埋弧焊工藝參數(shù)及焊接技術(shù)

1.3埋弧焊工藝參數(shù)及焊接技術(shù)1．3．1

影響焊縫形狀、性能的原因埋弧焊重要合用于平焊位置焊接，假如采用一定工裝輔具也可以實(shí)現(xiàn)角焊和橫焊位置的焊接。埋弧焊時(shí)影響焊縫形狀和性能的原因重要是焊接工藝參數(shù)、工藝條件等。本節(jié)重要討論平焊位置的狀況。(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)，增長(zhǎng)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，余高和寬度局限性；電流過(guò)大，熔深大，余高過(guò)大，易產(chǎn)生高溫裂紋圖1焊接電流與熔深的關(guān)系（φ4.8mm）圖2焊接電流對(duì)焊縫斷面形狀的影響

a)I形接頭b)Ｙ形接頭2）電弧電壓電弧電壓和電弧長(zhǎng)度成正比，在相似的電弧電壓和焊接電流時(shí)，假如選用的焊劑不一樣，電弧空間電場(chǎng)強(qiáng)度不一樣，則電弧長(zhǎng)度不一樣。假如其他條件不變，變化電弧電壓對(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)，焊縫寬度增長(zhǎng)，余高不夠。埋弧焊時(shí)，電弧電壓是根據(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)才也許保證焊接電弧的穩(wěn)定燃燒，因此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)Ｙ形接頭3)焊接速度

焊接速度對(duì)熔深和熔寬均有影響，一般焊接速度小，焊接熔池大，焊縫熔深和熔寬均較大，伴隨焊接速度增長(zhǎng)，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)，熔化金屬量局限性，輕易產(chǎn)生咬邊。實(shí)際焊接時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，在增長(zhǎng)焊接速度的同步必須加大電弧功率，才能保證焊縫質(zhì)量。圖4焊接速度對(duì)焊縫形成的影響

Ｈ－熔深Ｂ－熔寬圖５焊接速度對(duì)焊縫斷面形狀的影響

a)I形接頭b)Ｙ形接頭4)焊絲直徑

焊接電流、電弧電壓、焊接速度一定期，焊絲直徑不一樣，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)系隨電流密度的增長(zhǎng)而減弱，這是由于伴隨電流密度的增長(zhǎng)，熔池熔化金屬量不停增長(zhǎng)，熔融金屬后排困難，熔深增長(zhǎng)較慢，并伴隨熔化金屬量的增長(zhǎng)，余高增長(zhǎng)焊縫成形變差，因此埋弧焊時(shí)增長(zhǎng)焊接電流的同步要增長(zhǎng)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=33cm／min）項(xiàng)目焊接電流／A700——7501000～11001300—1400焊絲直徑／mm65465465平均電流密度／A·mm-22636583852844868熔深H／mm7．08．511．510．512．016．517．519．0熔寬B／mm2221192624222724形狀系數(shù)B／H3．12．51．72．52．01．31．51，3(2)工藝條件對(duì)焊縫成形的影響1）對(duì)接坡口形狀、間隙的影響

在其他條件相似時(shí)，增長(zhǎng)坡口深度和寬度，焊縫熔深增長(zhǎng)，熔寬略有減小，余高明顯減小，如圖6所示。在對(duì)接焊縫中，假如變化間隙大小，也可以調(diào)整焊縫形狀，同步板厚及散熱條件對(duì)焊縫熔寬和余高也有明顯影響，如表2所示。表2

焊縫間隙對(duì)對(duì)接焊尺寸的影響工藝參數(shù)熔深／mm熔寬／mm余高／mm熔合比(％)板厚／mm電流／A電弧電壓／V焊接速度／cm．min-1間隙／mm02402402402412700-75032~34501347.55.68.06.07.55.52010211120102.52.02.0---1.0---74716461574620800-85036~382033.413410.011.06．59.511.57.010.011.07.02723112722112722103.03.52.52.02.5

2.51.5

60637257586152494530900-100040-422033.413410.512.07.511.012.07.510.511.07.53430123329123530123.53.01.53.02.02.51.5

6167725963725559602)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，見圖7。傾斜的方向和大小不一樣，電弧對(duì)熔池的吹力和熱的作用就不一樣，對(duì)焊縫成形的影響也不一樣。圖7a為焊絲前傾，圖7b為焊絲后傾。焊絲在一定傾角內(nèi)后傾時(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、熔寬的影響。實(shí)際工作中焊絲前傾只在某些特殊狀況下使用，例如焊接小直徑圓筒形工件的環(huán)縫等。圖7焊絲傾角對(duì)焊縫形成的影響a)前傾b)后傾c)焊絲后傾角度對(duì)焊縫形成的影響工件傾斜焊接時(shí)有上坡焊和下坡焊兩種狀況，它們對(duì)焊縫成形的影響明顯不一樣，見圖8。上坡焊時(shí)(圖8a、b)，若斜度β角>

6°～12°，則焊縫余高過(guò)大，兩側(cè)出現(xiàn)咬邊，成形明顯惡化。實(shí)際工作中應(yīng)防止采用上坡焊。下坡焊的效果與上坡焊相反，見圖8c)、d)。圖8工件斜度對(duì)焊縫形成的影響a)上坡斜

b)上坡斜工件斜度的影響c)下坡斜d)下坡斜工件斜度的影響β－工件斜度3)焊劑堆高的影響

埋弧焊焊劑堆高一般在25～40mm，應(yīng)保證在絲極周圍埋住電弧。當(dāng)使用粘結(jié)焊劑或燒結(jié)焊劑時(shí)，由于密度小，焊劑堆高比熔煉焊劑高出20％～50％。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)，母材的稀釋率、焊劑熔化比率(焊劑熔化量／焊絲熔化量)均發(fā)生變化，從而對(duì)焊縫金屬性能產(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、電弧電壓和焊接速度對(duì)焊劑熔化比率的影響。由于焊劑熔化比率的變化，焊縫金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能均發(fā)生變化，尤其是燒結(jié)焊劑中合金元素的加入對(duì)焊縫金屬化學(xué)成分的影響最大。圖12～圖14給出多種焊接條件變化時(shí)對(duì)焊縫金屬M(fèi)n、Si含量的影響。圖9焊接電流對(duì)焊劑熔化比率的影響圖10電弧電壓對(duì)焊劑熔化比率的影響圖11焊接速度對(duì)焊劑熔化比率的影響圖12焊接電流對(duì)焊縫金屬化學(xué)成分的影響圖13電弧電壓對(duì)焊縫金屬化學(xué)成分的影響圖14焊接速度對(duì)焊縫金屬化學(xué)成分的影響1.3.2埋弧焊實(shí)行措施及工藝參數(shù)選擇(1)焊前準(zhǔn)備

1)坡口設(shè)計(jì)及加工同其他焊接措施相比，埋弧焊接母材稀釋率較大，母材成分對(duì)焊縫性能影響較大，埋弧焊坡口設(shè)計(jì)必須考慮到這一點(diǎn)。根據(jù)單絲埋弧焊使用電流范圍，當(dāng)板厚不不小于14mm，可以不開坡口，裝配時(shí)留有一定間隙：板厚為14～22mm，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一般采用U形或雙U形坡口，以保證底層熔透和消除夾渣。埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)查閱GB／T986～1988。坡口加工措施常采用刨邊機(jī)和氣割機(jī)，加工精度有一定規(guī)定。

2)裝配點(diǎn)固埋弧焊規(guī)定接頭間隙均勻無(wú)錯(cuò)邊，裝配時(shí)需根據(jù)不一樣板厚進(jìn)行定間距、定位焊，如表3所示。此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埋弧焊裝配原則板厚t/mm焊縫長(zhǎng)度/mm定位長(zhǎng)度/mm<25300～50050～70<25200～50070～1003)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)輕易產(chǎn)生氣孔，焊前需提高工件溫度或用噴砂等措施進(jìn)行處理。

(2)對(duì)接接頭單面焊對(duì)接接頭埋弧焊時(shí)，工件可以開坡口或不開坡口。開坡口不僅為了保證熔深，并且有時(shí)還為了到達(dá)其他的工藝目的。如焊接合金鋼時(shí)，可以控制熔合比；而在焊接低碳鋼時(shí)，可以控制焊縫余高等。在不開坡口的狀況下，埋弧焊可以一次焊透20mm如下的工件，但規(guī)定預(yù)留5～6mm的間隙，否則厚度超過(guò)14—16mm的板料必須開坡口才能用單面焊一次焊透。對(duì)接接頭單面焊可采用如下幾種措施：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措施焊接時(shí)，焊縫成形的質(zhì)量重要取決于焊劑墊托力的大小和均勻與否，以及裝配間隙的均勻與否。圖14闡明焊劑墊托力與焊縫成形的關(guān)系。板厚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。圖15在焊劑墊上對(duì)焊接

a)焊接狀況b)焊劑托力局限性c)焊劑拖力很大d)焊劑拖力過(guò)大

表4對(duì)接接頭在電磁平臺(tái)－焊劑墊上單面焊的焊接條件板厚/mm裝配間隙/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/cm·min-1電流種類焊劑墊中

焊劑顆粒焊接墊軟管中的空氣壓力/kPa20～1.01.612024～2873直流反接細(xì)小8130～1.51.6275～30028～3056.7交流細(xì)小812275～30028～3056.73400～42525～2811740～1.52375～40028～3066.7交流細(xì)小101～1524525～55028～3083.310150～2.52425～45032～3458.3交流細(xì)小101～1524575～62528～3076.760～3.0247532～3450交流正常101～1524600～65028～3267.570～3.04650～70030～3461.7交流正常101～15280～3.54725～77530～3656.7交流正常101～152板厚10—20mm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)，見表5。所用的焊劑墊應(yīng)盡量選用細(xì)顆粒焊劑。表5 板厚/mm裝配間隙/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度

/cm·min-1交流直流103～4700～75034～3632～3450124～5750～80036～4034～3645144～5850～90036～4034～3642165～6900～95038～4236～3833185～6950～100040～4436～4028205～6950～100040～4436～4025在焊劑銅墊板上焊接這種措施采用帶溝槽的銅墊板，溝槽中鋪撒焊劑，焊接時(shí)，這部分焊劑起焊劑墊的作用，同步又保護(hù)銅墊板免受電弧直接作用。溝槽起焊縫背面成形作用。這種工藝對(duì)工件裝配質(zhì)量、墊板上焊劑托力均勻與否均不敏感。板料可用電磁平臺(tái)固定，也可用龍門壓力架固定。銅墊板的尺寸見圖16和表6。在龍門架焊劑銅墊板上的焊接參數(shù)見表7。表6銅墊板斷面尺寸[1](單位：mm)焊件厚度槽寬b槽深h溝槽曲率半徑r4～6102.57.06～8123.07.58～10143.59.512～14184.012表7在龍門架焊劑銅墊板上單面焊的焊接條件[1]板厚/mm裝配間隙/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/cm·min-1323380～42027～2978.342～34450～50029～316852～34520～56031～3363634550～60033～3563734640～68035～375883～44680～72035～3753.393～44720～78036～38461044780～82038～40461254850～90039～41381454880～92039～41363)在永久性墊板或鎖底接頭上焊接當(dāng)焊件構(gòu)造容許焊后保留永久性墊板時(shí)，厚10mm如下的工件可采用永久性墊板單面焊措施。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)0.5～1mm。表8對(duì)接用的永久性鋼墊板[1](單位：mm)板厚墊板厚度墊板寬度2～60.5δ4δ+56～10（0.3～0.4）δ厚度不小于10mm的工件，可采用鎖底接頭焊接措施，如圖17所示（詳見GB/T986-1988）。此法用于小直徑厚壁圓筒形工件的環(huán)縫焊接，效果很好。

4)在臨時(shí)性的襯墊上焊接這種措施采用柔性的熱固化焊劑襯墊貼合在接縫背面進(jìn)行焊接。襯墊材料需要專門制造或由焊接材料制造部門供應(yīng)。此外尚有采用陶瓷材料制造的襯墊進(jìn)行單面焊的措施。5)懸空焊當(dāng)工件裝配質(zhì)量良好并且沒有間隙的狀況下，可以采用不加墊板的懸空焊。用這種措施進(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，否則輕易燒穿。這種措施只用于不規(guī)定完全焊透的接頭。(3)對(duì)接接頭雙面焊一般工件厚度從10～40mm的對(duì)接接頭，一般采用雙面焊。接頭形式根據(jù)鋼種、接頭性能規(guī)定的不一樣，可采用圖18所示的I形、Y形、X形坡口。這種措施對(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)行措施有懸空法、加焊劑墊法以及運(yùn)用薄鋼帶、石棉繩、石棉板等做成臨時(shí)工藝墊板法進(jìn)行焊接。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)。第一面焊接到達(dá)的熔深一般不不小于工件厚度的二分之一。背面焊接的熔深規(guī)定到達(dá)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9所示。表9不開口對(duì)接接頭懸空雙面焊的焊接條件工件厚度/mm焊絲直徑/mm焊接次序焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/cm.min-164正380～4203058反430～470305584正440～4803050反480～5303150104正530～5703146反590～6403346124正620～6603542反680～7203541144正680～7203741反730～7704038165正800～85034～663反850～90036～843175正850～90035～3760反900～95037～3948185正850～90036～3860反900～95038～4040205正850～90036～3842反900～100038～4040225正900～95037～39453反1000～105038～40402)在焊劑墊上焊接如圖19所示，焊接第一面時(shí)采用預(yù)留間隙不開坡口的措施最為經(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％。焊完第一面后翻轉(zhuǎn)工件，進(jìn)行背面焊接，其參數(shù)可以與正面的相似以保證工件完全焊透。預(yù)留間隙雙面焊的焊接條件依工件的不一樣而異，表10a、b分別為兩組數(shù)據(jù)，可供參照。在預(yù)留間隙的重形坡口內(nèi)，焊前均勻塞填潔凈焊劑，然后在焊劑墊上施焊，可減少產(chǎn)生夾渣的也許，并可改善焊縫成形。第一面焊道焊接后，與否需要清根，視第一道焊縫的質(zhì)量而定。圖19焊劑墊的構(gòu)造實(shí)例

a)軟管氣壓式b)皮膜氣壓式℃)平帶張緊式

1——焊件4——充氣軟管7——?dú)馐?/p>

2——焊劑5——橡皮膜8——平帶

3——帆布6——壓板9——帶輪

表10a對(duì)接接頭預(yù)留間隙雙面焊的焊接條件

①采用交流電，HJ431，第一面在焊劑焊劑墊上焊工件厚度/mm裝配間隙/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊接速度/cm.min-1143～45700～75034～3650163～45700～75034～3645184～55750～80036～4045204～55850～90036～4045244～55900～95038～4242285～65900～95038～4233306～75950～100040～4427408～951100～120040～44205010～1151200～130044～4817表10b對(duì)接接頭預(yù)留間隙雙面焊的焊接條件

①根據(jù)上海鍋爐廠提供的資料。工件厚度/mm裝配間隙/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊接速度/cm.min-160+13380～40030～3257～604400～55028～3263～7380+13400～42030～3253～574500～60036～4063～67102±14500～60034～3850～605600～70038～4058～67122±14550～58034～3850～575600～70034v3858～67143±0.54550～72038～4250～535650～75036～4050～57≤163±0.55650～85036～4050～57假如工件需要開坡口，坡口形式按工件厚度決定。工件坡口形式及焊接條件，見表11表11開坡口工件的雙面焊的焊接條件工件厚度/mm坡口形式焊絲直徑/mm焊接次序破口尺寸焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/cm.min-1α(°)h/mmg/mm145正7033830～85036～3842反600～62036～3875165正7033830～85036～3833反600～62036～3875185正7033830～86036～3833反600～62036～3875226正70331050～115038～40305反600～62036～3875246正7033110038～40405反80036～3847306正7033100036～4030反900～100036～38333)在臨時(shí)襯墊上焊接采用此法焊接第一面時(shí)，一般都規(guī)定接頭處留有一定間隙，以保證焊劑能填滿其中。臨時(shí)襯墊的作用是托住間隙中的焊劑。平板對(duì)接接頭的臨時(shí)襯墊常用厚3～4mm、寬30～50mm的薄鋼帶；也可采用石棉繩或石棉板，如圖20所示。焊完第一面后，清除臨時(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。規(guī)定每面熔深均達(dá)版厚韻60％～70％。4)多層焊當(dāng)板厚超過(guò)40～50mm時(shí)，往往需要采用多層焊。多層焊時(shí)坡口形狀一般采用V形和X形，并且坡口角度比較窄。圖21所示的焊道寬度比焊縫深度小的多，此時(shí)在焊縫中心輕易產(chǎn)生梨形焊道裂紋。此外在多層焊結(jié)束時(shí)，在焊道端部需加襯板，由于背面初始焊道不能所有鏟除導(dǎo)致坡口角度變窄，如圖22所示，此時(shí)形成的梨形焊道更增長(zhǎng)裂紋產(chǎn)生傾向，因而需要尤其引起注意。(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措施。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)1～1.5mm，否則，必須采用措施，—以防止液態(tài)金屬流失。船形焊的焊接參數(shù)，見表12。焊腳長(zhǎng)度度/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/cm.min-162450～47034～366783550～60034～3650104575～62534～36503600～65034～3638124650～70034～36383600～65034～36254725～77536～38335775～82536～38302)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24)。這種焊接措施對(duì)接頭裝配間隙較不敏感，雖然間隙到達(dá)2～3mm，也不必采用防止液態(tài)金屬流失的措施。焊絲與焊縫的相對(duì)位置，對(duì)平角焊的質(zhì)量有重大影響；焊絲偏角σ一般在20°～30°之間。每一單道平角焊縫的慚面積不得超過(guò)40～50mm2，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。平角焊的接條件，參照表13平角焊焊接條件。表13平角焊焊接條件焊腳長(zhǎng)度度/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/cm.min-1電流種類32200～22025～28100直流42280～30028～3092交流335028～309252375～40030～3292交流345028～3092445028～3010072375～40030～3247交流350030～3280467532～35833）多絲角度焊接為了提高焊接效率和增長(zhǎng)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，其根據(jù)是前后熔池確實(shí)定。假如焊絲距離不大，前面熔池的渣會(huì)使背面電弧不穩(wěn)定：距離太小又會(huì)使熔渣卷入背面的熔池。一般串列電弧焊接時(shí)，前面電極使用電流較大而背面較小，焊縫成形很好。高效埋弧焊1)多絲埋弧焊多絲埋弧焊是一種高生產(chǎn)率的焊接措施。按照所用焊絲數(shù)目有雙絲埋弧焊、三絲埋弧焊等，在某些特殊應(yīng)用中焊絲數(shù)目多達(dá)14根。目前工業(yè)上應(yīng)用最多的是雙絲埋弧焊和三絲埋弧焊。雙絲焊和三絲焊的電源聯(lián)接方式，如圖26和4-29所示。焊絲排列一般都采用縱列式，即2根或3根焊絲沿焊接方向次序排列。焊接過(guò)程中，每根焊絲所用的電流和．電壓各不相似，因而他們?cè)诤缚p成形過(guò)程中所起的作用也不相似。一般由前導(dǎo)的電弧獲得足夠的熔深，后續(xù)電弧調(diào)整熔寬或起改善成形的作用口為此，焊絲間的距離要合適。2)帶狀電極埋弧焊此種措施具有最高的熔敷速度、最低的熔深和稀釋度，尤其是雙帶極埋弧焊，因此是表面堆焊的理想措施。帶極埋弧堆焊的關(guān)鍵是要有合適成分的帶材、焊劑和送帶機(jī)構(gòu)。一般常用的帶寬為60mm。焊劑宜采用燒結(jié)焊劑，并盡量減少氧化鐵含量。帶極埋弧堆焊一般采用直流反接極性，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，為了盡量減小稀釋率，焊接電流不超過(guò)950A，電壓以26V為最佳，焊接速度也不應(yīng)選太大。寬帶極埋弧堆焊采用軸向外加磁場(chǎng)或橫向交變磁場(chǎng)，可以有效的提高寬帶堆焊層的熔深均勻性。3)附加依托焊絲電阻預(yù)熱的熱絲、冷絲、鐵粉的埋弧焊措施。這些措施有較高熔敷率較低的熔深和稀釋率。僅合用于難以制成帶極或絲極的某些合金埋弧堆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，采用合適的強(qiáng)制成形接烘托可以實(shí)現(xiàn)單面焊雙面一閃成形對(duì)接埋弧焊。這種施焊措施可以免除焊件翻身，提高產(chǎn)率。但由于受電弧能量密度的限制，只能在不不小于25mm板厚條件下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。埋弧焊的單面焊雙面成形的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合理的強(qiáng)制成形襯墊裝置，并使其緊貼焊縫背面。除前述焊劑墊可用于薄板外，常用措施有如下三種。a.龍門壓力架一焊劑銅墊法。運(yùn)用橫跨焊件并帶有若干個(gè)氣壓缸的龍門架，—把焊件壓緊在撒有焊劑的銅墊上進(jìn)行埋弧焊，是較為廣泛的一種措施。壓力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以是固定的或用氣缸升降。焊件一般預(yù)留一定裝配間隙，以便通過(guò)它把細(xì)顆粒焊劑撒入銅墊成形槽中進(jìn)行焊接。裝配間隙不均勻、銅墊與焊件未貼緊、成形槽中焊劑充填不均及焊接工藝參數(shù)不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致背面焊縫凹陷、咬肉或出現(xiàn)焊瘤等常見缺陷。此外，還輕易在焊縫兩端，尤其在尾端出現(xiàn)焊縫中心線熱裂紋，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)．致焊縫全長(zhǎng)縱向裂開。處理的措施是將終端定位焊位置前移并減少定位焊長(zhǎng)度，以及采用圖29所示的開槽引出板。但對(duì)于板厚25mm以上的此類終端裂紋仍無(wú)有效處理措施。表16列出了此法的工藝參數(shù)。b.水冷滑塊銅墊法。此法運(yùn)用焊縫裝配間隙把水冷短銅滑塊貼緊在焊縫背面，并夾裝在焊接小車上跟隨電弧一起移動(dòng)，以強(qiáng)制焊縫成形?；瑝K長(zhǎng)度以保持熔池底部凝固不漏為宜。圖30為經(jīng)典滑塊構(gòu)造設(shè)計(jì)。所用焊接小車一般需要專門設(shè)計(jì)，其重要缺陷是滑塊輕易磨損。

c.熱固化焊劑襯墊法。熱固化焊劑襯墊是由條狀熱固化焊劑和石棉布、瓦楞紙等制成的，圖31為其經(jīng)典構(gòu)造。其各部分功能及構(gòu)成特點(diǎn)為：雙面粘貼帶用來(lái)使襯墊緊貼焊件；熱收縮薄膜使襯墊保持預(yù)定形狀，防止內(nèi)部構(gòu)成物移動(dòng)數(shù)為4.5％的酚醛或苯酚樹脂、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80—100℃使樹脂液化，把焊劑、鐵粉等粘結(jié)在一起，溫度升到100～150℃時(shí)樹脂固化而成一定板條狀，焊接時(shí)板條基本不熔化，能有效的防止熔池液體金屬流溢，控制焊縫背面成形；石棉布作為耐火材料保護(hù)焊劑襯墊；彈性墊用瓦楞紙或較硬石棉板，使襯墊便和受潮；玻璃纖維帶使表面柔軟，便于與不十分平整的接縫背面貼合：熱固化焊劑，用一般焊劑加適量熱固化物質(zhì)，如質(zhì)量分于固定。商品化熱固化焊劑襯墊做成600mm左右原則長(zhǎng)度，使用時(shí)可按圖32所示用磁性?shī)A具等固定在焊件背面，這樣就可以處理難以使用前述焊劑銅墊、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，尚有一種重要成分為SiO2和A2LO3的中性陶瓷襯墊，其使用性能很好，也是一種有前途的襯墊。

5)窄間隙埋弧焊厚度在50mm以上，焊件若采用一般的V形或U形坡口埋弧焊，則焊接層數(shù)、道數(shù)多，焊縫金屬填充量及所需焊接時(shí)間均隨厚度成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，焊接變形也會(huì)非常大且難以控制。窄間隙埋弧焊就是為了克服上述弊端而發(fā)展起來(lái)的，其重要特點(diǎn)為：①窄間隙坡口底層間隙為12～35mm，坡口角度為1°～7°，每層焊縫道數(shù)為1～3，常采用工藝墊板打底焊。②為防止電弧在窄坡口內(nèi)極易誘發(fā)的磁偏吹，一般采用交流電弧而不采用直流電弧，晶閘管控制的交流方波電源是一種理想的電源。③為了提高窄坡口埋弧焊的熔敷和焊接速度，采用串列雙弧焊是有效途徑，如AC-AC或DC-AC組合的串列雙弧。其中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弧的電流產(chǎn)生相位差，從而使串列電弧彼此作用力減小，以利于焊接過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行。④為使焊絲送達(dá)厚板窄坡口底層，需設(shè)計(jì)能插入坡口內(nèi)的專用窄焊嘴，焊絲外伸長(zhǎng)度常取為50～75mm，以獲得較高熔敷速率。⑤要采用專用焊劑，其顆粒度一般較細(xì)，脫渣性應(yīng)特好，為滿足高強(qiáng)韌性焊縫金屬性能，大多采用高堿度燒結(jié)型焊劑。⑥為保證焊絲和電弧在深而窄坡口內(nèi)的對(duì)的位置，采用自動(dòng)跟蹤控制常常必須的。

例1.400t／h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；

設(shè)計(jì)溫度：T=350℃；

水壓試驗(yàn)壓力：pt=24MPa。

(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，見表18。表18化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)力學(xué)性能/MPaCMnSiNiMoCrSPσbσsσbσs≤0.161.0～1.60.10.50.6～1.00.2～0.40.20.4≤0.025≤0.025≥569≥392≥510≥333

(2)焊接工藝(含熱處理及檢查)

1)裝配定位焊(內(nèi)側(cè))

預(yù)熱溫度：TPr≥100℃

焊條-E5015(J507)，φ4.0mm

定位焊層數(shù)：1層

2)埋弧焊

預(yù)熱溫度：TPr≥180℃

焊機(jī)：國(guó)產(chǎn)ZMZ一500馬鞍形連接管埋弧

焊絲：H08Mn2MoA，φ3.0mm；

焊劑：HJ330；

焊接工藝參數(shù)：

底層焊道：電流350～370A；電壓28～30V；焊接速度3昂～40cm/min；

坡口內(nèi)焊道：電流430—450A；電壓，32～34V；焊接速度33～37cm/min；

補(bǔ)強(qiáng)層焊道：電流350～370A；電壓28～30V；

焊接速度37～40cm/min；

表面補(bǔ)焊用E6015，(J607)，φ4.0mm焊條。

3)內(nèi)壁趁熱或預(yù)熱(TPr180℃)碳弧氣刨清根。

4)立即進(jìn)行中間(去應(yīng)力)熱處理：(530～560℃)×3h。

5)內(nèi)壁底層打磨，進(jìn)行100％的磁粉檢查。

6)內(nèi)側(cè)焊條電弧焊

預(yù)熱溫度：TPR≥180℃；焊條：E6015（J607），φ5.0mm

7)焊縫經(jīng)100％的超聲波檢查和磁粉檢查。

8)去氫處理：350℃×(1～2)h

例2．4300kW電動(dòng)機(jī)空心軸環(huán)縫焊接（1）工件構(gòu)造與材料

如圖35所示。

（2）工件組裝

1）在可轉(zhuǎn)動(dòng)的立式工作臺(tái)上，Ⅱ段在下，Ⅰ段在上。每條環(huán)縫圓周圍上放4塊工藝墊塊，以保證坡口尺寸。

2）預(yù)熱用工頻感應(yīng)加熱，電源為400KVA可調(diào)變壓器。預(yù)熱至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：E6016（J606），φ3.2MM,φ4mm兩人對(duì)稱同步焊接，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：φ3.2mm,I=(100～130)A;第2、3層：φ4mm，I=(150～170)A；焊完3層后，工件加熱到300℃，然后將工件移至臥式轉(zhuǎn)胎上進(jìn)行埋弧焊。(3)環(huán)縫埋弧焊

1)預(yù)熱溫度：TPr≥150℃；

2)焊機(jī)：MZ2—1500；

3)焊絲：H08MnMoA，φ5mm；

4)焊劑HJ350：