焊接方法及設(shè)備-埋弧焊

1、 焊接方法與設(shè)備埋弧焊埋弧焊常用焊接接頭型式焊縫的空間位置埋弧焊u定義： 埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法，由于電弧掩埋在焊劑層下燃燒，弧光不外露，因此稱為埋弧焊，該方法都為自動(dòng)焊接方法，因此，該方法又稱為埋弧自動(dòng)焊埋弧焊的原理及特點(diǎn)埋弧焊設(shè)備埋弧焊設(shè)備埋弧焊的原理及特點(diǎn)u 埋弧焊原理埋弧焊原理埋弧焊的原理及特點(diǎn)u 埋弧焊特點(diǎn)埋弧焊特點(diǎn)： 1）熔敷速度快，焊接速度快，生產(chǎn)效率高； 2）焊接質(zhì)量好，焊縫金屬的性能容易通過焊劑和焊絲的選配調(diào)整，焊縫表面光潔，焊后無需修磨焊縫表面； 3）容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化； 4）無輻射和噪聲，是一種安全、綠色的焊接方法； 5）受焊接位置限制，常用于平焊和平

2、角焊位置的焊接，不適合焊小、薄件； 6）不便觀察，需要焊縫自動(dòng)跟蹤裝置，對(duì)裝配精度要求高，每層焊道焊接后必須清除焊渣； 7）設(shè)備一次性投資大，需采用輔助裝置。埋弧焊的原理及特點(diǎn)u埋弧焊生產(chǎn)效率高： 可使用大電流，從而功率、熔透深度及焊接速度增加；例如20mm的鋼板不開坡口一次焊透。 熱量損失少，從而熱效率提高，焊接速度大大提高，可達(dá)60-150m/h,而焊條電弧焊只有6-8m/h。埋弧焊的原理及特點(diǎn) u埋弧焊分類埋弧焊分類： 1）按電源種類：直流和交流 2）按電極數(shù)目：?jiǎn)谓z和多絲 3）按電極形狀：絲極和帶極 4）按送絲方法：等速送絲和變速送絲 5）按行走方式：小車式、龍門式、懸臂式 6）按自動(dòng)

3、化程度：半自動(dòng)、機(jī)械化、自動(dòng) 7）按用途：通用型和專用型埋弧焊工藝u 單絲埋弧焊焊接參數(shù)單絲埋弧焊焊接參數(shù) 電流種類極性 焊接電流 I （A） 焊接電壓 U（V） 焊接速度 V（cm/min） 焊絲直徑 （mm） 焊絲干伸長(zhǎng)度 L（mm） 典型的焊接參數(shù)：焊絲直徑=4mm、焊接電流I=600A、焊接電壓V=30V、焊接速度V=55cm/min 選擇焊接電流的經(jīng)驗(yàn)公式： I=100200焊絲直徑 估計(jì)熔深的經(jīng)驗(yàn)公式： I型焊縫，熔深 1mm/100A, Y型焊縫，熔深 0.7mm/100A。 焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響u 影響焊縫成型的主要因素是焊接電流焊接電流、電弧電壓電弧電壓、焊接速度焊接

4、速度，其他工藝參數(shù)包括焊絲伸出長(zhǎng)度、焊劑顆粒度和堆散高度等。 焊接電流焊接電流是決定焊絲熔化速度、熔透深度和母材熔化量的最重要的參數(shù)。焊接電流對(duì)熔透深度影響最大，焊接電流與熔透深度幾乎是成直線正比關(guān)系。 見圖2 隨著焊接電流的提高，熔深和余高同時(shí)增大，焊縫成形系數(shù)變小。為防止燒穿和焊縫裂紋，焊接電流不宜選得太大，但電流過小也會(huì)使焊接過程不穩(wěn)定并造成未熔透或未融合，因此，焊接電流對(duì)于不開坡口對(duì)接焊縫，按所要求的最低熔透深度來選定即可。對(duì)于開坡口的焊縫填充層，焊接電流主要按焊縫最佳的成形為準(zhǔn)則來選定。 圖圖2 2電弧電壓對(duì)焊縫成形的影響 電弧電壓電弧電壓與電弧長(zhǎng)度成正比關(guān)系。在其他參數(shù)不變的條件下

5、，隨著電弧電壓的提高，焊縫的寬度明顯增大，而熔深和余高則略有減小。電弧電壓過高時(shí)，會(huì)形成淺而寬的焊道，從而導(dǎo)致未焊透和咬邊等缺陷的產(chǎn)生。此外焊劑的熔化量增多，使焊波表面粗糙，脫渣困難。降低電弧電壓，能提高電弧的挺度，增大熔深。但電弧電壓過低，會(huì)形成高而窄的焊道，使邊緣 融合不良。電弧電壓對(duì)焊縫成形的影響 見圖3 焊接時(shí)為了獲得成形良好的焊道，電弧電壓與焊接電流應(yīng)相互匹配。當(dāng)焊接電流加大時(shí)，電弧電壓應(yīng)相應(yīng)提高。 圖圖3焊接速度對(duì)焊縫成形的影響 焊接速度焊接速度決定了每單位長(zhǎng)度上的熱輸入能量。在其他參數(shù)不變的條件下，提高焊接速度，單位長(zhǎng)度焊縫上的熱輸入能量和填充金屬量減少。因而使熔深、熔寬及余高都

6、相應(yīng)地減少 見圖4 焊接速度太快，會(huì)產(chǎn)生咬邊和氣孔等缺陷，焊道外形惡化。如焊接速度慢，可能引起燒穿。如電弧電壓同時(shí)較高，則可能導(dǎo)致橫截面呈蘑菇形焊縫。而這種形狀的焊縫對(duì)人字形裂紋或液化裂紋敏感。圖5顯示出這種焊縫中產(chǎn)生的典型凝固裂紋。此外還會(huì)因熔池尺寸過大而形成表面粗糙的焊縫。為此，焊接速度應(yīng)與所選定的焊接電流、電壓適當(dāng)匹配。 圖圖4圖5其他工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響 焊絲伸出長(zhǎng)度焊絲伸出長(zhǎng)度 焊絲的熔化速度由電弧熱和電阻熱共同決定的。電阻熱是指伸出導(dǎo)電嘴的一段焊絲通過焊接電流時(shí)產(chǎn)生的加熱量，因此焊絲的熔化速度與伸出長(zhǎng)度的電阻加熱成正比。焊絲伸出長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻熱愈大，熔化速度愈大，焊絲伸出長(zhǎng)度對(duì)

7、焊縫成形的影響很大，在較低的電弧電壓下，增加焊絲伸出長(zhǎng)度，焊道寬度變窄，熔深減小，余高增加。在焊接電流保持不變的情況下，加長(zhǎng)焊絲伸出長(zhǎng)度，可使熔化速度提高25%50%，因此，為保證良好的焊道成形，加長(zhǎng)焊絲伸出長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高電弧電壓和焊接速度。在不要求較大熔深的情況下，可利用加長(zhǎng)伸出長(zhǎng)度來 提高焊接效率，而在要求較大熔深時(shí)不推薦加長(zhǎng)焊絲伸出長(zhǎng)度。 為了保證焊縫成形良好，對(duì)于不同的焊絲直徑推薦以下最佳焊絲伸出長(zhǎng)度和最大伸出長(zhǎng)度： 1）對(duì)于直徑2.0、2.5和3.2mm的焊絲，最佳焊絲伸出長(zhǎng)度為30mm50mm;最大焊絲伸出長(zhǎng)度為75mm。 2）對(duì)于直徑4.0、5.0和6.0mm的焊絲，最佳焊絲

8、伸出長(zhǎng)度為50mm80mm;最大焊絲伸出長(zhǎng)度為125mm。 其他工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響 焊劑顆粒度焊劑顆粒度 細(xì)顆粒焊劑適用于大的焊接電流，能獲得較大的熔深和寬而平坦的焊縫表面。如在低電流下使用細(xì)顆粒焊劑，因焊劑層密封性較好，氣體不宜逸出，而在焊縫表面留下斑點(diǎn)。相反，如在大電流下使用粗顆粒焊劑，則因焊劑層保護(hù)不良而在焊縫表面形成凹坑或出現(xiàn)粗糙的波紋。 焊劑堆散高度焊劑堆散高度 焊劑堆散高度太薄或太厚都會(huì)在焊縫表面引起斑點(diǎn)、凹坑、氣孔并改變焊道的形狀。焊劑堆積高度太薄，電弧不能完全埋入焊劑中，電弧燃燒不穩(wěn)定且出現(xiàn)閃光、熱量不集中，降低焊縫熔深。如焊劑堆散層太厚、電弧受到熔渣殼的物理約束，而形成

9、外形凹凸不平的焊縫，但熔深增加。因此焊劑層的厚度應(yīng)加以控制，使電弧不再閃光，同時(shí)又能使氣體從焊絲周圍均勻逸出為準(zhǔn)。按照焊絲直徑和所使用的焊接電流，焊劑層的堆散高度通常在25mm40mm范圍內(nèi)，焊絲直徑越大、電流越高，焊劑堆散高度應(yīng)相應(yīng)加大。 焊絲傾角對(duì)焊縫成形的影響 焊絲的傾角焊絲的傾角 焊絲的傾角對(duì)焊道的成形有明顯的影響，焊絲相對(duì)于焊接方向可作向前和向后傾斜。順著焊接方向傾斜稱為前傾，背著焊接方向傾斜稱為后傾，焊絲前傾時(shí)，電弧大部分熱量集中于焊接熔池，電弧吹力使熔池向后推移，因而形成熔透深、余高大，熔寬窄的焊道。而焊絲后傾時(shí)，電弧熱量大部分集中于未熔化的母材，從而形成熔深淺、余高小、熔寬大的

10、焊道。表1列出焊絲傾角對(duì)焊道成形的影響。 埋弧焊焊前準(zhǔn)備 u埋弧焊焊前準(zhǔn)備工作包括： .焊接坡口的制備 .焊材的準(zhǔn)備：埋弧焊用焊材（焊劑和焊絲）焊前應(yīng)作適當(dāng)?shù)奶幚?。碳鋼埋弧焊時(shí)，熔煉焊劑在焊前應(yīng)進(jìn)行200 250烘培12h，以消除焊劑中的水分，防止焊接過程中氣孔的形成。低合金鋼埋弧焊時(shí)，燒結(jié)焊劑應(yīng)在300350烘培12h ，消除焊劑中的水分，降低焊縫中的含氫量，保證焊縫不致出現(xiàn)白點(diǎn)、氫致裂紋等缺陷。焊劑在焊前徹底烘干是低合金鋼埋弧焊焊前準(zhǔn)備工作的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)因焊劑未烘干或烘干不良而導(dǎo)致焊縫或熱影響區(qū)的氫致裂紋。在濕度較大（超過85%）的工作環(huán)境下，熔煉焊劑在大氣中存放24h

11、，燒結(jié)焊劑在大氣中存放8h后就應(yīng)按規(guī)定的烘干制度重新進(jìn)行烘干。 3.焊接接頭的組對(duì)：埋弧焊接頭的組裝狀況對(duì)焊接質(zhì)量有很大影響。對(duì)接接頭的間隙和錯(cuò)邊在很大程度上影響著焊縫的熔透和外表成形，焊接前應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真檢查。 4.引弧板和引出板的設(shè)置 埋弧焊焊縫引弧端和收弧端的焊道成形和質(zhì)量總是比焊接過程穩(wěn)定后形成的焊道差得多，特別是在厚板縱縫焊接時(shí)，在焊縫始端和終端引弧點(diǎn)和收弧坑層層重疊，而大大降低了焊縫的質(zhì)量，因此，引弧點(diǎn)和收弧坑部位的焊縫金屬必須切除。 埋弧焊焊前準(zhǔn)備 為節(jié)省焊件的用料，在焊縫的始端和末端分別裝上引弧板和引出板是實(shí)際生產(chǎn)中最常用的方法。引弧板和引出板的大小應(yīng)足以堆積焊劑并使引弧點(diǎn)和弧坑落

12、在正常焊縫之外。如焊件縱縫開一定形狀的坡口，則引弧板和引出板也應(yīng)開相應(yīng)的坡口，如圖6所示。 6圖圖6引弧板和引出板的形狀和安裝引弧板和引出板的形狀和安裝埋弧焊的操作技術(shù) 引弧引弧 引弧時(shí)，通常先將光潔的焊絲端向下緩慢送進(jìn)，直到與工件表面正好接觸為止。然后撒上焊劑準(zhǔn)備引弧。啟動(dòng)接通焊接電源后，開始正常的焊接過程。采用這種引弧法時(shí)應(yīng)注意焊絲端無殘留熔渣，工件表面無氧化皮和鐵銹，露出金屬光澤，否則不宜引弧成功。 收弧收弧 埋弧焊時(shí)，由于焊接熔池體積較大，收弧后會(huì)形成較大的弧坑，如不作適當(dāng)?shù)奶钛a(bǔ)，弧坑處往往會(huì)形成放射性的收縮裂紋也稱弧坑裂紋。因此焊接結(jié)束前的收弧過程非常重要。 電弧長(zhǎng)度的控制電弧長(zhǎng)度的

13、控制 在埋弧焊過程中，控制電弧長(zhǎng)度保持給定的恒定值是獲得成形良好焊縫的必要條件。埋弧焊與其它熔焊方法一樣，電弧長(zhǎng)度決定了電弧電壓。在埋弧焊時(shí)電弧長(zhǎng)度是不可見的，因此控制電弧長(zhǎng)度只有通過電弧電壓來實(shí)現(xiàn)。為此每臺(tái)埋弧焊機(jī)的操作儀表上都應(yīng)裝備電流表和電壓表。電流、電壓表應(yīng)定期校驗(yàn)，表所指的值與實(shí)際值的誤差不應(yīng)超過 3%，以使焊接操作者能按表值正確調(diào)整電弧電壓或焊接電流，來控制電弧長(zhǎng)度。 埋弧焊對(duì)接時(shí)焊絲的調(diào)整 焊絲位置的調(diào)整焊絲位置的調(diào)整 埋弧焊時(shí)，焊絲相對(duì)于接縫和工件的位置也很重要。不合適的焊絲位置會(huì)引起焊縫成形不良，導(dǎo)致咬邊、夾渣和未焊透等缺陷的形成，因此，焊接過程中應(yīng)隨時(shí)調(diào)整焊絲的位置，使其始終保持在所要求的正確位置上。焊絲的位置包括焊絲中心線與接縫中心線的相對(duì)位置，焊絲相對(duì)于接頭平面的傾斜角，焊絲相對(duì)于焊接方向的傾斜以及多絲焊時(shí)焊絲之間的距離和相對(duì)的傾斜。 在薄板對(duì)接焊和厚板開坡口焊縫根部焊道焊接時(shí)，焊絲的中心垂線必須對(duì)準(zhǔn)接縫的中心線，如圖7-1所示。如焊絲偏離接縫中心線超過容許范圍，則很可能產(chǎn)生未焊透。在焊接不等厚對(duì)接接