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1、第九章 埋弧自动焊 埋弧自动焊是焊接生产中广泛应用的一种机械化、高效率焊接方法。本章主要讲述埋弧自动焊的实质与特点，自动调节基本原理，及有关的焊接设备、焊接材料、焊接工艺方法等内容。第一节：埋弧自动焊概述 一、电弧焊接过程自动化的基本概念 电弧焊接过程一般包括引燃电弧、正常焊接和熄弧收尾三个阶段，并要求电弧及焊接过程始终保持稳定，即具有一定的调节作用，以达到电弧焊接的预定目的。手工电弧焊的焊接过程与稳定，是依靠焊工用手工控制来实现的，这是一种人工调节作用。自动焊实质是机械化程度高的焊接，以相应的自动调节作用取代人工调节作用。为此，自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作，还要求自动地调节有关的
2、焊接工艺参数，才能保证电弧及焊接过程的稳定，满足电弧焊接的需求。自动电弧焊分为埋弧（焊剂层下）自动焊和明弧焊（气体保护）两种。埋弧自动焊与手工电弧焊的根本区别，在于焊丝的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的，并且有相应的自动调节作用。二、埋弧自动焊的实质与特点 埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊剂下燃烧的熔焊方法。焊丝送入颗粒状的焊剂下，与焊件之间产生电弧，使焊丝和焊件熔化形成熔池，熔池金属结晶为焊缝；部分焊剂熔化形成熔渣，并在电弧区域形成一封闭空间，液态熔渣凝固后成为渣壳，覆盖在焊缝金属上面。随着电弧沿焊接方向移动，焊丝不断地送进并熔化，焊剂也不断地撒在电弧周围，使电弧埋在焊剂层下燃烧，由此
3、进行自动的焊接过程。埋弧自动焊与手工电弧焊相比具有以下的特点：、焊接生产率高 埋弧自动焊可采用较大的焊接电流，同时因电弧加热集中，使熔深增加，可一次焊透14以下不开坡口的钢板。而且埋弧自动焊的焊接速度也比手工焊快，从而提高了焊接生产率。、焊接质量好 因熔池有熔渣和焊剂的保护，使空气中的氮、氧难以侵入，提高了焊缝金属的强度和韧性。同时由于焊接速度快，线能量相对减小，故热影响区的宽度比手弧焊小，有利于减小焊接变形及防止近缝区金属过热。另外，焊缝表面光洁、平整。、改善焊工的劳动条件 由于实现了焊接过程机械化，操作较简便，而且没有弧光的有害影响，放出烟尘也少，因此焊工的劳动条件得到改善。但是，埋弧自动
4、焊在实用上也受到一定的限制，因为焊接过程是依靠焊剂堆积及熔化后形成保护作用的，所以仅适用于水平面焊缝的焊接，并对焊件边缘的加工和装配质量要求较高。而且埋弧自动焊的设备比手弧焊复杂，维修保养的工作量也较大。埋弧自动焊主要适用于低碳钢及合金钢中厚板的焊接，是大型焊接结构生产中常用的一种焊接技术。三、电弧长度变化自动调节途径 、影响焊接电流和电弧电压稳定的因素 合理地选择焊接工艺参数，并保证预定的工艺参数在焊接过程中稳定，是获得优质焊缝的重要条件。焊接电流和电弧电压在外界干扰下，将会引起较大变化。埋弧自动焊要求焊接电流和电弧电压的波动分别不超过士与士 2，否则会影响焊缝尺寸，以致破坏焊接过程的稳定。
5、电弧的稳定工作点，是由电源的外特性曲线和电弧静特性曲线的交点所确定的。质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧
6、的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池因此，凡是使电源外特性和电弧静特性发生变化的外界因素，都会影响焊接电流和电弧电压的稳定。（）电弧长度的变化 由于焊件表面不平整和装配质量不良及有定位焊缝等原因，使电弧长度经常发生变化，因而电弧静特性曲线位置也相应变化，造成对焊接电流和电弧电压的影响。（）网路电压的波动 网路电压发生波动时，电源外特性曲线的位置也发生变化，从而影响了焊接电流。上述两个影响因素中，由于弧长变化对焊接电流和电弧电压的影响最为严重，因此埋弧自动焊的自动调节是以消除电弧长度变化的干扰作为主要目标。电弧长度自动调节的途径 焊接过程中，当弧长变化时希
7、望能迅速得到调整，恢复到原来长度。而电弧长度是由焊丝送给冷度和焊丝熔化速度决定的，只有使焊丝送给速度等于焊丝熔化速度时，电弧长度才有可能保持稳定不变。为此可通过两种途径来实现，一是调节焊丝送给速度；二是调节焊丝熔化速度，从而达到稳定电弧长度的目的。所谓焊丝送给速度是指在单位时间送入焊接区的焊丝长度，而焊丝熔化速度是指单位时间内熔化送入焊接区的焊丝长度。目前按电弧长度的调节原理，即焊丝送给的方式，埋弧自动焊有两种型式：一为焊丝送给速度在焊接过程中恒定不变的等速送丝式，焊机型号有1000 型；二为焊丝送给速度随电弧电压变化而变化的变速送丝式，焊机型号有1000 型。第二节：等速送丝式埋弧自动焊机
8、一、等速送丝式埋弧焊机的工作原理 等速送丝式埋弧焊机的特点是：选定的焊丝送给速度，在焊接过程中恒定不变，当电弧质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点
9、埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池长度变化时，依靠电弧的自身调节作用，来相应地改变焊丝熔化速度，以保持电弧长度的不变。等熔化速度曲线 等速送丝式埋弧焊机的自动调节性能，关键在于焊丝熔化速度，而焊丝熔化速度直接与焊接电流和电弧电压有关，其中又以焊接电流的影响为大些。当焊接电流增大时，焊丝熔化速度显著地增快；当电弧电压升高时，焊丝熔化速度略有减慢，因而焊接电流和电弧电压的变化，使焊丝熔化速度发生相应变化。通过实验的方法，所选定的焊丝送给速度和焊接工艺条件相同，仅调节焊接电源外特性，并分别测出电弧稳定燃烧点的焊接电流和
10、电弧电压，以及相应的电弧长度，连接这几个电弧稳定燃烧点，可得到一条曲线。这条曲线近似看作是一条直线，称作等熔化速度曲线。等熔化速度曲线表明，在曲线的每一点上，不同的焊接电流与电弧电压相配合，电弧均保持一定的长度稳定燃烧，而且焊丝熔化速度是相等的，并等于已选定的焊丝送给速度。等熔化速度曲线略微向右倾斜，说明随着电弧电压的升高，焊接电流则相应增大，因为电弧电压升高使焊丝熔化速度减慢，需增大焊接电流来补偿，以达到焊丝熔化速度与送给速度之间的平衡。等熔化速度曲线平行右移或左移，说明焊丝送给速度的变化，必须利用焊接电流的变化，来改变焊丝熔化速度，才能达到与焊丝送给速度的相互平衡，从而保持电弧长度的稳定。
11、电弧自身调节作用 根据等熔化速度曲线的含义，等速送丝式焊机的电弧稳定燃烧点，应是电源外特性曲线、电弧静特性曲线和等熔化速度曲线的三线相交点。当电弧长度发生变化时，假定电弧稳定燃烧，由于某种外界的干扰，使电弧长度突然从拉长，此时，电弧燃烧点下移，焊接电流减小，电弧电压增大。然而电弧燃烧是不稳定的，质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不
12、仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池因为焊接电流的减小和电弧电压的升高，都减慢了焊丝熔化速度，而焊丝送给速度是恒定不变的，其结果使电弧长度逐渐缩短，电弧燃烧点将沿着电源外特性曲线，回到原来的稳定燃烧点，这样又恢复至平衡状态，保持了原来的电弧长度。反之，如果电弧长度突然缩短时，由于焊接电流随之增大，加快焊丝熔化速度，而送丝速度仍不变，
13、这样也会恢复至原来的电弧长度。在受到外界的干扰使电弧长度发生改变时，会引起焊接电流和电弧电压的变化，尤其是焊接电流的显著变化，从而引起焊丝熔化速度的自行变化，使电弧恢复至原来的长度而稳定燃烧，这称为电弧自身调节作用。、影响电弧自身调节性能的因素 （）焊接电流 电弧长度改变后，焊接电流变化越显著，则电弧长度恢复得越快。当电弧长度改变的条件相同时，选用大电流焊接的电流变化值，要大于选用小电流焊接的电流变化值。因而，采用大电流焊接时，电弧自身调节作用就强烈，即电弧自行恢复到原来长度的时间就短。（）电源外特性 当电弧长度改变相同时，较为平坦的下降电源外特性曲线的电流变化值，要比陡降的电源外特性曲线的电
14、流变化值大些。这说明下降的电源外特性曲线越平坦，焊接电流变化就越大，电弧自身调节作用就越好。所以，等速送丝式埋弧自动焊机的焊接电源，要求具有缓降的电源外特性。、焊接电流和电弧电压调节方法 等速送丝式埋弧焊机的焊接电流和电弧电压调节方法，可以通过改变焊丝送给速度和电源外特性来实现。电源外特性不变时，改变焊丝送给速度，使等熔化速度曲线平行移动，于是，焊接电流质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度
15、高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池变化值较大，电弧电压变化值较小。反之，焊丝送给速度固定，调节电源外特性，因等熔化速度曲线近似垂直，所以电弧电压变化值较大。为此，需调节焊接电流，改变焊丝送给速度；需调节电弧电压，改变电源外特性。由于电弧稳定工作点，要求焊接电流和电弧电压的
16、相互配合，当焊接电流调节时，电弧电压也要相应调节，所以需要同时改变焊丝送给速度和电源外特性。二、型埋弧自动焊机的组成 型是典型的等速送丝式埋弧自动焊机，根据电弧自身调节原理设计的。这种焊机的电气控制线路比较简单，外形尺寸不大，焊接小车结构也较简单，使用方便，可选用交流和直流焊接电源，主要用于焊接水平位置及倾斜小于的对接和角接焊缝，也可以焊接直径较大的环形焊缝。型埋弧自动焊机由焊接小车、控制箱和焊接电源三部分组成。、焊接小车 焊接小车的交流电动机为送丝机构和行走机构共同使用，电动机两头出轴，一头经送丝机构减速器送给焊丝，另一头经行走机构减速器带动焊车。焊接小车的前轮和主动后轮与车体绝缘，主动后轮
17、的轴与行走机构减速器之间，装有摩擦离合器，脱开时，可以用手推动焊车。焊接小车的回转托架上装有焊剂斗、控制板、焊丝盘、焊丝校直机构和导电嘴等。焊丝从焊丝盘经校直机构、送给轮和导电嘴送入焊接区，所用的焊丝直径为 1.65。焊接小车的传动系统中有两对可调齿轮，通过改换齿轮的方法，可调节焊丝送给速度和焊接速度。焊丝送给速度调节范围为 0.87 6.7，焊接速度调节范围为 16126。控制箱 质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工
18、调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池 控制箱内装有电源接触器、中间继电器、降压变压器、电流互感器等电气元件，在外壳上装有控制电源的转换开关、接线板及多芯插座等。焊接电源 常见的埋弧自动焊交流电源采用型同体式弧焊变压器。质与特点自动调节基本原理及
19、有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池 第三节：变速送丝式
20、埋弧自动焊机 一、变速送丝式埋孤自动焊机的工作原理 质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入
21、颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池 变速送丝式埋弧自动焊机的特点是；通过改变焊丝送给速度来消除对弧长的干扰，焊接过程中电弧长度变化时，依靠电弧电压自动调节作用，来相应改变焊丝给送速度，以保持电弧长度的不变。1电弧电压自动调节静特性曲线 变速送丝式埋弧自动焊机的自动调节原理，主要是引入电弧电压的反馈，用电弧电压来控制焊丝送给速度，而原来选定的焊丝送给速度，是由决定送丝的给定电压来进行调节。由于焊接过程中的电弧电压直接与焊丝送给速度有关，当电弧电压升高时，焊丝送给速度就增快，反之电弧电压降低时，则焊丝送给速度减慢，因此保持了电弧长度的不变。通过实验的方法，在确定的焊接工艺条
22、件下，所选定的送丝给定电压不变，然后调节焊接电源外特性，并分别测出电弧稳定燃烧点的焊接电流和电弧电压，连接这几个电弧稳定燃烧点，可得到一条曲线。这条曲线基本上可看作是一条直线，称为电弧电压自动调节静特性曲线。电弧电压自动调节静特性曲线与等熔化速度曲线一样，是反映建立稳定焊接过程中焊接电流和电弧电压关系的曲线，表明电弧在曲线的每一点上燃烧时，其焊丝熔化速度等于焊丝送给速度。但是，变速送丝式的焊丝送给速度不是恒定不变的，因而在曲线上的各个不同点，都有不同的焊丝送给速度，对应着不同的焊丝熔化速度，使电弧在一定的长度下稳定燃烧。电弧电压自动调节静特性曲线稍微上升，说明随着焊接电流的增大，电弧电压需相应
23、升高，因为焊接电流增大时，使焊丝熔化速度增快，这需要加快焊丝送给速度来配合，以达到焊丝送给速度与熔化速度之间的平衡。电弧电压自动调节静特性曲线的平行上移或下移是通过电位器的调节来改变给定电压的大小而达到的。当其它条件相同时，如给定电压通过电位器调节而增大测电弧电压自动调节静特性曲线上移，反之则下移，但斜率不变。电弧电压自动调节作用 质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调
24、节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池 按照电弧电压自动调节静特性曲线的含义，变速送丝式焊机的电弧稳定燃烧点，必定是电源外特性曲线，电弧静特性曲线和电弧电压自动调节静特性曲线的三线相交点。当电弧长度发生变化时，通过自动调节而恢复到原来弧长的过程，当受到某种外界干扰时，便电弧长度突然从已拉长，这时，
25、电弧燃烧点从上移，电弧电压增大，因电弧电压的反馈作用，使焊丝送给速度加快；而焊接电流减小到稳定燃烧点，引起焊丝熔化速度减慢。由于焊丝送给速度的加快，同时焊丝熔化速度又减慢，因此，电弧长度迅速缩短，电弧从不稳定燃烧的点，回到原来的稳定燃烧点，于是又恢复至平衡状态，保持了原来的电弧长度。反之，如果电弧长度突然缩短时，由于电弧电压随之减小。使焊丝送给速度减慢，同时焊接电流的增大，引起焊丝熔化速度加快，结果也是恢复到原来的电弧长度。从上述的自动调节过程中，存在着电弧自身调节作用，不过，电弧长度的自动恢复，主要是由电弧电压的变化，依靠焊丝送给速度的变化，也就是电弧电压自动调节作用所决定的。在受到外界的干
26、扰，造成电弧长度改变时，即电弧电压引起变化，使焊丝送给速度随着电弧电压的变化而相应改变，以达到恢复原来的电弧长度而稳定燃烧的目的，这称为电弧电压自动调节作用。、影响电弧电压自动调节性能的因素 主要的影响因素是网路电压波动，当网路电压升高时，电源外特性曲线亦相应上移。控制线路较为复杂。可使用交流和直流焊接电源，主要用于平焊位置的对接焊，也可用于船形位置的角接焊。1000 型埋弧自动焊机由三部分组成：焊接小车、控制箱和焊接电源。焊接小车 焊接小车，小车的横臂上悬挂着机头、焊剂斗、焊丝盘和控制盘。机头的功能是送给焊丝，它由一只直流电动机、减速机构和送给轮组成，焊丝从滚轮中送出，经过导电嘴进入焊质与特
27、点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池
28、接区，焊丝送给速度可在 0.52范围内调节。控制盘和焊丝盘安装在横臂的另一端，控制盘上有电流表、电压表，用来调节小车行走速度和焊丝送给速度的电位器，控制焊丝上下的按钮、电流增大和减小按钮等。焊接小车由台车上的直流电动机通过减速器及离合器来带动焊接速度可在 1570加 范围内调节。为适应不同形式的焊缝，焊接小车在结构上可在一定的方位上转动。控制箱 控制箱内装有电动机发电机组，还有接触器、中间继电器、降压变压器、整流器、电流互感器等电气元件。焊接电源 一般选用1000 型弧焊变压器，或选用具有陡降外特性的弧焊发电机和弧焊整流器。三、1000 型埋弧自动焊机基本电气原理 1000 型埋弧自动焊机的焊
29、丝送给和电弧电压自动调节的基本电气原理是他激式直流电动机，通过减速机构带动送丝滚轮，即进行焊丝送给。而电动机由他激式直流发电机供电，因此，直流发电机发出的电压高低，控制了电动机的转速，也就控制了焊丝送给速度的快慢。还有，直流发电机的极性，决定了电动机的转向，即使焊丝下送或上抽。当直流发电机的电压为零时，直流电动机不旋转，焊丝也停止送给。由此可知，焊丝下送或上抽及送给速度的变化，是与直流发电机输出的极性和电压高低有关。直流发电机有两个激磁线圈，激磁线圈所产生磁通量的方向相反。其中激磁线圈；由网路经降压、整流后再经给定电压调节电位器供电，因而初级磁通的大小取决于给定电压；激磁线圈是引入焊接回路中电
30、弧电压的反馈，则次级磁通的大小由电弧电压的高低决定。因质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送
31、入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池此，作用于直流发电机的合成磁通方向和大小，取决于激磁线圈所产生的磁通的变化。如果激磁线圈的磁通向大干激磁线圈的磁通则合成磁通的方向与一致，这时直流发电机的极性使电动机正转，焊丝即下送，而且，当电弧电压越高，反馈到激磁线圈所产生的磁通量也越大，致使直流发电机的电压增高，电动机的正转速度增快，因此焊丝下送的速度加快。反之，当电弧电压越低，使焊丝下送的速度减慢。如果只有激磁线圈儿所产生磁通的作用，而没有激磁线圈的磁通队的作用，则合成磁通的方向必定与一致，这时直流发电机的极性使电动机反转，焊丝就上抽。在正常的焊接过程中，激磁线圈们的磁通向总是
32、大于激磁线圈的磁通向，以保证焊丝不断地向下给送。然而，形成的合成磁通大小不是恒定的，它将随着弧长变化使电弧电压反馈的内磁通也相应变化，从而引起电动机转速的变化，使焊丝送给速度发生变化，达到利用电弧电压自动调节的基本目的。焊接启动时，在焊丝与焊件之间在接触短路的条件下，电弧电压为零，因而激磁线圈不起作用，直流发电机只受到激磁线圈的作用，所以焊丝上抽，电弧被引燃。随着电弧的逐渐拉长，电弧电压不断增高，激磁线圈的作用也不断增强，当的磁通的磁通量时，则直流发电机的极性改变，电动机的转向也相应改变，焊丝就下送，直至焊丝送给速度等于焊丝熔化速度时，电弧燃烧趋向稳定状态，进入正常的焊接过程。第四节：埋弧焊的
33、焊接材料 埋弧自动焊的焊接材料有焊丝和焊剂。一、焊丝 焊丝在埋弧焊中作为填充金属，对焊缝金属质量有直接的影响。目前，埋弧焊的焊丝与质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋
34、弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池手工电弧焊焊条的钢芯，同属一个国家标准。按照焊丝的成分和用途，可分为碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢三大类。对埋弧焊所用焊丝的要求，与焊条的钢芯基本相同。常用的焊丝直径为、和。焊丝在使用时，表面要清洁，不应有氧化皮、铁锈及油污等杂质。二、焊剂 焊剂的作用及对焊剂的要求 焊剂的主要作用是：（）焊接时覆盖焊接区，防止空气中氮、氧等有害气体侵入熔池，焊后熔渣覆盖在焊缝上，减缓了焊缝金属的冷却速度，改善焊缝的结晶状况及气体逸出的条件，从而减少气孔。（）对焊缝金属渗合金，
35、改善焊缝的化学成分和提高力学性能。焊接低碳钢和普通低合金钢时，焊缝的力学性能主要是通过焊剂和焊丝的渗合金来获得（渗合金元素是锰和硅）。为此，焊剂中应含有足够数量的氧化锰和二氧化硅。（）防止焊缝中产生气孔和裂纹。焊剂中含有一定数量的萤石，它有去氢作用，防止焊缝中产生氢气孔。另外，焊剂中的萤石和氧化锰对熔池金属有去硫作用，可防止焊缝中产生裂纹。对焊剂的主要要求是：（1）与焊丝配合，能保证焊缝金属的化学成分及力学性能都符合要求。（）应有良好的焊接工艺性，即电弧能稳定燃烧，脱渣容易，焊缝成形美观。（）应有一定的物理性能，且不易吸潮。焊剂的分类 焊剂是根据制造方法和化学成分而分类。（）按制造方法分类 有
36、熔炼型焊剂和烧结型焊剂。质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电
37、弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池 熔炼型焊剂是由各种矿物原料混合后，在电炉中经过熔炼，再倒入水中粒化而成。熔炼型焊剂呈玻璃状，颗粒强度高，化学成分均匀，但需经过高温熔炼，因而不能加入用于渗合金的铁合金粉。目前，熔炼型焊剂应用最多。烧结型焊剂是用矿石、铁合金粉和粘结剂（水玻璃）等，按一定比例制成颗粒状的混合物，并加热到一定温度烧结而成。烧结型焊剂可任意加入铁合金粉，有补充和添加合金的作用，但颗粒强度较低，且容易吸潮。（）按化学成分分类 有高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂等，并以焊剂中氧化锰、二氧化硅和氟化钙的含量高低，分成不同的焊剂类型。焊剂牌号 焊剂牌号格式为：“焊剂”，“焊剂”后面有三位
38、数字，具体表示是：（）第一位数字表示焊剂中氧化锰的平均含量。（）第二位数字表示焊剂中二氧化硅、氟化钙的平均含量。（）第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号。对同一种牌号焊剂生产两种颗粒度，则在细颗粒产品后面加一“细”字。例如“焊剂细”表示为：焊剂使用应注意事项（）焊剂应妥善运输防止破损，应存放在干燥的库房内，并防止受潮。（）使用前焊剂均应在 250300烘焙 2。（）焊前焊接处应清除铁锈及油污。质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这
39、是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池（）使用中回收的焊剂，应清除其中的渣壳、碎粉及其它杂物，并与新焊剂混匀后使用。（）使用直流电源时，一般均采用直流反接。国家标准5293 85碳素钢埋弧焊用焊剂的焊剂型号划分方法。（）焊剂型号划分原则
40、 根据埋弧焊焊缝金属的力学性能来划分焊剂的型号。（）焊剂型号的表示方法及内容 焊剂型号的表示方法如下:）在焊剂型号中，“”后面的第一位数字有 3、4 或 5，各位数字代表的焊缝金属拉伸性能）第二位数字有或，表示拉伸试样和冲击试样的状态。）第三位数字有、或，它们表示焊缝金属冲击值不小于 34.3J/cm2（3.5kg/cm2）时的最低试验温度。例如：40108型号表明此焊剂与08焊丝配合使用，按所规定的母材及焊接工艺焊接试板，在焊态取力学性能试样测试，b410550；s330；522；在 0时冲击值34.3 cm2，均能满足5293 85 的要求。三、焊剂与焊丝的选配 根据被焊材料来选用焊剂，并
41、要配以合适的焊丝，方可得到化学成分和力学性能符合要求的焊缝金属，所以必须正确的选配焊剂与焊丝。在一般的低碳钢、普通低合金钢焊接中，为保证焊缝的综合力学性能良好，并不要求其化学成分与焊件金属完全相同，通常要求焊缝金属的含碳量降低，且含有适量的锰、硅等元素，以达到焊件所需的机械性能。质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段
42、的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池 焊接实践证明，较为理想的焊缝金属化学成分，其含碳量为0.10.13；含锰量为0.6 0.9；含硅量为 0.15 0.30，这需要依靠焊剂与焊丝的选配来实现。焊接低碳钢、普通低合金钢时，采用熔炼型焊剂，有两种不同的焊剂与焊丝配合方式：1、选用高锰高硅焊剂（如焊剂 430、焊剂 431），配合低锰焊丝（08）或含锰
43、焊丝（08）。2、选用无锰高硅或低锰高硅焊剂（如焊剂 130、焊剂 230），配合高锰焊丝（10n2）。第一种选配方式：焊缝所需的锰和硅，主要通过焊剂来过渡，因而过渡量比较小，有效过渡到焊缝的比例不高。由于焊剂中的氧化锰和二氧化硅的含量较多，因此能保证焊缝金属的质量要求。而且熔渣的氧化性强，抗氢气开性能较好，熔渣中的氧化锰又能去硫，提高了焊缝抗裂性能。同时熔池中碳的烧损较多，使焊缝金属的含碳量降低。第二种选配方式：主要由焊丝来直接过渡合金元素，以满足焊缝中的含锰量，因而有效过渡至焊缝的比例较高，合金元素过渡过程的损耗少。由于熔渣的氧化性弱，因此脱渣性较好，但焊缝的抗氢气孔和抗裂性能较差。这两种
44、选配方式均可得到满意的焊接结果，目前，低碳钢及普通低合金钢的埋弧自动焊 时，多选用第一种的焊剂与焊丝配合方式。第五节：埋弧自动焊工艺 一、焊缝形状和尺寸 埋弧自动焊时，焊丝与焊件金属在电弧热量的作用下，形成了一个熔池，随着电弧热源向前移动，熔池中的液态金属逐渐冷却凝固而成为焊缝。焊缝形状不仅关系到表面的成形，还会直接影响焊缝金属的质量。焊缝形状可用焊缝宽度、焊缝有效厚度和焊缝余高的尺寸来表示。合理的焊缝形质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接过程始
45、终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池状、要求各尺寸之间有恰当的比例关系。焊缝形状系数表示焊缝形状的特征，由焊缝宽度与焊缝有效厚度之比决定：c/s 焊缝形状系数值的大小，对焊缝质量具有重要意义。值过小时，焊缝形状窄而深，容易
46、产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷；值过大时，使熔宽过大，熔深浅。则浪费焊接材料，甚至于会造成未焊透。因而，必须把焊缝形状系数控制在合理的数值内，埋弧自动焊的焊缝形状系数一值在 1.32 之间较为适宜。埋弧自动焊的焊缝形状由焊接工艺参数和工艺因素决定，因此，正确的选择焊接工艺参数，是保证焊缝质量的重要措施。二、焊接工艺参数对焊缝质量的影响 埋弧自动焊的焊接工艺参数是：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和工艺因素等。、焊接电流 焊接过程中，当其它因素不变，增加焊接电流则电弧吹力增强，使焊缝有效厚度增大，但电弧的摆动小，所以焊缝宽度变化不大。另外，由于焊接电流增大，焊丝的熔化速度也相应增快，因此焊缝余
47、高稍有增加。、电弧电压 在其它因素不变的条件下，如增加电弧长度，则电弧电压增加。电弧电压对焊缝形状的影响：随着电弧电压增加，焊缝宽度显著增大，而焊缝有效厚度和余高略有减小。这是因为电弧电压越高，电弧就越长，则电弧的摆动作用加剧，使焊件被电弧加热而面积增大，以致焊缝宽度增大。此外，由于焊丝熔化速度不变，而熔滴金属被分配在较大的面积上，故使余高相应减小。同时，电弧吹力对焊件金属的作用变弱，因而焊缝有效厚度有所减小。质与特点自动调节基本原理及有关的焊接设备焊接材料焊接工艺方法等内容第一节埋弧自动焊概述一电弧焊接过程自动化的基本概念电弧焊接过程一般包括引燃电弧正常焊接和熄弧收尾三个阶段并要求电弧及焊接
48、过程始终保持稳定这是一种人工调节作用自动焊实质是机械化程度高的焊接以相应的自动调节作用取代人工调节作用为此自动电弧焊不仅要完成各个阶段的机械化操作还要求自动地调节有关的焊接工艺参数才能保证电弧及焊接过程的稳定满足电弧焊的给送和电弧沿着焊接方向移动都是自动的并且有相应的自动调节作用二埋弧自动焊的实质与特点埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊下燃烧的熔焊方法焊丝送入颗粒状的焊下与焊件之间产生电弧使焊丝和焊件熔化形成熔池熔池、焊接速度 焊接速度对焊缝形状的影响。当其它条件不变时，焊接速度增大，开始时焊缝有效厚度略有增加，而焊缝宽度相应减小，当速度增加到一定值以后，焊缝有效厚度和焊缝宽度都随速度增大而减
49、小。焊接速度过大，则焊件与填充金属容易产生未熔合的缺陷。焊接实践证明，焊速在 40/h 以内时，焊缝有效厚度通常随焊速增大而略有增加，焊速超过 40/h 以后，焊缝有效厚度与焊缝宽度都随焊速增大而减少。、焊丝直径 当焊接电流不变时，随着焊丝直径的增大，电流密度减小，电弧吹力减弱，电弧的摆动作用加强，使焊缝宽度增加而焊缝有效厚度稍减小；焊丝直径减小时，电流密度增大，电弧吹力加大，使焊缝有效厚度增加。故用同样大小的电流焊接时，小直径焊丝可获得较大的焊缝有效厚度。工艺因素 （）焊丝倾斜的影响 埋弧自动焊的焊丝位置通常垂直于焊件，但有时也采用焊丝倾斜方式。焊丝倾斜对焊缝形状的影响:：焊丝向焊接方向倾斜
50、称为后倾，反焊接方向倾斜则为前倾。焊丝后倾时，电弧吹力对熔池液态金属的作用加强，有利于电弧的深入，故焊缝有效厚度和余高增大，而焊缝宽度明显减小。焊丝前倾时，电弧对熔池前面的焊件预热作用加强，使焊缝宽度增大，而焊缝有效厚度减小。（）焊件倾斜的影响 焊件有时因处于倾斜位置，因而有上坡焊和下坡焊之分。上坡焊与焊丝后倾作用相似，焊缝有效厚度和余高增加，焊缝宽度减小，形成窄而高的焊缝，甚至于出现咬边的缺陷。下坡焊与焊丝前倾作用相似、焊缝有效厚度和余高都减小，而焊缝宽度增大，且熔池内液态金属容易下淌，严重时会造成未焊透的缺陷。所以，无论是上坡焊或下坡焊，焊件的倾角都不得超过，否则会破坏焊缝成形及引起焊接缺