埋弧焊工藝參數(shù)及焊接技術(shù)

1、。 131 影響焊縫形狀、性能的因素藝條件等。本節(jié)主要討論平焊位置的情況。(1) 焊接工藝參數(shù)的影響 影響埋弧焊焊縫形狀和尺寸的焊接工藝參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、焊接速度和焊絲直徑等。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(guò)大，熔深大，余高過(guò)大，易產(chǎn)生高溫裂紋圖1）1。圖2 2 如果選用的焊劑不同， 電弧空間電場(chǎng)強(qiáng)度不同，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，焊焊

2、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 3)焊接速度 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)焊縫斷面形狀的影響，如圖 5 所示。焊接速度過(guò)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。2。圖4 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(jiàn)，難，熔深增加較慢，并隨著熔化金屬量的增加，余高增加焊縫

3、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 U ）wA65465465 0 H1 5750353(2) 工藝條件對(duì)焊縫成形的影響3。1 焊縫熔深增加，熔寬略有減小，余高顯著減小，如圖6所示。在對(duì)接焊縫中，如也有顯著影響，如表 2所示。表2 熔合比工藝參數(shù)電弧熔深mm 熔寬mm 余高mm間隙mm()焊接速度cmmin -1 0 2 4 0 2 4 0 2 4 0 2 4574610.09.510.02727 273.02.02.560575211.011.511.02322 223.52.51.56358497261452.561595533.41341

4、2.012.011.03029 303.07.5 7.5 7.5 1212 121.51.56763597272602) 焊絲傾角和工件斜度的影響 焊絲的傾斜方向分為前傾和后傾兩種，見(jiàn)圖 7。傾斜的方向和大小不同，電弧對(duì)熔池的吹力和熱的作用就不同，對(duì)焊縫成 7a 7b時(shí)，電弧力后排熔池金屬的作用減弱，熔池底部液體金屬增厚，故熔深減小。而電弧對(duì)熔池前方的母材預(yù)熱作用加強(qiáng)，故熔寬增大。圖 7c是后傾角對(duì)熔深、熔形工件的環(huán)縫等。4。a)前傾 b)后傾 焊絲后傾角度對(duì)焊縫形成的影響圖7同，見(jiàn)圖 8。上坡焊時(shí)(圖 8a、b)，若斜度 角612，則焊縫余高過(guò)大，兩坡焊相反，見(jiàn)圖 8c)、d)。圖8 3)

5、焊劑堆高的影響 埋弧焊焊劑堆高一般在 2540mm5。出 2050。焊劑堆高越大，焊縫余高越大，熔深越淺。（3）焊接工藝條件對(duì)焊縫金屬性能的影響 當(dāng)焊接條件變化時(shí)，母材的稀釋(焊劑熔化量焊絲熔化量)產(chǎn)生影響，其中焊接電流和電弧電壓的影響較大。圖9圖 11給出了焊接電流、 12 圖 14 給出各種焊接條件變化時(shí)對(duì)焊縫金屬M(fèi)n、Si 含量的影響。圖9圖6。圖 圖 7。圖圖1.3.2 埋弧焊實(shí)施方法及工藝參數(shù)選擇(1) 焊前準(zhǔn)備1)坡口設(shè)計(jì)及加工 同其他焊接方法相比，埋弧焊接母材稀釋率較大，母材使用電流范圍，當(dāng)板厚小于 14mm ，可以不開(kāi)坡口，裝配時(shí)留有一定間隙：板厚為 14 22mm ，一般開(kāi)

6、V 形坡口；板厚 22-50mm 時(shí)開(kāi) X 形坡口。對(duì)于鍋爐8。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。 GBT986 1988 口加工方法常采用刨邊機(jī)和氣割機(jī)，加工精度有一定要求。2)裝配點(diǎn)固 定間距、定位焊，如表 3 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 3板厚 t/mm 焊縫長(zhǎng)度 /mm 定位長(zhǎng)度 /mm25 300 500 50 7025 200 500 70 1003) 焊前清理 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。(2) 對(duì)接接頭單面焊 對(duì)接接頭埋弧焊時(shí)，工件可以開(kāi)坡口或不開(kāi)坡口。開(kāi) 2

7、0mm 5 6mm 則厚度超過(guò) 1416mm 的板料必須開(kāi)坡口才能用單面焊一次焊透。對(duì)接接頭單面焊可采用以下幾種方法：在焊劑墊上焊，在焊劑銅墊板上焊，在永久性墊板或鎖底接頭上焊，以及在臨時(shí)襯墊上焊和懸空焊等。分述如下：在焊劑墊上焊接 用這種方法焊接時(shí)，焊縫成形的質(zhì)量主要取決于焊劑墊托 14 說(shuō)明焊劑墊托力與焊縫 2 8mm 的對(duì)接接頭在具有焊劑墊的電磁平臺(tái)上焊接所用的參數(shù)列于表 4 。電磁平臺(tái)在焊接中起固定板料的作用。9。圖 表 4 -1 232424247 8 44 板厚 1020mm的 I形坡口對(duì)接接頭預(yù)留裝配間隙并在焊劑墊上進(jìn)行單面焊的焊接參數(shù)，見(jiàn)表 5。所用的焊劑墊應(yīng)盡可能選用細(xì)顆粒焊

8、劑。表510。455666在焊劑銅墊板上焊接 這種方法采用帶溝槽的銅墊板，溝槽中鋪撒焊劑，焊敏感。板料可用電磁平臺(tái)固定，也可用龍門(mén)壓力架固定。銅墊板的尺寸見(jiàn)圖 16和表 6。在龍門(mén)架焊劑銅墊板上的焊接參數(shù)見(jiàn)表 7。表 6(4 66 88 表 7345678 444343 4411。93 44444 4553) 在永久性墊板或鎖底接頭上焊接 當(dāng)焊件結(jié)構(gòu)允許焊后保留永久性墊板時(shí)，厚 10mm以下的工件可采用永久性墊板單面焊方法。永久性鋼墊板的尺寸如表 8 所示。墊板必須緊貼在待焊板緣上，墊板與工件板面間的間隙不得超過(guò)0.51mm。表 816（ 厚度大于 10mm 的工件，可采用鎖底接頭焊接方法，如

9、圖 17 所示（詳見(jiàn)GB/T986-1988 4)在臨時(shí)性的襯墊上焊接 這種方法采用柔性的熱固化焊劑襯墊貼合在接采用陶瓷材料制造的襯墊進(jìn)行單面焊的方法。5) 懸空焊 的懸空焊。用這種方法進(jìn)行單面焊時(shí)，工件不能完全熔透。一般的熔深不超過(guò)2/3板厚，否則容易燒穿。這種方法只用于不要求完全焊透的接頭。(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 18 所示的 I 形、Y 形、 X 形坡口。12。接。1) 懸空焊 裝配時(shí)不留間隙或只留很小的間隙 ( 一般不超過(guò) lmm) 。第一的 60 70 數(shù)，如表 9 所示。表 9 正反正反正反 6844413。正反正反正反正反正反

10、正反正反 4455555 6 8 2) 在焊劑墊上焊接 如圖 19 方法最為經(jīng)濟(jì)。第一面的焊接參數(shù)應(yīng)保證熔深超過(guò)工件厚度的 60 70 。 10a 、 b 分別為兩組數(shù)據(jù)，可供參考。在預(yù)留間隙的重形坡口內(nèi)，焊前均勻塞填干凈焊劑，然后在是否需要清根，視第一道焊縫的質(zhì)量而定。14。圖 )1 4 72 5 83 6 9表 3 43 44 54 54 55 66 78 9 555555 55表 3 684344545 4 5 3 5見(jiàn)表 11表焊接順序 ()15。正反正反正反正反3正反正6反3) 在臨時(shí)襯墊上焊接 接頭的臨時(shí)襯墊常用厚 34mm 、寬 3050mm的薄鋼帶；也可采用石棉繩或石棉板，如圖

11、 20所示。焊完第一面后，去除臨時(shí)襯墊及間隙中的焊劑和焊縫底層的渣殼，用同樣參數(shù)焊接第二面。要求每面熔深均達(dá)版厚韻 60 70 。4) 多層焊 當(dāng)板厚超過(guò) 40 50mm 口形狀一般采用 V 形和 X 21 所示的焊道寬度比16。22 所示，此時(shí)形成的梨形焊道更增加裂紋產(chǎn)生傾向，因而需要特別引起注意。(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。1) 船形焊將工件角焊縫的兩邊置于與垂直線(xiàn)各成 45的位置(見(jiàn)圖 23)，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(guò) 11.5mm，否則，必須采取措施，以防止液態(tài)金屬流失。船形焊的焊接參數(shù)，見(jiàn)表

12、 12。17。 6823434345 2)平角焊 (見(jiàn)圖24)。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 ，也不必影響；焊絲偏角 一般在 2030之間。每一單道平角焊縫的慚面積不得超過(guò)4050mm，當(dāng)焊腳長(zhǎng)度超過(guò) 8mm 8mm 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生金屬溢流和咬邊。平角焊的2接條件，參照表 13 平角焊焊接條件。表18。 -1 3 243 2 53 42 73 43）多絲角度焊接為了提高焊接效率和增加大焊角尺寸，可以采用串列多絲角焊，如圖 25所示。此時(shí)焊絲布置的位置、角度及距離必須設(shè)計(jì)好，其依據(jù)是而后面較小，焊縫成形較好。19。高效埋弧焊1) 多絲埋弧焊 14 業(yè)上應(yīng)用最多的是雙絲埋

13、弧焊和三絲埋弧焊。雙絲焊和三絲焊的電源聯(lián)接方式，如圖 26 和 4-29 2 根或 3 根焊絲沿焊接方向順序排列。焊接過(guò)程中，每根焊絲所用的電流和電壓各不相同，因而他們?cè)诤缚p成形過(guò)程中所起的作用也不相同。一般由前導(dǎo)的電弧獲得足夠的熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬或起改善成形的作用口為此，焊絲間的距離要適當(dāng)。20。2) 帶狀電極埋弧焊 此種方法具有最高的熔敷速度、最低的熔深和稀釋度， 60mm 焊劑，并盡可能減少氧化鐵含量。帶極埋弧堆焊通常采用直流反接極性，圖 28為帶寬 60mm 帶極堆焊工藝參數(shù)。對(duì)堆焊焊縫成形的影響，為了盡可能減小稀釋率，焊接電流不超過(guò) 950A ，電壓以 26V 為最佳，焊接速度也

14、不應(yīng)選太大。21。焊層的熔深均勻性。3)焊及焊接也常在窄隙埋弧椎時(shí)被使用。4)單面焊雙面一次成形埋弧焊 在一定的板厚、坡口及間隙條件下，采用適 25mm 板厚條件下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。貼焊縫反面。除前述焊劑墊可用于薄板外，常用方法有以下三種。a.龍門(mén)壓力架一焊劑銅墊法。利用橫跨焊件并帶有若干個(gè)氣壓缸的龍門(mén)架，可為固定式或移動(dòng)式。銅墊塊截面形狀尺寸如表 15所列。銅墊塊及冷卻銅塊可見(jiàn)缺陷。此外，還容易在焊縫兩端，尤其在尾端出現(xiàn)焊縫中心線(xiàn)熱裂紋，嚴(yán)重時(shí) 29 25mm 以上的這類(lèi)終端裂紋仍無(wú)有效解決辦法。表 16列出了此法的工藝參數(shù)。22。b.水冷滑塊銅墊法。此法利用焊縫裝配間隙把水冷短銅滑塊貼緊

15、在焊縫背熔池底部凝固不漏為宜。圖 30 為典型滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所用焊接小車(chē)通常需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，其主要缺點(diǎn)是滑塊容易磨損。23。24。c. 31 4.5 的酚醛或苯酚樹(shù)脂、質(zhì)量分?jǐn)?shù) 35的鐵粉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 17.5的硅鐵等加熱固化而制成，當(dāng)加熱到 80100 使樹(shù)脂液化，把焊劑、鐵粉等粘結(jié)在一起，溫度升到100150時(shí)樹(shù)脂固化而成一定板條狀，焊接時(shí)板條基本不熔化，化物質(zhì)，如質(zhì)量分于固定。商品化熱固化焊劑襯墊做成 600mm 左右標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，25。使用時(shí)可按圖 32 前述焊劑銅墊、水冷滑塊的略帶曲率的對(duì)接焊縫的單面焊雙面成形問(wèn)題。此外，還有一種主要成分為 SiO 和 ALO 的中性陶瓷襯墊，其使用性能很

16、223好，也是一種有前途的襯墊。5) 窄間隙埋弧焊 厚度在 50mm V 形或 U 形坡口端而發(fā)展起來(lái)的，其主要特點(diǎn)為：窄間隙坡口底層間隙為 1235mm，坡口角度為 17，每層焊縫道數(shù)為 13，常采用工藝墊板打底焊。為避免電弧在的交流方波電源是一種理想的電源。為了提高窄坡口埋弧焊的熔敷和焊接速 AC-AC或 DC-AC AC-AC串列雙弧宜采用圖 26(b)、(c)所示的兩種電源供電方式，它們將分別使前后電26。外伸長(zhǎng)度常取為 5075mm，以獲得較高熔敷速率。要采用專(zhuān)用焊劑，其顆粒常常必須的。例 1.400th鍋爐超高壓汽包下降管馬鞍型焊縫的焊接。汽包設(shè)計(jì)參數(shù)如下：設(shè)計(jì)壓力：9=16MPa

17、；設(shè)計(jì)溫度：T=350 ；水壓試驗(yàn)壓力：p=24MPa。t(1) 工件材料與接頭形式；汽包筒身材料：BHW35 厚 93mm ；下降管材料：BHW35 厚 75mm ；BHW35 成分及力學(xué)性能，見(jiàn)表 18。表 18化學(xué)成份 ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù) )(%)Si Ni Mo Cr0.6 0.2 0.2 0.0250.0250.10.51.00.4 0.4 569 b s b s0.16 1.61.0 392 33351027。(2)焊接工藝(含熱處理及檢驗(yàn))1)裝配定位焊(內(nèi)側(cè))預(yù)熱溫度： T Pr 100 焊條-E5015(J507)，4.0mm定位焊層數(shù)：1層2)埋弧焊預(yù)熱溫度：T 180Pr焊機(jī)：

18、國(guó)產(chǎn) ZMZ一 500馬鞍形連接管埋弧焊絲：H08Mn2MoA，3.0mm；焊劑：HJ330；焊接工藝參數(shù)：底層焊道：電流 350370A；電壓 2830V；焊接速度 3昂40cm/min；坡口內(nèi)焊道：電流 430450A；電壓，3234V；焊接速度 3337cm/min；補(bǔ)強(qiáng)層焊道：電流 350370A；電壓 2830V；焊接速度 3740cm/min；表面補(bǔ)焊用 E6015，(J607)，4.0mm焊條。3)內(nèi)壁趁熱或預(yù)熱 (T 180) 碳弧氣刨清根。Pr4)立即進(jìn)行中間(去應(yīng)力)熱處理：(530560)3h。5)內(nèi)壁底層打磨，進(jìn)行 100的磁粉檢驗(yàn)。6)內(nèi)側(cè)焊條電弧焊預(yù)熱溫度：TPR1

19、80；焊條：E6015（J6075.0mm7)焊縫經(jīng) 100的超聲波檢驗(yàn)和磁粉檢驗(yàn)。8)去氫處理：350(12)h例 24300kW電動(dòng)機(jī)空心軸環(huán)縫焊接28。（1）工件結(jié)構(gòu)與材料 如圖 35 所示。（2）工件組裝1 4 塊工藝墊塊，以保證坡口尺寸。2 400KVA 200 250 ，均可溫 1 2h 。整個(gè)工件用玻璃棉包裹保溫。3）焊條電弧焊封底焊條：（J6063.2MM,4mm兩人對(duì)稱(chēng)同步焊接，焊時(shí)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。焊接工藝參數(shù)：封底焊共 3層，第 1層：3.2mm,I=(100130)A; 第 23層：4mmI=(150170)A；焊完3層后，工件加熱到300(3) 環(huán)縫埋弧焊1)預(yù)熱溫度：T 150；Pr2)焊機(jī)：MZ21500；3)焊絲：H08MnMoA，5mm；4)焊劑 HJ350：5)焊接工藝參數(shù)：直流反接，電流 700750A；電壓 3640V：焊接速度 4950cmmin：共焊 8道，底層焊道電壓取低值，焊接速度取高值。29。(4)焊后處理1）去氫處理：450（12）h，焊后立即進(jìn)行。2)工件去應(yīng)力處理(軸上其他部件全部焊完后進(jìn)行)(或等于)200h的速度升溫至 560600 15h 25h；隨之爐溫冷至 300以下出爐。(5)焊后檢驗(yàn)焊縫經(jīng) 100的超聲檢驗(yàn)。例 3 厚板全焊特級(jí)吊車(chē)粱