(shù)，一 般以1.32左右為宜。 影響形狀系數(shù)的主要規(guī)范， 是焊接電壓和焊接電流。 焊接電流大時(shí)熔深大， 這時(shí)如不相應(yīng)增 高焊接電壓，焊縫形狀系數(shù)就可能太小。當(dāng)然，對(duì)于一定的焊接 電流，過(guò)分增

11、高焊接電壓也是不必要的， 會(huì)使焊縫過(guò)寬或造成缺陷。埋弧焊時(shí)，與焊接電流 相應(yīng)的焊接電壓范圍見表 5。 表5焊接電流與相應(yīng)的焊接電壓 焊接電流（安） 600700 700850 8501000 10001200 焊接電壓（伏） 3436 3838 3840 4042 （2） 母材熔合比 埋弧焊縫是由熔化的母材及填充金屬組成的，熔化的母 材在焊縫中所占的比例稱為母材 熔合比（r）見上圖。Am表示焊縫中母材的熔化面積； At 表示焊縫中填充金屬的面積。則母材 熔合比用下式表示： r=Am/（Am+At） 通常母材中的含碳量和硫、磷雜質(zhì)的含量比焊絲高，合金元素含量與焊絲也有差別。 所以母 材熔合比大的

12、焊縫，由母材帶入焊縫的碳量及雜質(zhì)量較多；當(dāng)母材合金元素與焊絲有較大差 別時(shí)，母材對(duì)焊縫成分有較大影響。 依據(jù)焊接規(guī)范的不同，埋弧焊縫的母材 熔合比為30%60%。單道焊縫或多層焊時(shí)第一層焊 縫，母材熔合比較大，母材容合 比對(duì)焊縫 塑性和韌性有很大影響，對(duì)于某些材料，應(yīng)防止在 第一層焊縫中熔入過(guò)多的母材， 而降低焊縫的抗裂性。 埋弧堆焊時(shí)，為了減少堆焊層數(shù)和保 證堆焊層成分，必須減少 熔合比。 生產(chǎn)中也有采用較大母材 熔合比的情況，例如不開坡口埋弧對(duì)接焊時(shí)， 母材熔合比較大，用 合金元素含量較低的 H08MnA或H08A焊絲，配焊劑 431焊接16Mn鋼，就可以保證焊縫 得到合適的化學(xué)成分，保證

13、足夠的強(qiáng)度。 影響焊縫熔深的不同規(guī)范， 對(duì)母材熔合比也都有影響，減小母材 熔合比的常用措施有：減小 焊接電流；采用下坡焊或焊絲前傾布置； 用正極性焊接；增大焊絲伸出長(zhǎng)度；用帶極代替絲 極堆焊；不開坡口焊接改成開坡口焊接等。 （3） 線能量 焊接接頭的性能除與母材和焊縫的化學(xué)成分有關(guān)外，還受到 焊接加熱和冷卻過(guò)程 的影響。焊接時(shí)母材受電弧加熱的程度， 與焊接電弧的功率大小有直接 關(guān)系，電弧功率是焊接電流和焊接電壓的乘積， 電弧功率越大，對(duì)母材的加熱越強(qiáng)烈。 但是, 母材的加熱程度還與電弧移動(dòng)速度（即焊接速度） 有關(guān)，焊接速度增大，每段焊縫得到的電 弧熱量相應(yīng)減少。可以用線能量綜合表示這三個(gè)因素 的影響。線能量是單位長(zhǎng)度焊縫（即焊 縫中的任一小段焊縫）得到的電弧熱量，用下式可以算出： q=IU/V 式牛1 I - -焊接電流 （安）； U -焊接電壓 （伏）； V -焊接速度 （厘米/秒） q -線能量 （焦耳/厘米） 例如，焊接電流700安，焊接電壓36伏，焊接速度1厘米/秒（36米/時(shí)）時(shí)，線能量為25200 叫焦耳/厘米。 從線能量計(jì)算公式可以看出，線能量與焊接電流和焊接電壓成正比， 與焊接速度成反比。也 就是說(shuō)，焊接電流、焊接電壓越高，線能量越大；焊接速度增大時(shí)，線能量減小。由于埋弧