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1、现代电弧焊接方法及设备第6章埋弧焊 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、埋弧焊的工作原理一、埋弧焊的工作原理二、埋弧焊的特点二、埋弧焊的特点焊剂下燃烧，依靠熔渣保护，效果好。1、优点：、优点：1)生产率高，因为：电流密度大；大。2)焊缝质量好，因为：熔渣的保护效果好；焊接参数稳定。3)劳动条件好，劳动强度低，无弧光辐射。2、缺点、缺点:1)适用于直焊缝的焊接，仅用于平焊；2)不能焊Al、Mg、Ti等活泼金属；3)只能焊长焊缝；4)只适于厚板；5)对焊
2、件坡口加工与装配要求严。三、埋弧焊的应用三、埋弧焊的应用可焊接的钢种有：碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、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、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。或焊接镍基合金、铜基合金等也能获得很好的效果。一、焊剂、焊丝及其配合一、焊剂、焊丝及其配合（一）焊剂（一）焊剂1、作用：、作用：1）保护2）稳弧3）冶金、脱氧及合金化2、要求：、要求：1）良好的冶金性能2）良好的工艺性能a）稳定燃烧b）易脱渣c）成形好3 3、焊剂的分类及常用焊剂、焊剂的分
3、类及常用焊剂（2）按化学成分分类MnO：无锰焊剂MnO30%SiO SiO2 2：低硅焊剂 SiO230%CaF2：低氟焊剂 CaF230%（3）根据焊剂的碱度B，分为酸性焊剂（B1.5）（4）焊剂牌号焊剂XYZ:X-表示MnO含量，1-无锰、2-低锰、3-中锰、4-高锰。Y-表示CaF2、SiO2含量，1、2、3表示低F(1-低Si、2-中Si、3-高Si)，4、5、6表示中F(4-低Si、5-中Si、6-高Si),7、8表示高F（7-低Si、8-中Si）焊剂431高锰高硅低氟焊剂。（二）焊丝作用：焊接时熔化进入熔池，起填充和合金化的作用；尚未熔化的焊丝还起导电作用。一般焊接用钢丝，与焊条钢
4、芯相同d=1.66mm 对于低碳钢：H08Mn H08MnA（三）焊剂和焊丝的选配（三）焊剂和焊丝的选配 1.1.依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求2.2.依据埋弧焊的工艺特点依据埋弧焊的工艺特点1.1.依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求 这是选配焊丝与焊剂的主要依据。当被焊材料的种类不同时，这是选配焊丝与焊剂的主要依据。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，应选择不同的焊剂与焊丝组合。或对焊接接头性能的要求不同时，应选择不同的焊剂与焊丝组合。（3 3）在焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，除
5、了要使焊缝与）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、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、耐低温性与耐蚀性。耐低温性与耐蚀性。可选用中硅或低硅型焊剂与相应的合金钢焊丝相配合。可选用中硅或低硅型焊剂与相应的合金钢焊丝相配合。（4 4）焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要是保证焊缝与）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及抗裂性能等。（如耐腐蚀性等）。同时也要满足力
6、学性能及抗裂性能等。2.2.依据埋弧焊的工艺特点依据埋弧焊的工艺特点（1 1）稀释率高。）稀释率高。在进行不开破口的对接焊缝单道焊或双面在进行不开破口的对接焊缝单道焊或双面焊，以及开破口的对接焊缝根部焊道焊接时，由于埋弧焊焊缝焊，以及开破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，选用合金元素熔透深度大，母材熔化量大，焊缝的稀释率高，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。含量低于母材的焊丝焊接并不降低焊接接头的强度。例如：焊接不开坡口的例如：焊接不开坡口的Q345Q345（16Mn16Mn）刚的对接接头时，选用）刚的对接接头时，选用含
7、锰量低于母材的含锰量低于母材的H08MnAH08MnA焊丝，和焊丝，和HJ431,HJ431,能够获得足够的接头能够获得足够的接头强度。强度。2.2.依据埋弧焊的工艺特点依据埋弧焊的工艺特点（2 2）热输入高。）热输入高。SAWSAW是一种高效的焊接方法，为了获得高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。头组织易粗大，强度和韧度降低。为提高接头的强度和韧度，在
8、焊接厚板坡口的填充焊道时，为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。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 3）焊速快。）焊速快。SAWSAW的焊速一般为的焊速一般为25m/h25m/h左右，最高可达左右，最高可达100m/h100m/h。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SJ501SJ501、SJ502SJ502等。等。二、埋弧焊的冶金特点二、埋弧焊的冶金特点1 1、冶金特点：、冶金特点：2.冶金反应冶金反应冶金反应指熔渣与液态金属及气体之间的反应
9、。以低碳钢SAW为例讨论冶金反应。选用H08MnA及焊剂431。1）Si、Mn还原反应还原反应（SiO2）+2Fe=2（FeO）+Si（MnO）+Fe=（FeO）+MnFeO大部分进入渣Si、Mn进入熔池，合金化Si镇静熔池，有利于获得致密的焊缝、Mn可以提高焊缝金属的强度和韧度，并提高焊缝的抗裂性能。反应方向：反应方向：1）熔池前部，焊丝端部熔滴，过渡中的熔滴这三个区域均向右进行，反应程度依次加强；2）熔池尾部温度低，反应向左进行3）总反应结果为还原，因为：尾部存在时间短。温度低、速度快。熔池中FeO很少。影响因素：影响因素：1）焊剂成分:焊剂中SiO2量增大，Si(过渡的Si量)增大，Mn
10、降低焊剂中MnO量增大，Mn(过渡的Mn量)增大。(SiO2)+2Mn=Si+2(MnO)2）焊丝中的Si、Mn含量：焊丝中Si含量增大，Si减小，Mn增大焊丝中Mn含量增大，Mn减少，Si增大3）焊剂碱度碱度增大，自由态MnO含量增大，Mn碱度增大，自由态SiO2含量减小，Si4）焊接规范Ia：Ia，熔渣量减少，SiMnUa：Ua，熔渣量增大，SiMn2）碳的氧化烧损）碳的氧化烧损C主要来自焊丝与母材。C与O的亲和力O与Mn、Si的亲和力，因此易被氧化烧损。熔池中氧化性弱。结果：焊缝中碳的含量降低，C+O=COC+FeO=Fe+CO2C+（SiO2）=Si+2COCO逸出时对熔池有搅拌作用，
11、有利于H析出。影响因素：焊丝母材中的含碳量；Si抑制烧损，镇静熔池；Mn对烧损无明显影响。3）去除熔池中的）去除熔池中的H：导致冷裂纹，和气孔的主要原因（CO气孔被认为不是主要的），因此必须去氢。一、焊前清除铁锈，水分和有机物等，杜绝氢的来源；二、通过冶金反应将氢结合成不溶于熔池的化合物，并排除熔池。结合成HF利用CaF2：CaF2=CaF+F2CaF2+2SiO2=2CaSiO3+SiF4SiF4=SiF+3FF+H=HF结合成羟基OH：利用MnO、MgO、SiO2等MnO+H=Mn+OHMgO+H=Mg+OHSiO2+H=Si+OHCO2+H=CO+OH4）杂质）杂质S S、P P的限制的
12、限制 S S、P P均促使焊缝产生热裂纹，均促使焊缝产生热裂纹，SFe+FeSSFe+FeS降低焊缝金属的冲击韧度和抗蚀性，降低焊缝金属的冲击韧度和抗蚀性，PP增加焊缝金属的冷脆性。增加焊缝金属的冷脆性。途径：途径：1 1、严格限制焊接材料及被焊材料中、严格限制焊接材料及被焊材料中S S、P P的含量；的含量；2 2、通过以下冶金反应减少。、通过以下冶金反应减少。埋弧焊冶金反应的一般特点：埋弧焊冶金反应的一般特点：1 1、熔池存在时间长，冶金反映充分，气孔、夹渣少。、熔池存在时间长，冶金反映充分，气孔、夹渣少。2 2、空气不易侵入焊接区域，焊缝中的含氮量低，只有、空气不易侵入焊接区域，焊缝中的
13、含氮量低，只有0.002%0.002%左右。左右。3 3、焊缝化学成分稳定。、焊缝化学成分稳定。一、设备一、设备(一）组成一）组成电源、送丝机构、行走机构、焊剂输送及回收装置、程序控制系统。1、电源、电源直流、交流电源。如果焊剂中含有较高的CaF2，则应采用直流电源。空载电压为70-80V。额定电流为500-2000A。外特性：送丝机构为等速送丝机构时，选择平特性电源；送丝机构为均匀（弧压反馈）送丝机构时，选择陡降特性电源。2、送丝机构：、送丝机构：由送丝电动机、传动机构、送丝轮、校直轮等组成。有两类：等速送丝机构和均匀（弧压反馈）送丝机构。细丝：等速送丝机构。粗丝：均匀送丝机构。3、行走机构
14、、行走机构由驱动电动机、传动机构、其他机械装置组成。电动机需要恒速控制，以保证焊接速度不变。4、程序控制系统、程序控制系统控制各个部分按照预定顺序进入工作状态。（二）分类（二）分类1、按照用途：、按照用途：通用：平板对接、角接等，一般有焊接小车专用：特定的焊接结构。2、按照送丝方式：、按照送丝方式：等速送丝式和均匀（弧压反馈）送丝式。3、按照电极形状：、按照电极形状：丝极、带极和板极4、按行走机构：、按行走机构：焊车式、悬挂式、车床式、门架式、悬臂梁式等5、按焊丝数量和截面形状：、按焊丝数量和截面形状：单丝、双丝、多丝及带状电极等设备。常见埋弧焊设备的形式常见埋弧焊设备的形式a)焊车式焊车式；
15、b）悬挂式；）悬挂式；c）车床式；）车床式；d)门架式；门架式；e）悬臂式）悬臂式典型的焊车式埋弧焊设备构成典型的焊车式埋弧焊设备构成二、自动调节系统二、自动调节系统人工调节：SMAW时，焊工用眼睛观测电弧和熔池，根据电弧长度变化及熔池状态，及时调整焊条送进量和电弧移动速度。自动调节：以机械方式送进焊丝和移动电弧，引弧、焊接、熄弧均自动实现。自动焊的基本特征：1)自动送丝、自动抽丝送丝电机拖动滚轮自动抽丝。2)电弧自动行走小行电机拖动。3)焊接参数自动调节：Ia、Ua、W三、焊接电流及电弧电压的自动调节三、焊接电流及电弧电压的自动调节（一）影响（一）影响Ia、Ua的因素的因素Ia、Ua由静态工
16、作点决定，即由电弧静特性与电源外特性决定。凡影响这两个特性曲线的因素，均影响Ia、Ua。1、电弧静特性影响因素1）弧长波动：a）送丝速度波动b）焊距工件间距变化2）弧柱气氛变化，E变化2、电源外特性的影响因素1)电源供电网压波动2)元件的性能变化以上因素中弧长变化影响最大，原因：1）la本身很短，10mm左右；2）易发生波动；3）E较大。因此Ia、Ua恒值控制转化为弧长的恒值控制问题。IOU弧长的自动调节方式有两种：弧长的自动调节方式有两种：等速送丝调节系统的自身调节（自动调节焊丝熔化速度）均匀送丝系统的电弧电压反馈调节。四、电弧自身调节（等速送丝系统）四、电弧自身调节（等速送丝系统）焊丝以恒
17、定的速度送进，弧长波动时，依靠电弧和电源的电流自动调节来改变焊丝的熔化速度，使电弧恢复到原来的长度。电弧稳定燃烧时满足的条件：m（熔化速度）=f（送丝速度），弧长保持不变导电嘴离开工件的距离不变一）等速送丝系统的静特性一）等速送丝系统的静特性m=kiIkuUki熔化速度随电流的变化系数，影响因素：电流、焊丝电阻率、伸出长度、焊丝直径ku熔化速度随电压的变化系数；影响因素：弧长，电场强度。电弧稳定时：m=f则有：等速送丝系统的静特性方程等速送丝系统的静特性曲线，又叫等熔化曲线、C曲线。熔化速度（送丝速度）与电流及电压之间的关系下图所示。在不同的弧长范围，熔化速度与电流及电压的关系不同，其调节原理
18、也由所不同。mAUIBCIOU影响等熔化曲线的因素：影响等熔化曲线的因素：1、弧长：长弧时，ku很小，垂直于电流轴短弧时，ku较大，不能忽略不计。熔化速度随着弧长的缩短而增大。2、送丝速度增大，曲线右移；3、焊丝直径减小、干伸长度增大，ki增大，曲线左移动。二）电弧弧长自身调节原理二）电弧弧长自身调节原理弧长减小时电弧静特性曲线下移，电弧的工作点由稳态的O0变为瞬态工作点O1，焊接电流增大，焊丝熔化速度加快，从而使弧长逐渐增大，回到原来的数值。显然，这种调节的灵敏度取决于单位弧长变化所引起的焊丝熔化速度变化量，该变化量越大，灵敏度越大。O0O1U0I0三）调节精度三）调节精度1、弧长波动引起的
19、误差导电嘴离工件的距离H不变时：调节误差为0 导电嘴离工件的距离H变化时：有调节误差，误差取决于H的变化量及电源外特性。IUIUC曲线曲线新新C曲线曲线电弧静电弧静特性特性电源外电源外特性特性lsls干伸长 A:8 mmB:35 mmBA2、网压波动引起的误差O0O陡陡O缓缓O0O陡陡O缓缓UIIU长弧时，网压波动主要引起电压误差，配缓降特性的电源引起的误差较小。短弧时，网压波动主要引起电流误差，配陡降特性的电源引起的误差较小。四）调节灵敏度四）调节灵敏度即调节速度、调节时间。弧长波动是通过熔化速度来调节的，因此调节速度取决于熔化速度的变化量。1)长弧（AB段）时，熔化速度仅与电弧电流有关：m
20、=kiIm=kiI。ki,越大，灵敏度越高。ki随焊丝直径的增大而减小，焊丝直径较粗时，电弧自身调节灵敏度很小，因此弧长自动调节仅适用于细丝，不适用于粗丝。单位弧长发生波动时引起的I。采用平特性或缓降特性的电源时，同样的弧长波动引起的I较大，调节灵敏度较大，因此，弧长较大时，等速送丝系统通常匹配平特性或缓降特性电源。IOUI缓缓降降I陡陡降降弧柱的电场强度：E越大，单位弧长波动引起的I越大，灵敏度越高。2）弧长较短（BC段）时，熔化速度与电弧电流及电弧电压均有关：m=kiIkuUku为熔化速度随电压变化的系数，弧长波动引起的熔化速度变化量：m=kiI-kuU，由于弧长较短时，ku非常大，因此，
21、即使采用恒流特性的电源（I=0），弧长波动时仍能引起足够大的m，具有足够大的灵敏度。而且，采用恒流特性电源时具有很好的焊接工艺性能，因此短弧时，等速送丝系统通常恒流特性电源弧柱的电场强度：E越大，单位弧长波动引起的U越大，灵敏度越高。匹配恒流特性电源。在这种情况下，熔化速度的变化是由弧长波动本身引起的，对电源的外特性无任何要求，因此这种调节作用称为固有自调节作用。它是自调节作用的一种特殊形式。值得指出的是：钢焊丝的等熔化曲线没有BC段，因此没有固有自调节作用。只有以铝焊丝作电极的气体保护电弧才有自调节作用，铝焊丝MIG焊的亚射流过渡正是采用了这种调节作用。埋弧焊电弧没有这种固有自调节作用。五、
22、弧压反馈调节五、弧压反馈调节焊丝较粗时，电弧自调节灵敏度很低，不能保证弧长稳定。此时应采用弧压反馈调节系统。这种调节方式通过弧压反馈来控制送丝速度，利用送丝速度作为调节量来调节弧长。一）弧压反馈调节器一）弧压反馈调节器利用电弧电压反馈信号控制送丝速度。实现该功能的装置为弧压反馈调节器。送丝速度f与电弧电压的关系为：f=k（Ua-Ug）其中k为弧压反馈器的灵敏度，Ua为电弧电压。Ug为给定电压。Ud=k(Ua-Ud)二）弧压反馈调节系统的静特性方程二）弧压反馈调节系统的静特性方程f=mk(Ua-Ug)=kiIakuUa弧压反馈送丝系统的静特性方程讨论：1）当k足够大时，tg=0，弧压反馈系统静特
23、性曲线接近于平行于电流轴的直线。2）增大Ug时，弧压反馈系统静特性曲线向上移动。3）d减小或干伸长度增大时，ki增大。tg增大。三）调节过程、精度及灵敏度三）调节过程、精度及灵敏度1 1、调节过程、调节过程如果弧长变长，电弧电压增加，送丝速度增大，单位时间内送出的焊丝长度大于熔化的焊丝长度，从而迫使弧长逐渐缩短，恢复到原来的长度。反之，如果弧长变短，电弧电压减小，送丝速度减小（甚至回抽），单位时间内送出的焊丝长度小于熔化的焊丝长度，弧长逐渐变长，回到原来的长度。O0O1f1=k(U1-Ug)m01）弧长波动引起的误差导电嘴离工件的距离H不变时：调节误差为0导电嘴离工件的距离H变化时：有调节误差
24、，但是由于粗丝时的ki较小而k较大，tg基本接近为零，因此误差很小。O0O1O0O0O陡陡O缓缓IU2）网压波动主要引起电流误差，配陡降特性的电源引起的误差较小。因此，弧压反馈送丝系统一般配陡降外特性电源。2、调节灵敏度、调节灵敏度显然，弧压反馈灵敏度取决于单位弧长变化量所引起的送丝速度变化量，而送丝速度的变化量可用下式表示：f=kUa1）弧压反馈深度k越大，弧压反馈调节的灵敏度越大；2）电弧电场强度越大时，同样的弧长波动引起Ua的越大，调节灵敏度就越高。3）采用陡降特性的电源时，同样的弧长波动引起的Ua比也缓降特性电源引起的Ua大，调节灵敏度较高。因此，弧压反馈调节系统通常采用陡降特性的电源
25、。MZ-1000型埋弧焊机型埋弧焊机埋弧焊工艺：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。包括：焊接方法，焊前准备加工，装配，焊接设备，焊接顺序，焊接操作。选择与母材匹配的焊丝与焊剂选择正确的焊接工艺参数及热处理规范等焊后热处理（一）焊前准备（一）焊前准备焊前准备包括：1、坡口加工加工方法：坡口可用刨边机、车床、气割机等设备加工。2、待焊部位的清理将坡口及坡口两侧2050mm区域内的铁锈、氧化皮、油污、水分清理干净。油污、水分清理方法：一般用氧-乙炔火焰烘烤铁锈、氧化皮清理方法：砂布、钢丝刷、砂轮机打磨。喷砂、抛丸。板厚板厚小于小于14mm14mm12 12 22 mm22 mm大于大于22mm
26、22mm坡口坡口不开坡口不开坡口V V或或U U形坡口形坡口双双V V或双或双U U形坡口形坡口3、焊接材料的清理极烘干 焊丝焊丝：一般有防锈铜镀层。使用前去除掉焊丝表面的油及其它污物，以防止氢气孔。焊剂焊剂：使用前应按要求烘干。酸性焊剂：250C下烘干，保温12小时。高氟焊剂：必须在300C400C下烘干，保温2小时。烘干后应立即使用。4、焊件的装配装配要求：间隙均匀、高低平整且不错边。此外，还应注意以下几点：（1）定位焊缝采用焊条电弧焊或气体保护焊进行焊接，定位焊缝原则上应与母材等强应与母材等强，长度一般应大于30mm。（2）直缝两端加装引弧板与熄弧板，焊后再割掉，其目的是使焊件上的焊缝截
27、面尺寸保持稳定，并去掉引弧和收弧位置处出现的缺陷。（二）焊接工艺参数的选择（二）焊接工艺参数的选择包括：焊接电流、电弧电压、电流的种类及极性、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。焊接电流与熔深间成正比关系：H=kmIkm为电流系数，决定于电流种类、极性及焊丝直径等。因此，焊接电流应根据熔深要求首先选定。焊接电流过大：HAZ宽度大，易产生过热组织，接头韧性降低；电流过大还易导致咬边、焊瘤或烧穿等缺陷。焊接电流过小：易产生未熔合、未焊透、夹渣等缺陷。生产率低，2、电流种类与极性DCRP：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。DCSP：熔敷速度比反接高30%
28、50%，但熔深较浅，熔合比小。特别适合于堆焊堆焊。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。AC：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、电弧电压主要影响熔宽，对熔深的影响很小。为保证电弧的稳定燃烧及合适的焊缝成形系数，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。电弧电压还影响熔敷金属的化学成分。电弧电压增大，焊剂的熔化量增加，过渡到熔敷金属中的合金元素会增加。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
29、缺陷。因此焊接速度不能过高。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。（三）成型工艺（三）成型工艺1、平板对接、平板对接平板对接时可采用单面焊双面成形，也可采用双面焊。1 1）单面焊双面成形）单面焊双面成形适于厚度为20mm以下的工件，一般不开坡口，留较大间隙。强制成型：强制成型：利用铜衬垫、焊剂垫承托熔池。优点：优点：不用反转工件，一次将工件焊好，焊接生产率较高。缺缺点点：焊接热输入大，焊缝及热影响区晶粒粗大，接头韧性很差。板厚越大，该问题越严重
30、。2）双面焊）双面焊（1）悬空焊接法）悬空焊接法工艺要点：a）工件背面不加衬垫，不需要任何辅助设备和装置。b）严格控制间隙，以防止液态金属从间隙中流失或烧穿；一般不留间隙或间隙1mm。c）焊接正面的工艺参数应较小，熔深小于焊件厚度的一半；d）翻转工件后再焊反面，为保证焊透，适当增大焊接电流，保证熔深达到焊件厚度的60%70%。（2）焊剂垫法：）焊剂垫法：采用焊剂垫承托熔池工艺要点：a）焊前应根据工件厚度预留一定间隙或开坡口，以保证焊剂充分进入到间隙中。b）焊正面焊缝时，工艺参数必须保证使熔深大于工件厚度的60%70%。bh焊剂铜衬垫临时工艺衬垫气压式自重式3）焊反面前应首先挑焊根，采用与正面相
31、同的规范或稍小的规范进行焊接。4）工件下面的焊剂在整个焊缝长度上与工件紧密贴合，并且压力均匀。若背面的焊剂过松，会引起漏渣或液态金属下淌。（3）临时工艺垫板法：特点与焊接垫法类似。焊接反面前，需去除临时工艺垫板并挑焊根后再进行焊接。2、角接焊缝的焊接、角接焊缝的焊接角接焊缝有两种焊接方法：斜角焊：两个工件中有一个位于水平位置而熔池不在水平位置。船形焊：熔池位于水平位置。前者具有较好的工艺性能，因此，应尽可能利用该方法。1 1）船形焊）船形焊焊丝处于竖直位置，熔池处于水平位置，最有利于焊缝成形，不易产生咬边或满溢等缺陷。焊脚相等时，两个工件与垂直位置成45。要求：（1）将间隙尺寸控制在1.5 m
32、m以下，否则易出现烧穿或焊漏现象。如果无法控制间隙，则应采用适当的防漏措施。（2）电弧电压不宜太高，以免产生咬边。船形焊工艺方案2 2）斜角焊）斜角焊 工件不能反转至船形位置时，才采用斜角焊法。这种方法的优点是对间隙不敏感，缺点是对单道焊焊脚及焊丝位置要求很严格。该方法的工艺要求如下：（1）单道焊焊脚不得大于8mm，以防止咬边。当要求焊脚大于8mm时，应采用多层焊或多层多道焊。（2）焊丝偏角应适当，一般应在2030之间，否则易产生咬边及腹板未焊合缺陷。（3）电弧电压不宜太高，以防熔渣流溢。20-3003、环缝的焊接、环缝的焊接锅炉及压力容器上的筒节与筒节以及筒节与封头间的对接环缝。焊接时焊头固
33、定，通过筒体在滚轮架上转动来完成整条焊缝的焊接。一般采用双面焊。由于在焊接过程中熔池的位置不断发生变化，为了防止熔池金属的流溢，保证焊缝成形，焊丝应偏离通过圆筒中心的垂直面一段距离，这个距离叫偏移量，一般用e表示。偏移量应与旋转方向相反，其大小应能保证使熔池在旋转到水平位置时凝固成焊缝，以反之溶池金属流溢。偏移量的大小取决于：工件的直径工件转速工件厚度有关工件的直径越大，焊接速度越大，偏移量也应越大。应注意的是，对厚壁圆筒形工件进行多层焊时，虽然滚轮架的速度不变，但随着焊缝厚度的增加，焊内环缝时焊速逐层减小，因此应逐层减小偏移量；焊外环缝时，焊速逐层递增，因此应逐层加大偏移量。一、多丝埋弧焊（
34、一、多丝埋弧焊（Multiple Wire Submerged Arc Welding）利用多根焊丝、多个电弧进行焊接的一种方法。1、特点焊接速度高焊接质量好2、分类根据所用焊丝的数量可分为：双丝埋弧焊多丝埋弧焊，目前最多用到14根焊丝应用最广泛的是双丝埋弧焊。双丝埋弧焊时一般采用两个独立电源，有时也采用一个电源。前者较复杂，但两个电弧都可单独调节功率，且可采用不同的电流种类和极性，获理想的焊缝成形。后者设备简单，但每一个电弧功率难于单独调节。根据焊丝排列方式纵列 即沿焊接方向纵向顺序排列横列 克服坡口的不均匀性，提高焊缝质量 一般采用纵列，两个焊丝间的距离在10 mm 30 mm之间时，两个
35、电弧形成一个熔池、一个气泡，大于该范围时，形成两个熔池，两个气泡。导前电弧：采用较大的电流及较小的电压，目的在于保证足够的熔深。后续电弧：采用较小的电流及较大的电压，目的在于焊缝具有适当的熔宽，改善焊缝成形,焊接缺陷（咬边、未熔合等）。纵列双弧两个电弧的间距较大（大于100mm）时，形成两个熔池。每个电弧都形成各自的熔池。焊接时，后导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。此方法适合于水平位置平板拼接的单面焊双面成型工艺。二、带极埋弧焊二、带极埋弧焊(StripelectrodeSubmergedArcWelding)利用矩形截面
36、钢带代替圆截面焊丝作电极。焊接时弧根沿带极的宽度方向快速往返运动，均匀加热带极。这种方法最初用于埋弧堆焊，后来也用于焊接。（一）带极埋弧焊的特点（一）带极埋弧焊的特点1）熔敷速度大，效率高圆截面焊丝：电流很大时，焊缝熔深增大、焊缝的形状系数减小，易导至裂纹、咬边等。带极：电弧的加热宽度增大，采用更大焊接电流，焊缝的形状系数也较高。2）熔深浅、稀释率低，特别适合于堆焊。3）易于控制焊缝成形熔化金属的过渡方向与电极宽度方向成直角。电极偏转一个较小角度，焊道就可产生较大移位。因此可方便地控制焊道的形状和熔深。带极堆焊示意图熔化带极金属的流动方向（二）带极埋弧焊工艺（二）带极埋弧焊工艺除了电流、电压外
37、，影响因素还有：带极厚度宽度干伸长度带极宽度越大，熔深越小，熔宽越大。带极厚度增大时，熔深增大，熔宽减小。堆焊时，可通过焊接线能量来调节熔深，但由于线能量太小时，电弧不稳定，因此仅靠降低线能量来减小熔深并不是很有效。焊剂的成分焊剂的成分对带极的熔化速度、焊缝的几何形状及成分具有重要的影响。实验证明，当焊剂中的氧化铁氧化铁含量降低时，带极的熔化速度增大，熔深减小。三三、窄窄 间间 隙隙 埋埋 弧弧 焊焊（Narrow-gap Submerged Arc Welding）窄间隙焊接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
38、。适用于压力容器，涡轮机转子，原子能反应堆外壳等厚板结构的焊接。窄间隙自动埋弧焊（SAW-NG）坡口角度一般为01，坡口宽度为2030mm。窄间隙焊接的分类窄间隙埋弧焊（SAW-NG）窄间隙熔化极气体保护焊（GMAW-NG）窄间隙钨极气体保护焊（GTAW-NG）等（一）SAW-NG的特点1）由于采用窄间隙，焊接厚板接头时无需采用U型或双U型坡口，因而大大节省了填充金属。2）在窄而深的坡口中进行多层焊，热输入较低，因而减小了残余应力及工件变形，同时可防止再热裂纹。3）由于采用了多层焊，后续焊道对前一焊道具有很好的回火作用，加之每层的厚度较薄，因此，焊缝金属晶粒细小，韧性好。4）与窄间隙气体保护焊
39、相比，窄间隙埋弧焊的焊丝较粗，对跟踪控制系统的精度要求较低，因此不易产生未焊透及夹渣等缺陷。（二）SAW-NG的技术要点1、每层焊道侧壁均要求完全焊透，因此焊丝端部与侧壁之间应保持适当的距离，并且焊丝伸出长度也应适当。这就要求焊机应配有横向及高度方向的跟踪系统，以保证焊丝的精确定位。2、由于SAW-NG是在很窄的间隙中进行多层焊，因此脱渣是一个重要问题，一般要求焊剂须有良好的脱渣性。3、焊接过程中，如发现缺陷，应及时利用合适的方法磨掉，并进行修补。（三）SAW-NG工艺1、坡口：一般开01的坡口。坡口的关键尺寸是坡口宽度。选择时考虑因素：焊件的厚度焊丝直径焊剂的脱渣难易程度焊件的结晶裂纹敏感性
40、。焊件厚度越大，或焊丝直径越大，或脱渣越难，或结晶裂纹敏感性越大，则坡口宽度应适当增大。而且要求坡口宽度具有良好的精度。在焊缝全长范围内，坡口宽度的误差应不超过3mm，否则将很难保证焊缝质量。窄间隙埋弧焊工艺有3种方案，如下图。窄间隙埋弧焊工艺方案ABC1）图a：每层一道焊缝，适用于70150mm厚的工件。特点：省时省料、容易产生热裂纹容易产生热裂纹。工艺要点：必须严格控制坡口精度必须严格控制焊接工艺参数。当焊接含碳量较高的钢材时，应该采用较低的焊接电流和速度，从而获得较大的成形系数，减小裂纹倾向。2）图b：每层两道焊缝，适用于150300mm厚的工件，特点：易焊透，焊渣易清除，工艺参数允许范围大。而且由于线能量小，焊缝具有良好的韧性。2）图c）：每层三道焊缝，适用于板厚300mm的工件。2、焊丝焊丝直径通常根据板厚来选择，板厚小，选择的焊丝直径也应较小。3、电弧电压一般取25V35V，若小于25V，焊缝上凸严重；若大于35V，易产生咬边及夹渣，且清渣困难。4、焊丝与间隙侧壁（丝-壁）的间距是影响焊缝质量和性能的一项重要参数，决定了侧壁熔深、热影响区尺寸的大小。通常，最佳的丝-壁间距等于所用焊丝的直径，允许偏差为0.5mm。四、埋弧堆焊四、埋弧堆焊