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10焊接工艺—埋弧焊.ppt 1,埋弧焊 ——吴新华,主要内容 1.埋弧焊原理、特点及应用 2.埋弧焊用焊接材料 3.埋弧焊的冶金特点 4.埋弧焊设备 5.埋弧焊焊接工艺 6.埋弧焊的其它方法,2,生产领域,3,3.1 埋弧焊原理、特点及应用,,1. 埋弧焊工作原理,焊接电源的两极分别接至导电嘴和焊件。焊接时，颗粒状焊剂由焊剂漏斗经软管均匀地堆敷到焊件的待焊处，焊丝由焊丝盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区，电弧在焊剂下面的焊丝与母材之间燃烧。,4,2.埋弧焊的特点,⑴ 生产效率高 ⑵ 焊接质量好 ⑶ 劳动条件好 ⑷ 节约金属及电能,3.1 埋弧焊原理、特点及应用,5,埋弧焊具有的缺点：,⑴ 焊接适用的位置受到限制 由于采用颗粒状的焊剂进行焊接，因此一般只适用于平焊位置（俯位）的焊接。 ⑵ 焊接厚度受到限制 由于埋弧焊时，当焊接电流小于100A时电弧的稳定性通常变差，因此不适于焊接厚度小于1mm以下的薄板 ⑶ 对焊件坡口加工与装配要求较严 因为埋弧焊不能直接观察电弧与坡口的相对位置，故必须保证坡口的加工和装配精度，或者采用焊缝自动跟踪装置，才能保证不焊偏。,埋弧焊的局限性,3.1 埋弧焊原理、特点及应用,6,3.埋弧焊的应用,埋弧焊具有生产效率高、焊缝质量好、焊接熔深大、机械化程度高等特点,可焊接的钢种有：碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及复合钢等。此外，用埋弧焊堆焊耐热、耐腐蚀合金或焊接镍基合金、铜基合金等也能获得很好的效果。,广泛应用于锅炉、压力容器、船舶、桥梁、起重机械、工程机械、冶金机械以及海洋结构、核电设备等制造，特别是当用于中厚板、长焊缝的焊接时具有明显的优越性。,?,?,?,3.1 埋弧焊原理、特点及应用,7,3.2 埋弧焊用焊接材料,当被焊材料确定以后，焊缝的化学成分在很大程度上取决于焊剂和焊丝的选配，因此，正确选配焊剂和焊丝是埋弧焊工艺的一项重要内容。,埋弧焊用的焊接材料是焊剂和焊丝。,焊剂的作用,,起着隔离空气、保护焊接金属不受空气侵害的作用 对熔化金属进行冶金处理的作用,焊丝的作用,,焊接时熔化进入熔池，起到填充和合金化的作用 尚未熔化的焊丝还起着导电的作用,8,1.焊剂,1) 焊剂的分类,（1）按照制造方法分类,,熔炼焊剂 非熔炼焊剂,粘结焊剂 烧结焊剂,,熔炼焊剂是将一定比例的各种配料放在高温炉内熔炼，然后经过水冷粒化、烘干、筛选而制成的一种焊剂,粘结焊剂是将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂（如水玻璃），经过混合搅拌、粒化和低温（一般在500℃以下）烘干而制成的一种焊剂,烧结焊剂是将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂（如水玻璃），经混合搅拌后，在高温（750℃～1000℃）下烧结成块，然后粉碎、筛选而成的一种焊剂,3.2 埋弧焊用焊接材料,9,（2）按照化学成分分类,根据SiO2的含量，分为高硅焊剂（SiO2≥30％）、中（SiO2=10～30％）、低（SiO21.5）。,3.2 埋弧焊用焊接材料,B=[CaO+MgO+BaO+SrO+Na2O+K2O+CaF2+0.5(MnO+FeO)]/[ SiO2+0.5(Al2O3+TiO2+ZrO2)],10,（3）按照焊剂的化学性质分类 可以分为氧化性焊剂、弱氧化性焊剂和惰性焊剂。,（4）按照颗粒结构分类 可以分为：玻璃状焊剂、结晶状焊剂和浮石状焊剂等。,3.2 埋弧焊用焊接材料,11,2) 对焊剂的要求,（1）应具有良好的焊接冶金性能，即与合适的焊丝配合，焊缝能得到所需要的化学成分，足够低的硫、磷、氧、氢等杂质含量以及良好的力学性能，并具有较强的抗裂性和抗气孔性。 （2）具有良好的焊接工艺性能，即具有良好的稳弧性、脱渣性、焊缝成形性等。,其它要求，要求焊剂颗粒应具有所要求的尺寸，颗粒强度要足够高，吸潮性要小，焊剂中夹杂物含量要少等。,3.2 埋弧焊用焊接材料,12,2.焊丝,焊丝主要是按照被焊材料的种类进行分类，可以分为碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、有色金属焊丝和堆焊用的特殊合金焊丝等。,焊丝除要求其化学成分符合要求外，还要求其外观质量满足要求，即焊丝直径及其偏差应符合相应标准规定，焊丝表面应无锈蚀、氧化皮等。此外，为了便于机械送丝，焊丝还应具有足够的挺度。,3.2 埋弧焊用焊接材料,13,3.焊剂与焊丝的选配,1 依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求,2 依据埋弧焊的工艺特点,3.2 埋弧焊用焊接材料,14,1 依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求,这是选配焊剂和焊丝的主要根据。当被焊材料的种类不同时，或对焊接接头性能的要求不同时，应选择不同的焊剂和焊丝组合。,（1）在焊接低碳钢和强度等级较低的低合金钢时，应按等强原则选用与母材相匹配的焊接材料。,（2）在焊接低合金高强钢时，除要使焊缝与母材等强度外，还要特别注意保证焊缝的塑性和韧度。,?,?,高锰高硅焊剂（如HJ431、HJ433、HJ430）+低碳钢焊丝（如H08A）或含锰的焊丝（如H08MnA） 中锰、低锰或无锰焊剂+含锰量较高的焊丝（如H08MnA、H10Mn2）相配合,中锰中硅或低锰中硅型焊剂，配合相应的合金钢焊丝。当焊接强度级别比较高的钢时，为了得到高韧度，一般选用碱度高的烧结焊剂。,3.2 埋弧焊用焊接材料,15,（3）在焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，除了要使焊缝与母材等强度外，还要保证焊缝具有与母材相同或相近的耐热性、耐低温性或耐腐蚀性。,可选用中硅或低硅型焊剂与相应的合金钢焊丝相配合。,（4）焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要是保证焊缝与母材有相近的化学成分，使焊缝具有与母材相匹配的特殊性能（如耐腐蚀性等）。同时也要满足力学性能和抗裂性能等方面的要求。,3.2 埋弧焊用焊接材料,16,2 依据埋弧焊的工艺特点,（1）稀释率高 在进行不开坡口的对接焊缝单道焊或双面焊，以及开坡口的对接焊缝根部焊道焊接时，由于埋弧焊焊缝熔透深度大，母材熔化量大，焊缝的稀释率高达, 选用合金元素含量低于母材的焊丝焊接并不降低焊接接头的强度。,例如，焊接不开破口的Q345（16Mn）钢的对接接头时，选用含锰量低于母材的H08MnA焊丝和HJ431焊剂，能够获得足够的接头强度。,3.2 埋弧焊用焊接材料,17,（2）热输入高 埋弧焊是一种高效的焊接方法，为了获得高的熔敷率，通常选用大电流焊接，这导致焊接接头的焊接热输入比较大，焊接接头的冷却速度比较慢。带来的后果是焊接接头组织易粗大，强度和韧度降低。,为了提高接头的强度和韧度，在焊接厚板坡口的填充焊道时，应选用合金成分略高于母材的焊丝并配用中性焊剂焊接。,3.2 埋弧焊用焊接材料,18,（3）焊接速度快 埋弧焊的焊接速度一般为25m/h左右，最高时可达100m/h。,在这种情况下，焊缝良好的成形不仅取决于焊接参数的合理调整，而且取决于焊剂的特性，应选择适宜快速焊的焊剂用于焊接，例如铝钛型的烧结焊剂SJ501、SJ502等。,3.2 埋弧焊用焊接材料,19,,3.3埋弧焊的冶金特点,1.冶金特点 （1）机械保护作用好 保护作用好于焊条电弧焊时由焊条药皮提供的气－渣联合保护，这可以从焊缝中的含氮量得到证明。 （2）冶金反应充分 焊接热输入大，焊接区的金属处于液态的时间长（比焊条电弧焊长几倍），使得液态金属、液态熔渣和气相之间的化学冶金反应更充分，有利于焊缝得到预期的化学成分。熔池中的气、夹杂物容易逸出，利于消除气孔、夹杂缺陷。,20,（3）焊缝的化学成分稳定 在母材一定的情况下，焊缝的化学成分主要受两方面因素影响：一个是焊接材料，即焊丝和焊剂，能够决定焊缝的合金系统；另一个是焊接参数。当焊接参数变化时，一方面要影响熔合比，使母材熔入的量变化，进而影响焊缝的化学成分；另一方面能够影响焊剂的熔化率，影响化学冶金反应进行的程度，从而使焊缝的化学成分受到影响。由于埋弧焊时的焊接参数稳定，因此当焊接材料、母材和焊接参数确定以后，焊缝的化学成分波动较小。 （4）焊缝的组织易粗化 热输入大，熔池的体积大，熔池金属高温停留时间长，冷却速度慢，这些因素都使得埋弧焊焊缝晶粒容易长大，因此，在许多情况下需要考虑通过焊接材料向焊缝中渗入微量合金元素（如Ti、B等）以抑制组织粗化，获得比较好的韧性。,3.3埋弧焊的冶金特点,21,,2.以低碳钢埋弧焊为例，主要发生以下反应：,1).锰、硅的还原反应,锰、硅的还原反应,锰和硅均是低碳钢埋弧焊焊缝中的基本成分。其中，锰可以提高焊缝金属的强度和韧度，并能提高焊缝的抗热裂性能；硅能镇静熔池，有利于获得致密的焊缝。,[Fe]+(MnO) ? [Mn]+(FeO),2[Fe]+(SiO2) ? [Si]+2(FeO),,3.3埋弧焊的冶金特点,22,2)碳的氧化烧损,焊剂中一般不含有碳，焊缝中的碳只能来自焊丝和母材。由于碳与氧的亲和力大于硅、锰与氧的亲和力，因此很容易被氧化烧损，在熔滴和熔池中的碳均能与氧发生以下反应：C+O═CO由于熔滴的温度高，因此，在熔滴形成和过渡过程中氧化最为剧烈，熔池中氧化弱一些。碳的氧化结果使焊缝中的含碳量降低。熔化金属中的合金成分对碳的氧化有一定影响，硅的含量增加，能抑制碳的氧化；锰的含量增加，对碳的氧化无明显影响；当碳的含量增加时，碳的氧化烧损会增大。,3.3埋弧焊的冶金特点,23,3)去氢反应,氢是导致焊接接头产生冷裂纹的因素之一，同时也是埋弧焊焊缝产生气孔的主要原因（CO气孔被认为不是主要的），因此必须减少焊缝中的氢。减少的措施主要有两方面： 一是焊前清除铁锈、水分和有机物等，以杜绝氢的来源； 二是通过冶金反应将氢结合成不溶于熔池的化合物，并排出熔池。,3.3埋弧焊的冶金特点,24,4). 脱硫和脱磷反应,硫和磷都是促使焊缝产生热裂纹的有害杂质，此外，硫还会降低焊缝金属的冲击韧度和抗蚀性，磷还会增加焊缝金属的冷脆性。 两个途径减少硫、磷的含量：一是严格限制焊接材料和被焊材料中硫、磷的含量，这是最根本的途径；二是通过以下冶金反应减少硫、磷的含量,,,增加焊丝中的含锰量，或增加焊剂中的CaO、MnO等碱性氧化物含量，可以减少焊缝中的含硫量: [FeS]+[Mn]═(MnS)+[Fe] [FeS]+(CaO)═(CaS)+(FeO) [FeS]+(MnO)═(MnS)+(FeO),增加焊剂中的CaO等碱性氧化物的含量也可以减少焊缝中磷的含量，反应如下： 2[Fe3P]+5(FeO)+3(CaO) ? ((CaO)3·P2O5)+11[Fe] 2[Fe3P]+5(FeO)+4(CaO) ? ((CaO)4·P2O5)+11[Fe],3.3埋弧焊的冶金特点,25,3.4 埋弧焊设备,1.埋弧焊设备的分类与组成,埋弧焊设备的分类,（1）按照用途 通用焊接设备和专用焊接设备。 （2）按电源类型 交流和直流。 （3）按行走机构形式 焊车式、悬挂式、机床式、悬臂式以及门架式等 。 （4）按送丝方式 等速送丝式和变速送丝式。 （5）按焊丝数量和截面形状 单丝、双丝、多丝和带状电极等设备。,26,常见埋弧焊设备的形式 a)焊车式 b)悬挂式 c)车床式 d)门架式 e)悬臂式,27,埋弧焊设备的组成,28,典型的焊车式埋弧焊设备构成,3.4 埋弧焊设备,29,5.MZ-1000型埋弧焊机,MZ-1000型埋弧焊机是国内拥有量最多、使用最广泛的埋弧焊机。它是根据电弧电压反馈调节原理设计的变速送丝式焊机，有交流和直流两种，适合于焊接水平位置或与水平面倾斜不大于15°的开坡口和不开坡口的平板对接、角接和搭接的焊缝，借助于转胎或滚轮架等辅助设备也可以焊接圆筒件的内、外环缝。适用的焊丝直径为3～6mm。,3.4 埋弧焊设备,30,焊机结构,MZ-1000型埋弧焊机主要由焊车、焊接电源和控制箱三部分组成，相互之间由焊接电缆和控制电缆连接在一起。,（1）焊车 焊机配用的是MZT-1000型焊车。焊机机械系统的各个组成部分都集中在焊车上，其中，送丝机构采用直流电动机拖动，其传动系统如图3-8所示，焊车行走机构传动系统如图3-10所示，机头调节机构如图3-11所示。此外，还装有焊丝盘、控制盒、焊剂漏斗等。,3.4 埋弧焊设备,31,（2） 焊接电源 MZ-1000型埋弧焊机可配用交流电源，也可配用直流电源。配用交流电源时，一般用BX2-1000型弧焊变压器，空载电压分为69V和78V两档，可根据网压的实际情况和焊接参数的要求选用，工作电流调节范围为400～1200A，额定负载持续率为60％；配用直流电源时，常用ZXG-1000型弧焊整流器，空载电压为95V，工作电流调节范围为250～1200A，额定负载持续率为60％。上述电源的输出特性均为陡降外特性。,（3） 控制系统 配用BX2-1000型弧焊变压器作为电源的MZ-1000型交流埋弧焊机的电气原理图如图3-13所示。,3.4 埋弧焊设备,32,3.5 埋弧焊焊接工艺,1.埋弧焊焊接工艺的内容,埋弧焊焊接工艺应包括以下内容： （1）焊接准备 包括选择与加工焊件坡口、焊前清理焊丝和焊件、对焊件进行装配等。 （2）选择焊接工艺方法 包括选择单丝焊或多丝焊，加焊剂衬垫或悬空焊，单面焊或双面焊，单层焊或多层多道焊等。,什么是焊接工艺？包括哪些内容？ 焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。,33,（3）选择焊接材料 包括选择焊剂和焊丝。 （4）选择焊接参数 包括选择焊接电流、电弧电压、焊接速度等，还包括是否采用焊前预热、焊后缓冷或后热、焊后热处理等工艺措施，并确定相关的工艺参数。 （5）明确操作要求 包括确定所需的工艺装备、焊缝层间清理的方法等。,3.5 埋弧焊焊接工艺,34,焊丝选用原则,焊丝与焊剂的组配对埋弧焊焊缝金属的性能有着决定作用。 低碳钢的焊接可选用高锰高硅型焊剂，配用H08MnA焊丝，或选用低锰低硅型焊剂配用H08MnA、H10Mn2焊丝。 低合金高强钢的焊接可选用中锰中硅型焊剂．配用适当的低合金高强钢焊丝。 耐热钢、低锰钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅过低硅型焊剂．配用相应的合金钢焊丝。 铁索体、奥氏体钢一般选用碱度较高的焊剂．以降低合金元素的烧损及掺加较多的合金元素。,35,,36,,37,焊接规范,38,水冷滑块式铜垫法 该法是用一个短的水冷铜滑块紧贴在焊缝背面，焊接时随同电弧一起移动，强制焊缝背面成形的方法。为其典型结构。,焊剂铜衬垫法 该法通常采用龙门压力架进行焊接。龙门压力架上有多个气缸，通入压缩空气后，气缸带动压紧装置将焊件压紧在焊剂铜衬垫上，利用铜衬垫上的成形槽使焊缝强制成形。,热固化焊剂衬垫法 该法是将热固化焊剂衬垫贴紧在焊缝背面，承托熔池，帮助焊缝背面成形的方法。它可以解决上述方法不能解决的曲面焊缝单面焊双面成形的问题。热固化焊剂垫的典型结构,可使用磁铁夹具将其固定在焊件上。,3.5 埋弧焊焊接工艺,39,对接接头双面焊,对接接头双面焊是对接接头埋弧焊用的最多的工艺方法。其特点是焊完一面后，翻转焊件再焊另一面，焊接过程全部在平焊位置完成，因此焊接质量比较容易控制，对焊接装配的要求不是太高，对焊接参数的波动敏感性不大。需要注意的问题是在第一面焊接时既要保证足够的熔深，又要防止熔化金属的流溢和烧穿。因此有必要焊接时采取一些有效的工艺措施。,3.5 埋弧焊焊接工艺,40,(1) 悬空双面焊法 焊接第一面时，焊件背面不用任何衬垫或其他辅助装置。为防止液态金属从间隙中流失或引起烧穿，要求焊件在装配时不留间隙或间隙小于1mm。焊接第一面时所用的焊接参数稍小，通常使焊缝的熔深达到或略小于焊件厚度的一半即可,然后翻转工件，采用比较大的参数焊接，使焊缝的熔深达到焊件厚度的60～70％，以保证焊件焊透。,3.5 埋弧焊焊接工艺,41,(2) 焊剂垫双面焊法 在焊件装配时，根据焊件的厚度预留一定的装配间隙。为防止熔化金属流溢，在焊接第一面时在接缝的背面衬以焊剂垫。要求下面的焊剂在焊缝全长上都与焊件贴合，并且压力均匀。第一面焊缝的焊接参数应保证熔深超过焊件厚度的60～70％，焊完第一面后翻转工件进行反面焊接，其焊接参数可以与正面相同，以保证焊件完全焊透。,3.5 埋弧焊焊接工艺,42,（3）临时工艺衬垫双面焊法，焊接第一面焊缝之前，用薄钢带、石棉绳、石棉板等作为工艺衬垫，从背面将带有间隙的坡口封住。其作用是托住坡口间隙中的焊剂及熔化金属。用此法焊接时，一般都要求接头处留有一定的间隙，以保证焊剂能填满其中。焊完第一面后，翻转焊件，清除临时衬垫以及间隙中的焊剂和焊缝底层的熔渣，用相同的焊接参数焊接第二面，要求每面的熔深均要达到板厚的60～70％。,3.5 埋弧焊焊接工艺,43,（4）焊条电弧焊封底双面焊法 对于不便翻转且无法使用衬垫的焊件可以采用此方法。这类焊缝可根据板厚情况开或不开坡口。一般厚板焊件背面封底的坡口形式为V形，并保证封底厚度大于8mm，以免正面埋弧焊时被烧穿。先用焊条电弧焊从背面仰焊封底，再用埋弧焊焊接正面的焊缝，当板厚大于40 mm时宜采用多层多道焊。厚板焊条电弧焊封底的多层埋弧焊典型的坡口形式。,3.5 埋弧焊焊接工艺,44,（5）多层双面焊法 当板厚超过40mm时，宜采用多层焊。多层焊时的坡口一般多采用V形和×形，但都必须留有4mm的钝边和适当的坡口角度，如果角度太小，易产生梨形焊道，增加产生中心线裂纹的倾向,3.5 埋弧焊焊接工艺,45,4.T形接头和搭接接头埋弧焊焊接工艺,T形接头和搭接接头的焊缝均是角焊缝，埋弧自动焊时，一般采用平角焊和船形焊两种方法。,（1）平角焊法----,当焊件不易于翻转或焊件尺寸很大时，可采用平角焊法。这种方法的优点是对装配间隙的敏感性小，即使间隙达到2-3mm，一般也不致产生金属和熔渣的满溢现象。缺点是这种方法不利于立板侧的焊缝成形，单道焊的焊脚尺寸很难超过8mm，因为焊脚过大，将引起咬边和满溢。如果需要更大的焊脚尺寸，只能采用多道焊。另外，焊丝与焊件的相对位置对焊缝成形的影响很大，焊丝与立板的夹角α一般为20゜～30゜，否则易产生不良影响。同时，电弧电压也不宜太高，这样可以减少熔渣量和防止熔渣满溢。,3.5 埋弧焊焊接工艺,46,（2）船形焊法----,船形焊法主要用于焊件易于翻转的场合。它是将角焊缝的两边置于与垂直线成45゜的位置。这是焊缝成形最有利的位置，因此容易保证焊缝质量。船形焊时对装配质量要求较高，装配间隙不得超过1-1.5mm，否则，易焊穿和产生液体金属溢漏。船形焊时单道焊可以增大电流，得到较大的焊脚尺寸，不会产生咬边和溢漏缺陷。,3.5 埋弧焊焊接工艺,47,5. 20g钢制蒸汽锅炉上锅筒埋弧焊焊接工艺实例,某锅炉厂生产的蒸汽锅炉上锅筒的工作条件是：工作压力为2.5MPa，额定蒸发量为20t/h，饱和蒸汽温度为225℃。采用20g镇静钢制造，板厚为30mm。为了保证焊接质量和提高生产率，纵缝和环缝均采用直流埋弧焊方法焊接，定位焊采用焊条电弧焊。其结构和纵缝、环缝对接接头的坡口形式和尺寸。,3.5 埋弧焊焊接工艺,48,（1）焊前准备 采用刨边机制作接头坡口，并对坡口及其两侧各20～30 mm范围的铁锈、油污等杂质进行清理，使其露出金属光泽。在焊剂垫上进行定位焊，与此同时，在筒体纵缝两侧装配引弧板和熄弧板，尺寸均为150 mm×100 mm×30mm，坡口与产品相同。,3.5 埋弧焊焊接工艺,49,（2）焊接材料 焊剂采用HJ431，焊丝采用ф5 mm的H08MnA；定位焊的焊条采用ф4mm的E4303（牌号为J422）。焊前，焊剂在250℃烘干2h；焊条在150℃烘干2h。经过烘干的焊剂、焊条放在100℃左右的封闭保温筒里，随用随取。,3.5 埋弧焊焊接工艺,（3）焊接参数 由于锅筒的纵缝和环缝的钢板厚度一致，材质相同，坡口尺寸一致，因此焊接时选用相同的焊接参数。均采用较小的热输入进行多层焊，以提高焊接接头的塑性和韧性。,50,（4）操作技术 采用悬臂式焊接操作机、滚轮架、焊剂垫等辅助设备进行焊接。施焊内纵缝、内环缝的第一道焊缝时，在背面（指锅筒的外面）加平带张紧式焊剂垫。要求纵缝的焊剂垫在焊缝整个长度上与焊件紧密贴合，且压力均匀，以防止液态金属下淌。焊完内环缝以后，焊接外环缝。层间温度均控制低于250℃。环缝焊接时，无论是内环缝，还是外环缝，焊丝均与筒体中心线偏离35～45mm的距离。其中，内环缝为上坡焊，外环缝为下坡焊。,3.5 埋弧焊焊接工艺,（5）检验 对锅筒的纵缝、环缝，按照有关技术标准进行检验，结果为合格。,51,3.6 埋弧焊的其它方法,1 . 多丝埋弧焊,多丝埋弧焊（Multile Wire Submerged Arc Welding）是同时使用两根或两根以上焊丝，完成同一条焊缝的埋弧焊方法。其特点是在保证良好的焊缝成形和焊接质量的同时，能够提高熔敷率和焊接速度。多丝埋弧焊多用于厚板焊接，如厚壁压力容器、大型船体、H型钢梁等。焊接时，一般采用焊件背面加衬垫的单面焊双面成形焊接工艺，最多焊丝可达8～12根，焊接速度可达120m/h以上，因此，具有比较高的焊接生产率 。,52,双丝埋弧焊可以分用两个焊接电源，也可合用一个焊接电源。前者设备较复杂，但两个电弧都可独立地调节功率，而且可以采用不同的电流种类和极性，可以获得理想的焊缝成形；后者设备简单，但每一个电弧功率难于单独调节。依据焊丝排列方式和电源接法，可以分为纵列双丝埋弧焊、横列双丝并联埋弧焊和横列双丝串联埋弧焊.,53,根据焊丝间距离的不同，又可分为单熔池式和双熔池式两种。单熔池时，两根焊丝间距为10～30mm。两个电弧形成一个熔池和空腔。前导电弧通常垂直于钢板或稍作后拖，并采用比较大的电流以保证熔深；后续电弧一般向前倾斜，并采用较小的电流和稍高的电压，以调节熔宽，形成平整光滑的焊道外形。双熔池时，两根焊丝间距大于100mm。每个电弧都形成各自的熔池。焊接时，后续电弧首先冲开已被前一电弧熔化而尚未凝固的熔渣层，然后作用在被前导电弧熔化并已凝固的焊道上，使其重新熔化。该方法适合于水平位置平板拼接的单面焊双面成形工艺。,54,2. 窄间隙埋弧焊,窄间隙埋弧焊(Nerrow-Gap Submerged Arc Welding)是一种用于厚板对接接头焊接，焊前焊件不开坡口或只开小角度坡口而留有窄而深的间隙，采用多层埋弧焊进行焊接的高效率焊接方法。它特别适用于厚壁压力容器、涡轮机转子、原子能反应堆外壳等厚板结构的焊接。,成功地进行窄间隙埋弧自动焊必须具备两个条件：第一必须有在窄缝内容易脱渣的焊剂（常用高碱度烧结焊剂）；第二必须采用机头能自动跟踪焊缝的焊接设备。,55,窄间隙埋弧焊设备中的送丝机构和焊接电源可以采用标准的埋弧自动焊设备，而机头和导电嘴则必须专门地设计制造成扁平形，导电嘴表面须涂以绝缘层，以防止导电嘴与工件短路而被烧毁。窄间隙埋弧自动焊机头工作示意图。机头应具有随焊道厚度增加而自动提升的功能，导电嘴应具有随焊道的切换而自己偏转的功能。在焊接厚壁环缝时，焊件下面的滚轮架还应装设防止工件轴向串动的自动防偏移装置。窄间隙内容易产生电弧磁偏吹，因此通常采用交流电源，晶闸管控制的矩形波交流焊接电源是一种比较理想的电源。,56,焊件间隙的大小取决于焊件的厚度。对于单丝窄间隙埋弧自动焊，当厚度为50～200mm时，间隙宽为14～20mm；当厚度为200～350mm时，间隙宽为20～30mm。焊接有三种工艺方案，即每层单道、每层双道和每层三道。其中，每层单道方案适宜在宽度为14~17mm的间隙内实施，这种方案焊接时间最短，但对坡口间隙的误差要求较高，而且焊丝必须始终对准间隙的中心；每层双道方案通常在18～24mm宽的间隙内实施，这种方案便于操作，容易获得无缺陷的焊缝，目前用的最多；每层三道的方案只用于间隙宽度大于24mm的情况下。,57,3. 埋弧堆焊,堆焊是为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接。对堆焊的基本要求是熔敷率高和稀释率低。能够进行堆焊的方法很多，如焊条电弧堆焊、氧乙炔堆焊、熔化极气体保护电弧堆焊、等离子弧堆焊等。但由于埋弧堆焊（Submerged Arc Surfacing）熔敷率高、堆焊层质量稳定、外表美观、便于机械化和自动化，以及无弧光辐射，因而应用最为广泛。,埋弧堆焊有单丝埋弧堆焊、多丝埋弧堆焊和带极埋弧堆焊三种。,58,（1）单丝埋弧堆焊 该方法适用于堆焊面积小，或者需要对工件限制热输入的场合。减小焊缝稀释率的措施有：采用下坡焊，增大焊丝伸出长度、增大焊丝直径，焊丝前倾，减小焊道间距以及摆动焊丝等。,（2）多丝埋弧堆焊 该方法一般采用横列双丝并联埋弧焊和横列双丝串联埋弧焊工艺。该方法能够获得比较低的稀释率和浅的熔深。,（3）带极埋弧堆焊 该方法采用厚0.4～0.8mm、宽25～80mm的钢带作电极进行堆焊，其工作情况是带极埋弧堆焊具有熔敷率高、熔敷面积大、稀释率低、焊道平整、成形美观以及焊剂消耗少等优点，因此是当前大面积堆焊中应用最广的堆焊方法。,59,埋弧堆焊可以使用直流电源，也可以使用交流电源。从提高堆焊质量和生产率考虑，多采用直流电源反接。电弧电压对稀释率的影响不太明显，一般取30~35V；增加焊接电流时，稀释率、熔深和堆焊层厚度都会加大；提高堆焊速度也会增加稀释率；焊丝伸出长度对熔深和稀释率有很大影响，一般取为焊丝直径的8倍左右。生产中应使堆焊的工艺参数达到最佳的组合，以获得理想的生产率和堆焊质量。,60,埋弧焊常见缺陷及防止,由于所用焊接工艺参数不当，埋弧焊时可能产生的主要缺陷除了熔透不足、烧穿、成形不良、咬边、未焊透外，还有气孔、裂纹、夹渣等。埋弧焊缺陷产生原因和防止方法见表,61,,62,埋弧焊技术 ------埋弧焊的焊接操作,开坡口 焊件清理（喷丸、钢丝刷、砂轮、火焰、溶剂） 装配（间隙、错边、点固、引弧板） 焊丝清理，焊剂烘干 焊机检查与调试,63,埋弧焊设备与器材,1 MZ—1000型埋弧焊机一台 2 H08焊丝一盘 直径4.8MM 3 HJ431焊剂5千克 4 低碳钢试板一块 1200×25MM 引弧板2快 5 焊接万用量规1把,64,焊接步骤,1 对照实物，了解焊剂各个组成部分，结构，调整范围与方法 2 埋弧焊原理，特点 3 按照程序和要求操作 4 开启电源，选好参数，电流850—900A， 电压38—40V，焊接速度25—28/m.h 5 打开焊剂漏斗，预送焊剂到引弧区,65,焊接步骤,6 按下启动按钮，开始焊接 7 焊接基础记录，试着单独改变参数，进行记录 8 停焊，切断电源 ，关闭焊剂漏斗，移开小车 9 清渣，回收焊剂 10 整理数据，讨论焊接参数对焊缝成形的影响,66,复习思考题,1 试述埋弧焊的工作原理及其应用范围。 2 埋弧焊焊剂和焊丝选配的主要依据是什么？ 3 埋弧焊设备由哪几部分组成？各部分有什么作用？ 4 什么是焊接工艺？埋弧焊焊接工艺通常包括哪些内容？,
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