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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流埋弧自动焊焊接工艺参数对焊缝成型影响.精品文档.埋弧自动焊焊接工艺参数对焊缝成型影响 一、焊接材料及设备 1、Q235Q钢板 2、H08MnA焊丝 3、HJ431高锰高硅焊剂 4、埋弧自动焊焊接平台 焊接行走小车 埋弧自动焊送丝机构 5、埋弧自动焊机MZ630 输入电源： 三相 380V50HZ 额定输入功率：46KVA 最大输入电流：67A 空载电压：79V 电流调节范围：120A24.8V-630A44V 额定负载持续率：60 适用焊丝直径：22.53 送丝速度：20755cmmin 焊接速度：15150cmmin 二、焊接原理及过程 埋
2、弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行的焊接方法，这种方法是利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材而形成焊缝的。焊丝作为填充金属而焊剂则对焊接区域起保护和合金化作用，由于焊接时电弧掩埋在焊剂层下燃烧，电弧不外露，因此称为埋弧焊。 埋弧焊的焊接过程与焊条电弧焊的基本一样，热源也是电弧，但把焊丝上的药皮改变成了颗粒状的焊剂。焊接前先把焊剂铺撒在焊缝上，大约4060毫米厚,如图1所示为焊缝的形成过程。 图1 埋弧焊时焊缝的形成 1-焊丝；2-焊件；3-焊剂；4-液态金属；5-液态焊剂；6-焊缝；7-焊渣 焊接时，焊丝与焊件之间的电弧，完全淹埋在4060毫米厚的焊剂层下燃烧。靠近电弧区的焊剂
3、在电弧热的作用下被熔化，这样，颗粒状焊剂、熔化的焊剂把电弧和熔池金属严密的包围住，使之与外界空气隔绝。焊丝不断地送进到电弧区，并沿着焊接方向移动。电弧也随之移动，继续熔化焊件与焊剂，形成大量液态金属与液态焊剂。待冷却后，便形成了焊缝与焊渣。由于电弧是埋在焊剂下面的，故称埋弧焊（又称焊剂层下电弧焊）。 当上述过程中的焊丝送进和焊丝沿焊缝向前移动两种操作均由焊机自动完成时，这就是埋弧自动焊。埋弧自动焊的焊接过程如图2所示。焊件接口开坡口（30毫米以下可不开坡口）后，先进行定位焊，并在焊件下面垫金属板，以防止液态金属的流出。接通焊接电源开始焊接时，送丝轮由电机传动，将焊丝从焊丝盘中拉出，并经导电器而
4、送向电弧燃烧区。焊剂也从焊剂斗送到电弧区的前面。在焊剂的两侧装有挡板以免焊剂向两面散开。焊完后便形成焊缝与焊渣。部分未熔化的焊剂，由焊剂回收器吸回到焊剂斗中，以备继续使用。 图2 埋弧自动焊的焊接过程 1-焊件；2-V形坡口；3-垫板；4-焊剂；5-焊剂斗；6-焊丝 7-送丝轮； 8-导电器；9-电缆；10-焊丝盘；11-焊剂回收器；12-焊渣；13-焊缝； 三、焊接工艺参数的选择方法 （1）焊接工艺参数的选择依据 焊接工艺参数的选择是针对将要投产的焊接结构施工图上标明的具体焊接接头进行的根据产品和相应的技术条件，下列原始条件是已知的: 1）焊件形状和尺寸(直径、总长度)；接头的钢材种类和厚度
5、。 2）焊缝的种类（纵缝、环缝）和焊缝的位置（平焊、横焊、上坡焊、下坡焊）。 3）接头的形式（对接、角接、搭接）和坡口形式（Y形、X形、U形坡口等）。 4）对接头性能的技术要求，其中包括焊后无损探伤方法，抽查比例以及对接头强度、冲击韧度、弯曲、硬度和其他理化性能的合格标准。 5）焊接结构（产品）的生产批量和进度要求 （2）焊接工艺参数的选择程序 首先可选定埋弧焊工艺方法，单丝焊还是多丝焊或其他工艺方法。同时依据焊件的形状和尺寸可选定细丝埋弧焊还是粗丝埋弧焊。例如小直径圆筒的内外环缝应采用2mm焊丝的细丝埋弧焊，厚板破口对接接头纵缝和环缝采用4mm焊丝的埋弧焊，船形位置厚板角接接头通常采用5mm
6、、6mm焊丝的粗丝埋弧焊。 焊接工艺方法选定后，即可按照钢材、板厚和对接头性能的要求选择适合的焊剂和焊丝牌号，对于厚板深坡口或窄间隙埋弧焊接头，应选择既能满足接头性能要求又具有良好工艺性和脱渣性的焊剂。 第三根据所焊钢材的焊接性试验报告，选定预热温度、层间温度、后热温度以及焊后热处理温度和保温时间。最后根据板厚，坡口形式和尺寸选定焊接参数（焊接电流、电弧电压和焊接速度）并配合其他次要工艺参数。 四、焊接工艺参数的选择及确定 埋弧焊的工艺参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度等 （1）焊接电流 焊接电流是决定焊缝熔深的主要因素。其他条件不变时，焊接电流增大，焊缝的熔深H及余高a均增加，而焊缝的宽
7、度变化不大。正常情况下，焊接电流与熔深间成正比关系： H = kmI km为电流系数，决定于电流种类、极性及焊丝直径等。表1给出了各种条件 下的km值。 表1 各种条件下的km值 焊丝直径/mm 电流种类 焊剂牌号 km值（mm/100A） T形焊缝及开坡口的对接焊缝 堆焊及不开坡口的对接焊缝 1.1 1.0 1.1 1.0 1.15 5 2 5 5 5 交流 交流 直流正接 直流正接 交流 HJ431 HJ431 HJ431 HJ431 HJ430 1.5 2.0 1.75 1.25 1.55 因此，焊接电流应根据熔深要求首先选定。增大焊接电流可提高生产率，但焊接电流过大时，焊接热影响区宽度
8、增大，并易产生过热组织，从而使接头韧性降低；此外电流过大还易导致咬边、焊瘤或烧穿等缺陷。焊接电流过小时，易产生未熔合、未焊透、夹渣等缺陷，使焊缝成形变坏。 （2）电流种类与极性 采用直流反接时，熔敷速度稍低，熔深较大。焊接时一般情况下都采用直流反接。 采用直流正接时，熔敷速度比反接高30%50%，但熔深较浅，降低了熔敷金属中母材的百分比。特别适合于堆焊。母材的热裂纹倾向较大时，为了防止热裂，也可采用直流正接。 采用交流进行焊接时，熔深处于直流正接与直流反接之间。 （3）电弧电压 电弧电压对熔深的影响很小，主要影响熔宽，随着电弧电压的增大，熔宽增大，而熔深及余高略有减小。为保证电弧的稳定燃烧及合
9、适的焊缝成形系数，电弧电压应与焊接电流保持适当的关系。焊接电流增大时，应适应提高电弧电压， 与每一焊接电流对应的焊接电压的变化范围不超过10V。当电弧电压取下限时，焊道窄；取上限时，焊道宽。若电弧电压超出该合适范围，焊缝成形将变差。 电弧电压除对焊缝成形有影响外，还会改变熔敷金属的化学成分。当电弧电压增加时，焊剂的熔化量增加，熔渣和液态金属重量间的比值增大，过渡到熔敷金属中的合金元素会有所增加。 （4）焊接速度 焊接速度对熔深及熔宽均有明显的影响。焊接速度增大时，熔深、熔宽均减小。因此，为了保证焊透，提高焊接速度时，应同时增大焊接电流及电压。但电流过大、焊速过高时易引起咬边等缺陷。因此焊接速度
10、不能过高。 （5）焊丝直径及干伸长度 电流一定时，焊丝直径越细，熔深越大，焊缝成形系数减小。然而对于一定的焊丝直径，使用的电流范围不宜过大，否则将使焊丝因电阻热过大而发红，影响焊丝的性能及焊接过程的稳定性。不同直径焊丝的许用电流范围见表2。 表2 不同直径焊丝的焊接电流范围 焊丝直径/mm 焊接电流/A 2 200-400 3 350-600 4 500-800 5 700-1000 6 800-1200 干伸长度越大，焊丝熔化量增大，余高增大，而熔深略有减小。焊丝的电阻率越大，这种影响越大。 （6）坡口及间隙的形状及尺寸 其他条件不变时，坡口及间隙尺寸越大，余高越小，熔合比越小。因此，可通过
11、开坡口或留间隙来调整余高及熔合比(即是指单道焊时,在焊缝横截面上母材熔化部分所占的面积与焊缝全部面积只之比)。此外，通过开坡口还可改善熔池的结晶条件。 五、焊接工艺参数对焊缝成型的影响 埋弧焊的工艺参数主要是焊接电流、电弧电压和焊接速度。它们对焊缝的形状和尺寸有较大的影响。其他参数还有焊丝直径、焊丝伸出长度、焊丝倾角、电流种类和极性等。 (1)焊接电流I及电流极性对焊缝成形的影响。 1）焊接电流I的影响。当其他工艺参数不变时，焊接电流对焊缝成形的影响如图3所示。 图3 焊接电流对焊缝成形的影响 焊接电流是决定焊缝熔深的主要因素。在一定范围内，焊接电流增加时，焊缝的熔深H和余高h都增加，而焊缝的
12、宽度增加不大。增加焊接电流能提高生产率，但在一定的焊速下，若焊接电流过大，会使热影响区宽度B增大，并产生过热组织，使接头韧性降低；此外还会使焊缝产生咬边、焊瘤或烧穿等缺陷。若焊接电流过小，则熔深不足，易产生未熔合、未焊透、夹渣等缺陷，使焊缝成形变坏，有时甚至像一条爬在钢板上的小肉虫。 2）电流种类与极性的影响。采用直流正接时，熔敷速度比反接高30%50%，但熔深较浅，降低了熔敷金属中母材的百分比，常用于堆焊，或为防止母材熔合比过大而产生热裂纹。 采用直流反接时，熔深较大，但熔敷速度较低。一般情况下都采用直流反接。 例如用直径5mm的焊丝，焊接电流为600A直流电，以30m/h速度施焊时，直流反
13、接的熔深为8mm，而正接的熔深只有5mm。采用交流电施焊时，熔深和熔敷 速度介于直流正、反接之间。 3）焊接电流与电压及焊速的关系。为保证合适的熔深和美观的焊缝，除选择合适的焊接电流外，还需保持焊接电流、电弧电压和焊接速度三个工艺参数的合适匹配关系,焊接电流与电弧电压的匹配关系见图4。 为保证焊缝成形美观，焊接电流增大时，应适当提高焊接电压，与每一焊接电流对应的焊接电压的变化范围不能超过lOV(合适的焊接电压的最大值与最小值之差)。当电弧电压取下限时，焊道窄；取上限时，焊道宽。若电弧电压超出最大范围，焊缝成形变坏。焊接电流与焊接速度的关系见图 5 图4焊接电流与电弧电庄的匹配关系 图5焊接电流
14、与焊接速度的关系 与焊接电流有一个对应的焊接速度范围，在此范围内焊缝成形美观，当焊接速度超过与焊接电流匹配的对应值时，焊缝出现咬边缺陷 (2)电弧电压的影响。 当其他参数不变时，电弧电压对焊缝成形的影响见图6。 图6电弧电压对焊缝成形的影响 电弧电压是决定熔宽的主要因素。电弧电压增加时，弧长增加，熔深减小，焊缝变宽，余高减小。焊接电压过大时，电弧不稳，严重时会产生咬边和气孔等缺陷。 请注意：电弧电压除对焊缝成形有影响外，还会改变熔敷金属的化学成分。当电弧电压增加时，焊剂的熔化量增加，熔渣和液态金属重量的比值增加，过渡到熔敷金属中的合金元素会增加。图7给出了采用高锤、高硅焊剂进行埋弧焊时，焊缝中
15、的硅、锺含量与电弧电压的关系。 图7 电弧电压对熔敷金属中Si、Mn含量的影响 (3)焊接速度v的影响。 1）对焊缝成形的影响。当其他参数不变时，焊接速度对焊缝成形的影响见图 8。 焊接速度增加时，熔深H和熔宽B都减小，但焊接速度过高时，会产生咬边、未焊透、电弧偏吹和气孔等缺陷，焊缝余高大而窄，成形不好。焊接速度太慢，则焊缝余高大，熔池浅而宽，焊缝表面粗糙，容易产生满溢、焊瘤或烧穿等缺陷。 若焊速过慢，焊接电压又太高时，焊缝截面呈蘑菇形，容易产生裂纹。 2）焊接速度对熔合比的影响。其他条件不变时，焊接速度越高，熔合比越大，详见图9 图8焊接速度对熔合比的影响 图9焊接速度对焊缝成形的影响 1堆
16、焊和I形坡口对接j=70100A/m； 2堆焊和I形坡口对接j=4050A/ m； 3角焊缝j=70lO0A/m； 4角焊缝J=斗4050A/m； (4)焊丝直径与干伸长的影响。 1）焊丝直径的影响：当其他参数不变，减小焊丝直径时，因电流密度增加，熔深增大，焊缝成形系数减小，详见表3。 表3 焊丝直径对焊缝成形的影响 还有一点请注意：当其他工艺参数不变时，为保证相同的熔深，采用直径5mm和2mm的焊丝施焊时，需要的焊接电流的数值见表4。 表4 不同直径焊丝的焊接电流范围 2）焊丝干伸长的影响：当其他因素不变时，焊丝干伸长增加，由于电阻热的预热作用加强，焊丝的熔化速度增加，焊缝余高增大J此外，由
17、于干伸长增加，焊接电流会稍减小，使熔深稍降低，从而使熔合比稍降低。 试验证明：采用直径5mm焊丝施焊时，干伸长在60150mm内变化，对焊缝成形的影响不大。在实际工作中，干伸长的变化范围很小(2040mm)，故用直径46mm的焊丝施焊时，干伸长的影响可忽略不计。 当焊丝直径小于3mm时，干伸长的变化范围应控制在1030mm，否则影响焊接效果 (5)焊丝倾角的影响。 1）焊接时电弧永远指向已焊部分叫后倾焊，焊丝后倾时，熔深与余高增大，熔宽明显减小，焊缝成形不好，如图10(a)所示，一般只用于多丝焊的前导焊丝。 2）单丝焊时，通常将焊件放在水平位置，焊丝与工件垂直，如图10(b)所示。 图10 焊
18、丝倾斜对焊缝成形的影响 焊接时焊丝相对焊件倾斜，使电弧始终指向待焊部分的焊接操作叫前倾焊，左向焊就是前倾焊。焊丝前倾时，焊缝成形系数增加，焊缝宽，熔深浅，如图10(c)所示。适于焊薄板。 (6)焊件位置的影响。 工件与水平面呈一定角度，焊缝处于斜置位置施焊时叫倾斜焊，根据焊接方向不同，又可分为上坡焊和下坡焊，它们对焊缝成形的影响和焊丝倾斜时一致，见图11 （7）装配间隙与坡口角度的影响 在其他工艺参数不变的条件下，装配间隙与坡口角度增大时，熔合比与余高减小，熔深增大，但焊缝厚度大致保持不变，如图12所示。 图11焊件位置对焊缝成形的影响图 图 12装配间隙与坡口形式对焊缝成形的影响 （8）焊剂
19、的影响 在其他条件相同时，使用高硅酸性焊剂焊接比用低硅碱性焊剂能得到更光滑平整的焊缝，因为在金属凝固温度区间，酸性焊剂的黏度和黏度随温度的变化都能有利于焊缝的成形。另外，埋弧自动焊使用细颗粒焊剂，由于焊剂堆积密度大，能得到较大的熔深和较小的熔宽，但焊剂过细且堆积厚度过大时，易出现气 孔等缺陷，埋弧焊剂粒度对焊缝的影响规律是：焊剂粒度增大，熔深略减小，熔宽大增大，余高略减小。焊剂粒度要求见表5 表5 焊剂粒度要求 六、影响焊接过程的因素分析 （1）操作人员因素 这一因素对焊接工作来说就是焊工，也包括焊接设备的操作人员。各种不同的焊接方法对焊工的依赖程度不同，手工操作占支配地位的手弧焊接，焊工操作
20、技能的水平和谨慎认真的态度对焊接质量至关重要。即使埋弧自动焊，焊接规范的调整和施焊也离不开人的操作。由于焊工质量意识差、操作粗心大意，不遵守焊接工艺规程，操作技能差等都可能影响焊接质量。控制措施可以从以下几方面着手： 1）加强“质量第一，用户第一，下道工序是用户”的质量意识教育，提高责任 心和一丝不苟的工作作风，并建立质量责任制。 2）定期进行岗位培训，从理论上认识执行工艺规程的重要性，从实践上提高操作技能。 3）加强焊接工序的自检与专职检查。 4）执行焊工考试制度，坚持持证上岗，建立焊工技术档案。 （2）机器设备因素 机器设备这一因素对焊接来说就是各种焊接设备。焊接设备的性能，它的稳定性与可
21、靠性对焊接质量会产生一定影响，特别是结构复杂、机械化、自动化高的设备，由于对它的依赖性更高，因此要求它有更好、更稳定的性能。在压力容器质量体系中，要求建立包括焊接设备在内的各种在用设备的定期检查制度。包括以下几个方面： 1）定期的维护、保养和检修。 2）定期校验焊接设备上的电流表、电压表。 3）建立设备状况的技术档案。 4）建立设备使用人员责任制。 下面介绍一下埋弧焊机在工作中经常出现的故障、原因和检查方法见表6 表六 埋弧焊机的故障、原因及检查措施 （3）材料因素 焊接使用的材料包括各种被焊材料，也包括各种焊接材料、还有与产品配合 使用的各种外购或外协加工的零部件。焊接生产中使用这些材料的质
22、量是保证焊接产品质量的基础和前提。从全面质量管理的观点出发，为了保证焊接质量，从生产过程的起始阶段，即投料之前就要把好材料关。主要有以下一些控制措施： 1）加强原材料的进厂验收和检验。 2）建立严格的材料管理制度。 3）实行材料标记移植制度，以达到材料的追溯性。 4）择优选择信誉、质量好而且稳定的供应厂和协作厂进行订货和加工。 （4）工艺方法因素 焊接质量对工艺方法的依赖性较强，在影响工序质量的各因素中占有更重要的地位。其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。某一产品或某种材料的焊接工艺的制定，首先要进行焊接工艺 评定，然后根据评定合格的工艺评定报告和图样
23、技术要求制订焊接工艺规程、编制焊接工艺说明书或焊接工艺卡。这些以书面形式表达的各种工艺参数是指导施焊时的依据，它是模拟生产条件所作的试验和长期积累的经验以及产品的具体技术要求而编制出来的，是保证焊接质量的基础。在此基础上需要保证的另一方面是贯彻执行焊接工艺的严肃性。在没有充分根据的情况下不得随意变更工艺参数，即使确需改变，也必须履行一定程序和手续。不正确的焊接工艺固然不能保证焊接质量，即使有经评定验证是正确合理的工艺规程，不严格执行，同样也不能得到合格的质量。两者相辅相成，相互依赖，不能忽视或偏废任何一个方面。其主要控制措施有： 1）按有关规定进行焊接工艺评定。 2）选择有经验的焊接技术人员编
24、制所需的工艺文件。 3）加强施焊过程中的管理与检查。 4）按要求制作焊接产品试板以检验工艺方法的正确性与合理性。 七、焊接缺陷及其产生原因分析及预防措施 焊接是现代工业生产中最重要的加工工艺之一，已广泛应用于制造和修理。焊接作为一种降低成本、提高生产效率的有效新方法，用它不仅可以得到优质、可靠的工件，而且可以创造出原则上完全新颖的产品。如航空航天和核动力装置，微电子以及超精器件，如果没有焊接技术，很难想象将会遇到多少困难，甚至无法制造出这些高端产品。因此完全可以说，没有焊接就没有今天这样的现代工业，焊接为建立社会主义强国起到了决定性的作用。随着现代工业的发展，在焊接结构方面都趋向大型化，大容量
25、和高参数的方向发展。有的还在低温、深冷、腐蚀介质等恶劣环境下工作。因此各种低合金高强钢，中、高合金钢，超高强钢，以及各种合金材料应用日益广泛。但是随着这些钢种和合金材料的应用，在焊接生产上带来了许多新的问题，其中较为普遍而又十分严重的就是焊接缺陷。焊接缺陷不仅给生产带来了许多困难，而且可能带来灾难性的事故。据统计好多钢结构 事故中，绝大多数是由焊接缺陷而引起的。其中最主要的是焊接裂纹，焊接裂纹又是最危险的脆性破坏。问题危害甚大，已成为世界各国所关注的课题，常见问题焊接缺陷种类很多，按其位置不同，可分为外部缺陷和内部缺陷。常见缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要
26、求、咬边、焊瘤、弧坑等。本设计将详细的阐述埋弧焊焊接缺陷的产生及防止措施。 虽然HJ431高锰高硅焊剂抗锈能力较强，但还不如CO2保护焊。为确保埋弧焊的焊缝质量，除加强焊前清理外，要控制坡口加工及装配质量，保证间隙均匀，错边量小，还要加强生产管理，尽可能缩短装配与焊接间的时间间隔，以防止生锈和间隙内进入污物。 埋弧焊常见缺陷有焊缝成形不良、咬边、未焊透、未熔合、气孔、裂纹和夹渣等。常见缺陷产生的原因及预防措施见表7。 表7埋弧焊常见缺陷产生原因及预防措施 下面主要介绍气孔、裂纹、夹渣对埋弧焊焊缝质量的影响： 1、气孔 1)焊剂吸潮或不干净焊剂中的水分、污物和氧化铁屑等都会使焊缝产生气孔，在回收
27、使用的焊剂中这个问题更为突出。水分可通过烘干消除，烘干温度与肘间由焊剂生产厂家规定。防止焊剂吸收水分的最好方法是正确肋储存和保管 2)焊接时焊剂覆盖不充分由于电弧外露并卷入空气而造成气孔。焊接环缝时，特别是小直径的环缝，容易出现这种现象，应采取适当措施，防止焊剂散落。 3)熔渣粘度过大 焊接时溶入高温液态金属中的气体在冷却过程中将以气泡形式溢出。如果熔渣粘度过大，气泡无法通过熔渣，被阻挡在焊缝金属表面附近而造成气孔。通过调整焊剂的化学成分，改变熔渣的粘度即可解决。 4)电弧磁偏吹焊接时经常发生电弧磁偏吹现象，特别是在用直流电焊接时更为严重。电弧磁偏吹会在焊缝中造成气孔。磁偏吹的方向、受很多因素
28、的影响，例如工件上焊接电缆的联接位置：电缆接线处接触不良、部分焊接电缆环绕接头造成的二次磁场等。在同一条焊缝的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在接近端部的一段焊缝上，磁偏吹更经常发生，因此这段焊缝气孔也较多。为了减少磁偏吹的影响，应尽可能采用交流电源；工件上焊接电缆的联接位置尽可能远离焊缝终端；避免部分焊接电缆在工件上产生二次磁场等。 5)工件焊接部位被污染 焊接坡口及其附近的铁锈、油污或其他污物在焊接时将产生大量气体，促使气孔生成，焊接之前应予清除。 2、裂纹 通常情况下，埋弧焊接头有可能产生两种类型裂纹，即结晶裂纹和氢致裂纹。 前者只限于焊缝金属，后者则可能发生在焊缝金属或热影响区。 1)
29、结晶裂纹 钢材焊接时，焊缝中的S 、P等杂质在结晶过程中形成低熔点共晶。随着结晶过程的进行，它们逐渐被排挤在晶界，形成了“液态薄膜”。焊缝凝固过程中，由于收缩作用，焊缝金属受拉应力，“液态薄膜”，不能承受拉应力而形成裂纹。可见产生“液态薄膜”和焊缝的拉应力是形成结晶裂纹的两方面原因。 钢材的化学成分对结晶裂纹的形成有重要影响。硫对形成结晶裂纹影响最大，但其影响程度又与钢中其他元素含量有关，如Mn与S 结合成MnS而除硫，从而对S的 有害作用起抑制作用。Mn还能改善硫化物的性能、形态及其分布等。因此，为了防止产生结晶裂纹，对焊缝金属中的MnS值有一定要求。MnS值多大才有利于防止结晶裂纹，还与含
30、碳量有关。图 13 表示C 、Mn 、S含量与焊缝裂纹倾向的关系。可见含C量愈高，要求MnS值也愈高。Si和Ni的存在也会增加S的有害作用。 图 13 Mn 、C、S同时存在对结晶裂纹的影响 埋弧焊焊缝的熔合比通常都较大，因而母材金属的杂质含量对结晶裂纹倾向有很大关系。母材杂质较多，或因偏析使局部 C 、S含量偏高，MnS可能达不到要求。可以通过工艺措施。(如采用直流正接、加粗焊丝以减小电流密度、改变坡口尺寸等) 减小熔合比；也可以通过焊接材料调整焊缝金属的成分，如增加含Mn量，降低含C 、Si量等。 焊缝形状对于结晶裂纹的形成也有明显影响。窄而深的焊缝会造成对生的结晶面，“液薄膜”将在焊缝中
31、心形成，有利于结晶裂纹的形成。焊接接头形式不同不但刚性不同， 并且散热条件与结晶特点也不同，对产生结晶裂纹的影响也不同。图 14表示不同形式接头对结晶裂纹的影响，图14a、b两种接头抗裂性较高，图14c、d 、e 、f几种接头抗裂性较差。 图 14接头形式对结晶裂纹的影响 2)氢致裂纹这种裂纹较多的发生在低合金钢、中合金钢和高碳钢的焊接热影响区中这可能在焊后立即出现，也可能在焊后几时、几天、甚至更长时间才出现。这种焊后若干时间才出现的裂纹称为延迟裂纹。 氢致裂纹是焊接接头含氢量、接头显微组织、接头拘束情况等因素相互作用的结果。在焊接厚度 10mm 以下的工件时，一般很少发现这种裂纹。工件较厚时
32、，焊接接头冷却速度较大，对淬硬倾向大的母材金属，易在接头处产生硬脆的组织。另一方面，焊接时溶解于焊缝金属中的氢，由于冷却过程中溶解度下降， 向热影响区扩散。当热影响区的某些区域氢浓度很高而温度继续下降时，一些氢原子开始结合成氢分子，在金属内部造成很大的局部应力，在接头拘束应力作用下产生裂纹。 焊接某些超高强度钢时，这种裂纹也会出现在焊缝金属中。 针对氢致裂纹产生的原因，可以从以下几方面采取措施。 a、减少氢的来源及其在焊缝金属中的溶解，采用低氢焊剂；焊剂保管中注意防潮，使用前严格烘干；对焊丝、工件焊口附近的锈、油污、水分等焊前必须清理干净 通过焊剂的冶金反应把氢结合成不溶于液态金属的化合物，如
33、高 Mn 高 Si 焊剂可以把 H 结合成 HF 和 OH 两种稳定化合物进入熔渣中，减少氢对生成裂纹的影响。 b、正确的选择焊接工艺参数，降低钢材的淬硬程度并有利于氢的逸出和改善应力状态，必要时可采用预热。 C、采用后热或焊后热处理 焊后后热有利于焊缝中的溶解氢顺利的逸出。有些工件焊后需要进行熟处理，一般情况下多采用回火处理。这种热处理的效果一方面可消除焊接残余应力，另一方面使已产生的马氏体高温回火，改善组织。同时接头中的氢可进一步逸出，有利于消除氢致裂纹，改善热影响区的延性。 d、改善接头设计，降低焊接接，头的拘束应力在焊接接头设计上，应尽可能消除引起应力集中的因素，如避免缺口、防止焊缝的
34、分布过分密集等。坡口形状尽量对称为宜，不对称的坡口裂纹敏感性较大。在满足焊缝强度的基本要求下，应尽量减少填充金属的用量。 埋弧焊时，焊接热影响区除了可能产生氢致裂纹外，还可能产生淬硬脆化裂纹、层状撕裂等。 3、夹渣 埋弧焊时，焊缝的夹渣除与焊剂的脱渣性能有关外，还与工件的装配情况和焊接工艺有关。对接焊缝装配不良时，易在焊缝底层产生夹渣。焊缝成形对脱渣情况也有明显影响。平而略凸的焊缝比深凹或咬边的焊缝更容易脱渣。双道焊的第一道焊缝，当它与坡口上缘熔合时，脱渣容易，如图 15a 所示；而当焊缝不能与坡口边缘充分熔合时，脱渣困难，如图 15b 所示。在焊接第二道焊缝时易造成夹渣。焊接深坡口时，有较多
35、的小焊道组成的焊缝，夹渣的可能性小；而有较多的大焊道组成的焊缝，夹渣的可能性大。图16 为这两种焊缝对夹渣的影响。 图15 焊道与坡口熔合情况对脱渣的影响 a) 脱渣容易 b) 脱渣困难 a) b) 图16多层焊时焊道大小对脱渣的影响 a) 脱渣容易 b) 脱渣困难 八、中厚板埋弧自动焊接工艺参数的确定 1、焊前准备 （1）试件材料Q235Q （2）试件尺寸40024012 （3）焊接要求：双面焊 （4）焊接材料，焊丝H08MnA，焊剂HJ431，使用前烘干150-200恒温2小时。 2、试件装配 （1）清理油、污、锈 （2）装配间隙，始端2.5，终端3.2 （3）定位焊。焊接引弧板 （4）试件反变形量3 3、焊接工艺参数 4、操作要点及注意事项 （1）先焊背面焊缝，后焊正面焊缝 （2）背面焊道操作要点 1）垫焊剂垫 2）焊丝对中 3）准备引弧 4）引弧 5）收弧 6）清渣 （3） 正面焊操作要点 1）为防止未焊透和夹渣、正面焊道熔深度达到板厚的60%70% 2) 不必用焊剂垫，可直接进行焊接