埋弧焊常见缺陷防范及工艺介绍

1、埋弧焊常见缺陷防范及工艺介绍埋弧焊常见缺陷防范及工艺介绍 ssss1 讲师姓名 刘锦明个人简介 :本人从事焊接工作28年所在部门、品质保证部焊接试验科任职、焊接技术员职称、技师专长、手工电弧焊、二氧化碳焊、氩弧焊、埋弧焊个人履历、教育、中等专业工作经历、沪东、南通锅炉厂、黄埔、桂江、文冲、熔盛等大中型船厂手弧焊、二氧化碳焊、埋弧焊工作工作业绩、技师考评论文、坡口角度对熔深的影响正在完成中。授课经历、先后对公司内部员工、劳务队员工进行理论与实践的培训，2021年公司委派到北方工业学校对技校生的理论实践培训。个人荣誉、熔盛重工6GR焊接三等奖优点及应用范围v 埋弧焊与其他焊接法相比有以下优点埋弧焊

2、与其他焊接法相比有以下优点优点一优点一v 埋弧焊可以以相当高的焊接速度和高的融敷率完成厚度实埋弧焊可以以相当高的焊接速度和高的融敷率完成厚度实际上不受限制的对接、角接和搭接接头。多丝焊特别适用际上不受限制的对接、角接和搭接接头。多丝焊特别适用于厚板接头和外表堆焊于厚板接头和外表堆焊。优点二优点二v 单丝或多丝埋弧焊可以单面焊双面成形工艺完成厚度单丝或多丝埋弧焊可以单面焊双面成形工艺完成厚度20mm以下的直边对接接头，或以双面焊完成以下的直边对接接头，或以双面焊完成40mm以下以下的直边对接和单面的直边对接和单面V型坡口对接接头。可以取得相当高的型坡口对接接头。可以取得相当高的经济效益。经济效益

3、。 优点三优点三v 利用焊剂对焊缝金属脱氧复原反响以及渗合金作用，可利用焊剂对焊缝金属脱氧复原反响以及渗合金作用，可以获得力学性能优良，致密性高的优质焊缝金属。焊缝以获得力学性能优良，致密性高的优质焊缝金属。焊缝金属的性能容易通过焊剂和焊丝的选配任意调整。金属的性能容易通过焊剂和焊丝的选配任意调整。优点四优点四v埋弧焊过程中焊丝的熔化不产生任何飞溅，焊缝外表光洁焊后无需修磨焊缝外表，省略辅助工序。优点五优点五v 埋弧焊过程无弧光刺激，焊工可以集中注意力进行操作，埋弧焊过程无弧光刺激，焊工可以集中注意力进行操作，焊接质量容易保证，同时劳动条件得到改善。焊接质量容易保证，同时劳动条件得到改善。优点

4、六优点六v 埋弧焊易于实现机械化和自动化操作，焊接过程稳定，埋弧焊易于实现机械化和自动化操作，焊接过程稳定，焊接参数调节范围广，可以适应各种工件的焊接。焊接参数调节范围广，可以适应各种工件的焊接。埋弧焊的缺点v 焊接设备占地面积大，一次投资费用较高。每层焊道焊接焊接设备占地面积大，一次投资费用较高。每层焊道焊接后，如果控制不好比较难以清渣，增加了辅助时间，如清后，如果控制不好比较难以清渣，增加了辅助时间，如清渣不仔细，容易使焊缝产生夹渣之类的焊接缺陷。渣不仔细，容易使焊缝产生夹渣之类的焊接缺陷。v 埋弧焊只能在平位的位置进行焊接，对工件的倾斜度亦有埋弧焊只能在平位的位置进行焊接，对工件的倾斜度

5、亦有严格的控制，否那么，焊剂和焊接熔池难以保持。严格的控制，否那么，焊剂和焊接熔池难以保持。埋弧焊的适应范围v 随着埋弧焊焊剂、焊丝新品种的开展和埋弧焊新工艺的改随着埋弧焊焊剂、焊丝新品种的开展和埋弧焊新工艺的改进，目前可以焊接的钢种有：所有牌号的低碳钢、含碳量进，目前可以焊接的钢种有：所有牌号的低碳钢、含碳量小于小于0.6%的中碳钢、各种低合金高强度钢、耐热钢、耐的中碳钢、各种低合金高强度钢、耐热钢、耐候钢、低温用钢、各种铬钢和铬镍不锈钢、高合金耐热钢候钢、低温用钢、各种铬钢和铬镍不锈钢、高合金耐热钢和镍基合金等。和镍基合金等。v 埋弧焊是现代工业生产应用最广泛的机械化焊接方法之一埋弧焊是现

6、代工业生产应用最广泛的机械化焊接方法之一，特别是在船舶制造、发电设备、锅炉压力容器、大型管，特别是在船舶制造、发电设备、锅炉压力容器、大型管道、机车车辆、重型机械、桥梁及炼油化工装备等生产中道、机车车辆、重型机械、桥梁及炼油化工装备等生产中占主导地位。对上列焊接结构制造行业的开展起到了积极占主导地位。对上列焊接结构制造行业的开展起到了积极的推动作用。的推动作用。焊材的选择v埋弧焊时焊丝与焊剂直接参与焊接过程中的冶金反响，它们的化学成分和物理特性都会影响焊接的工艺过程，并通过焊接过程对焊缝的金属成份、组织和性能发生影响。正确的选择焊丝并与焊剂配合使用是埋弧焊技术的一项重要内容。v目前焊丝的品种随

7、着所焊金属的种类增加而增加，已有碳素结构钢、合金钢、高合金钢和各种有色金属焊丝以及堆焊用的特殊合金焊丝。焊丝直径的选择v 埋弧焊一般使用埋弧焊一般使用36mm直径的焊丝，以充分发挥埋弧焊直径的焊丝，以充分发挥埋弧焊的大电流和高融敷率的优点。对一定的电流值可能使用不的大电流和高融敷率的优点。对一定的电流值可能使用不同直径的焊丝。同一电流使用较小直径的焊丝时，可获得同直径的焊丝。同一电流使用较小直径的焊丝时，可获得加大焊缝熔深、减小焊缝熔宽的效果。当工件装配不良时加大焊缝熔深、减小焊缝熔宽的效果。当工件装配不良时，宜采用较大直径的焊丝，宜采用较大直径的焊丝。对焊丝的外表要求对焊丝的外表要求v 焊丝

8、外表应当干净光滑，焊接时能顺利的送进，以免对焊接焊丝外表应当干净光滑，焊接时能顺利的送进，以免对焊接过程带来干扰。除不锈钢焊丝和有色金属焊丝外，各种低碳过程带来干扰。除不锈钢焊丝和有色金属焊丝外，各种低碳钢和低合金焊丝的外表最好是镀铜的。镀铜层即可起防锈作钢和低合金焊丝的外表最好是镀铜的。镀铜层即可起防锈作用，也可以改善焊丝与导电嘴的接触。用，也可以改善焊丝与导电嘴的接触。对焊剂的要求对焊剂的要求v 埋弧焊使用的焊剂是颗粒状可溶化的物质，其作用相当于埋弧焊使用的焊剂是颗粒状可溶化的物质，其作用相当于焊条的涂层，对焊剂要求具有良好的冶金性能，与选用的焊条的涂层，对焊剂要求具有良好的冶金性能，与选

9、用的焊丝相配合，通过适当的焊接工艺来保证焊缝金属获得所焊丝相配合，通过适当的焊接工艺来保证焊缝金属获得所需的化学成分和力学性能以及抗热裂和冷裂的能力。同时需的化学成分和力学性能以及抗热裂和冷裂的能力。同时，还要求焊剂具有良好的工艺性能，即要求良好的稳弧、，还要求焊剂具有良好的工艺性能，即要求良好的稳弧、焊缝成形、脱渣等性能，并且在焊接过程中尽可能少产生焊缝成形、脱渣等性能，并且在焊接过程中尽可能少产生或不产生过多的有毒气体。或不产生过多的有毒气体。焊丝和焊剂的选配v 低碳钢的焊接可以用高锰高硅型焊剂，如低碳钢的焊接可以用高锰高硅型焊剂，如HJ431配合配合H08E或或H08A焊丝，或者选用低锰

10、、无锰型焊剂配合焊丝，或者选用低锰、无锰型焊剂配合H08MnA、H10Mn2焊丝。低合金高强度钢的焊接选用中锰中硅或低锰焊丝。低合金高强度钢的焊接选用中锰中硅或低锰中硅焊剂配合与钢材强度相匹配的焊丝。中硅焊剂配合与钢材强度相匹配的焊丝。焊剂与冶金反响焊剂与冶金反响v 熔融的焊剂与熔化金属之间可产生各种冶金反响，正确的熔融的焊剂与熔化金属之间可产生各种冶金反响，正确的控制这些冶金反响的过程，可以获得化学成分，力学性能控制这些冶金反响的过程，可以获得化学成分，力学性能和纯度符合预定技术要求的焊缝金属，同时焊剂的成分也和纯度符合预定技术要求的焊缝金属，同时焊剂的成分也影响到电弧的稳定性、电弧柱的最高

11、温度及热分布，熔渣影响到电弧的稳定性、电弧柱的最高温度及热分布，熔渣的特性的特性 也对焊缝的外表成形起到一定的作用。也对焊缝的外表成形起到一定的作用。 图1 焊接电流与熔深的关系焊丝v v 当其他条件不变时，增加当其他条件不变时，增加焊焊v 接电流对焊缝熔深的影响接电流对焊缝熔深的影响(如如图图1v 所示所示)，无论是，无论是 Y 形坡口还是形坡口还是 I v 形坡口，正常焊接条件下，熔形坡口，正常焊接条件下，熔深深v 与焊接电流变化成正比，即断与焊接电流变化成正比，即断面面v 形状的影响，如图形状的影响，如图2所示。电所示。电流流v 小，熔深浅，余高和宽度缺乏小，熔深浅，余高和宽度缺乏；v

12、电流过大，熔深大，余高过大电流过大，熔深大，余高过大，v 易产生高温裂纹。易产生高温裂纹。图图2 焊接电流对焊缝断面形状的影响焊接电流对焊缝断面形状的影响a)I形接头形接头 b)形接头形接头 (1)焊接电流焊接电流图3电弧电压对焊缝断面形状的影响a)I形接头 b)形接头 v 电弧电压和电弧长度成正比，在电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同，如果选用的焊剂不同， 电弧空间电弧空间电场强度不同，那么电弧长度不电场强度不同，那么电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图弧电压对焊缝形状

13、的影响如图3所所示。电弧电压示。电弧电压v 低，熔深大，焊缝宽度窄，易产低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。围是有限的。 2电弧电压电弧电压图4 焊接速度对焊缝成形的影响熔深熔宽v 焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，

14、焊接熔池大，焊缝熔常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔宽都将减小，即熔深，焊缝熔深和熔宽都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所所示焊接速度对焊缝成形的影响。如图示焊接速度对焊缝成形的影响。如图 5 焊接速度对焊缝断面形状的影响。焊接速度对焊缝断面形状的影响。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属成形差：焊接速度较大时，熔化金属量缺乏，容易产生咬边或余高缺乏。量缺乏，容易产生咬边或余高缺乏。实际焊接时，为了提高生产率，在增实

15、际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量。，才能保证焊缝质量。图焊接速度对焊缝断面形状的影响图焊接速度对焊缝断面形状的影响a)I形接头形接头 b)形接头形接头(4)焊丝直径对熔深及焊丝直径对熔深及焊缝成形的影响焊缝成形的影响 焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径的变焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径的变化对焊缝形状会发生变化。如表化对焊缝形状会发生变化。如表 1 所示的电流密度对焊缝所示的电流密度对焊缝形状尺寸的影响，从表中可见，其他条件不变，熔深与焊丝形状尺寸的影响，从表中可见，其他条件不变，熔深与焊丝

16、直径成反比关系，但这种关系随着电流密度的增加而减弱。直径成反比关系，但这种关系随着电流密度的增加而减弱。这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加。这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加。熔融金属后排困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加熔融金属后排困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高随之增加，焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电，余高随之增加，焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，流的同时要增加电弧电压， 以保证焊缝成形质量。以保证焊缝成形质量。 表表 1 电流密度对焊缝形状尺寸的影响电流密度对焊缝形状尺寸的影响 U=30-32V，U

17、s =33cmmin项项 目目 焊接电流焊接电流A 700750 10001100 13001400 焊丝直焊丝直径径mm 65465465平均电平均电流密度流密度A/mm2 2636583852844868熔深熔深Hmm 78.511.510.51216.517.519熔宽熔宽 Bmm 2221192624222724形状系形状系数数 BH 3.12.51.72.521.31.51.3二工艺条件对焊缝成形的影响v 1对接坡口形状、间隙的影响对接坡口形状、间隙的影响 v 在其他条件相同时，增加坡口深度和宽度，焊缝熔深增加，在其他条件相同时，增加坡口深度和宽度，焊缝熔深增加，熔宽略有减小，余高显

18、著减小，如图熔宽略有减小，余高显著减小，如图6所示。在对接焊缝中，如所示。在对接焊缝中，如果改变间隙大小，也可以调整焊缝形状，同时板厚及散热条件对果改变间隙大小，也可以调整焊缝形状，同时板厚及散热条件对焊缝熔宽和余高也有显著影响，如表焊缝熔宽和余高也有显著影响，如表2所示。所示。 图图6坡口形状对焊缝成形的影响坡口形状对焊缝成形的影响表表2 焊缝间隙对对接焊缝焊缝间隙对对接焊缝尺寸的影响尺寸的影响 工艺参数工艺参数熔深熔深mm熔宽熔宽mm余高余高mm熔合比熔合比()板厚板厚 mm电流电流A电弧电电弧电压压V焊接速度焊接速度cm/min 间隙间隙mm02402402402412700-75032

19、34501347.55.68.06.07.55.52010211120102.52.02.0-1.0-747164 61574620800-85036382033.413410.011.0659.511.57.010.011.07.02723112722112722103.03.52.52.02.52.51.560637257586152494530900-100040-422033.413410.512.07.511.012.07.510.511.07.53430123329123530123.53.01.53.02.02.5 1.5616772596372555960(2) 焊丝倾角和工件

20、斜度焊丝倾角和工件斜度的影响的影响v 焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两种种v ，见图，见图7。倾斜的方向和大小不同，。倾斜的方向和大小不同，电电v 弧对熔池的吹力和热的作用就不同，弧对熔池的吹力和热的作用就不同，对对v 焊缝成形的影响也不同。图焊缝成形的影响也不同。图7a为焊丝为焊丝前前v 倾，图倾，图7b为焊丝后倾。焊丝在一定倾为焊丝后倾。焊丝在一定倾角角v 内后倾时，电弧力后排熔池金属的作内后倾时，电弧力后排熔池金属的作用用v 减弱，熔池底部液体金属增厚，故熔减弱，熔池底部液体金属增厚，故熔深深v 减小。而电弧对熔池前方的母材预热减小。而电弧对熔池前方的母材预热

21、作作v 用加强，故熔宽增大。图用加强，故熔宽增大。图7c是后倾角是后倾角对对v 熔深、熔宽的影响。实际工作中焊丝熔深、熔宽的影响。实际工作中焊丝前前v 倾只在某些特殊情况下使用，例如焊倾只在某些特殊情况下使用，例如焊接接v 小直径圆筒形工件的环缝等小直径圆筒形工件的环缝等。图图7 焊丝倾角对焊缝形成的影响焊丝倾角对焊缝形成的影响 a)前倾前倾b)后倾后倾c)焊丝后倾角度对焊缝形成的影响焊丝后倾角度对焊缝形成的影响a)上坡斜b)上坡斜工件斜度的影响c)下坡斜d)下坡斜工件斜度的影响工件斜度工件倾斜焊接时有上坡焊和下坡焊两种情况，它们对焊缝成形的影响明显不同，见图8。上坡焊时(图8a、b)，假设斜

22、度角6-12，那么焊缝余高过大，两侧出现咬边，成形明显恶化。实际工作中应防止采用上坡焊。下坡焊的效果与上坡焊相反，见图8c、d。图图8 工件斜度对焊缝形成的影响工件斜度对焊缝形成的影响 埋弧焊焊剂堆高一般在埋弧焊焊剂堆高一般在2540mm，应保证在丝极周埋，应保证在丝极周埋住电弧。当使用粘结焊剂或烧结焊剂时，由于密度小，焊住电弧。当使用粘结焊剂或烧结焊剂时，由于密度小，焊剂堆高比熔炼焊剂高出剂堆高比熔炼焊剂高出 2050。焊剂堆高越大，焊。焊剂堆高越大，焊缝余高越大，熔深越浅。缝余高越大，熔深越浅。焊剂堆高的影响 当焊接条件变化时，母材的稀释率、焊剂熔化比率当焊接条件变化时，母材的稀释率、焊剂

23、熔化比率(焊剂焊剂熔化量焊丝熔化量熔化量焊丝熔化量)均发生变化，从而对焊缝金属性能产均发生变化，从而对焊缝金属性能产生影响，其中焊接电流和电弧电压的影响较大。图生影响，其中焊接电流和电弧电压的影响较大。图9图图11给出了焊接电流、电弧电压和焊接速度对焊剂熔化比率给出了焊接电流、电弧电压和焊接速度对焊剂熔化比率的影响。由于焊剂熔化比率的变化，焊缝金属的化学成分的影响。由于焊剂熔化比率的变化，焊缝金属的化学成分、力学性能均发生变化，特别是烧结焊剂中合金元素的参、力学性能均发生变化，特别是烧结焊剂中合金元素的参加对焊缝金属化学成分的影响最大。图加对焊缝金属化学成分的影响最大。图 12 图图 14 给

24、出给出各种焊接条件变化时对焊缝金属各种焊接条件变化时对焊缝金属 Mn、Si 含量的影响。含量的影响。图图9 焊接电流对焊剂熔化比率的影响焊接电流对焊剂熔化比率的影响图图10 电弧电压对焊剂熔化比率的影响电弧电压对焊剂熔化比率的影响图图11 焊接速度对焊剂熔化比率的影响焊接速度对焊剂熔化比率的影响图图12 焊接电流对焊缝金属化学成分的影响焊接电流对焊缝金属化学成分的影响图图13 电弧电压对焊缝金属化学成分的影响电弧电压对焊缝金属化学成分的影响图图14 焊接速度对焊缝金属化学成分的影响焊接速度对焊缝金属化学成分的影响 1) 焊前准备焊前准备 a)坡口设计及加工坡口设计及加工 同其他焊接方法相比，埋

25、弧焊母材稀同其他焊接方法相比，埋弧焊母材稀释率较大，母材成分对焊缝性能影响较大，埋弧焊坡口设释率较大，母材成分对焊缝性能影响较大，埋弧焊坡口设计必须考虑到这一点。依据单丝埋弧焊使用电流范围，当计必须考虑到这一点。依据单丝埋弧焊使用电流范围，当板厚小于板厚小于14mm ，可以不开坡口，装配时留有一定间隙，可以不开坡口，装配时留有一定间隙：板厚为：板厚为 14 22mm ，一般开，一般开 V 形坡口；板厚形坡口；板厚 22 -50mm 时开时开 X 形坡口。对于锅炉汽包等压力容器通常采形坡口。对于锅炉汽包等压力容器通常采用用 U 形或双形或双 U 形坡口，以确保底层熔透和消除夹渣。形坡口，以确保底

26、层熔透和消除夹渣。 埋弧焊焊缝坡口的根本形式和尺寸设计时，请查阅埋弧焊焊缝坡口的根本形式和尺寸设计时，请查阅 GBT986 1988 。坡口加工方法常采用刨边机和气。坡口加工方法常采用刨边机和气割，加工精度有一定要求。割，加工精度有一定要求。 b)装配点固装配点固 埋弧焊要求接头间隙均匀无错边，装配时埋弧焊要求接头间隙均匀无错边，装配时需根据不同板厚进行定间距、定位焊，如表需根据不同板厚进行定间距、定位焊，如表 3 所示。另所示。另外直缝接头两端尚需加引弧板和熄弧板，以减少引弧和外直缝接头两端尚需加引弧板和熄弧板，以减少引弧和引出时产生缺陷。引出时产生缺陷。 表表 3 埋弧焊装配标准埋弧焊装配

27、标准板厚板厚 t/mm焊缝焊缝间距间距 /mm定位长度定位长度 /mm2525300 300 40050 50 702525400 400 50040 40 50 c) 焊前清理焊前清理 坡口内水、锈、夹杂铁末，点焊后放置时间坡口内水、锈、夹杂铁末，点焊后放置时间较长而受潮氧化等焊接时容易产生气孔，焊前需提高工件较长而受潮氧化等焊接时容易产生气孔，焊前需提高工件温度或用喷砂等方法进行处理。温度或用喷砂等方法进行处理。 (2) 对接接头单面焊：对接接头单面焊： 对接接头埋弧焊时，工件可以开对接接头埋弧焊时，工件可以开坡口或不开坡口。开坡口不仅为了保证熔深，而且有时还坡口或不开坡口。开坡口不仅为了

28、保证熔深，而且有时还为了到达其他的工艺目的。如焊接合金钢时，可以控制熔为了到达其他的工艺目的。如焊接合金钢时，可以控制熔合比；而在焊接低碳钢时，可以控制焊缝余高等。在不开合比；而在焊接低碳钢时，可以控制焊缝余高等。在不开坡口的情况下，埋弧焊可以一次焊透坡口的情况下，埋弧焊可以一次焊透 20mm 以下的工件以下的工件，但要求预留，但要求预留 5 6mm 的间隙，悬挂埋弧焊不可的间隙，悬挂埋弧焊不可否那么厚度超过否那么厚度超过 1416mm 的板料必须开坡口才能用的板料必须开坡口才能用单面焊一次焊透。单面焊一次焊透。不同板厚的接头形式不同板厚的接头形式图18 a)I形坡口对接焊形坡口对接焊 b)形

29、坡口对接焊形坡口对接焊 c)形坡口对接焊形坡口对接焊 (3)对接接头双面焊对接接头双面焊 一般工件厚一般工件厚度从度从 1040mm的对接接头，的对接接头，通常采用双面焊。接头形式根据通常采用双面焊。接头形式根据钢种、接头性能要求的不同，可钢种、接头性能要求的不同，可采用图采用图 18所示的所示的I形、形、Y形、形、 X形坡口。形坡口。 这种方法对焊接工艺这种方法对焊接工艺参数的波动和工件装配质量都不参数的波动和工件装配质量都不敏感，其焊接技术关键是保证第敏感，其焊接技术关键是保证第一面焊的熔深和熔池的不流溢和一面焊的熔深和熔池的不流溢和不烧穿。不烧穿。 d) 多层焊： 当板厚超过 40 50

30、mm 时，往往需要采用多层焊。多层焊时坡口形状一般采用 V 形和 X 形，而且坡口角度比较窄。图 21 所示的焊道宽度比焊缝深度小的多，此时在焊缝中心容易产生梨形焊道裂纹。另外在多层焊结束时，在焊道端部需加衬板，由于反面初始焊道不能全部铲除造成坡口角度变窄，如图 22 所示，此时形成的梨形焊道更增加裂纹产生倾向，因而需要特别引起注意。 图图21多层焊坡口角度对焊缝的影响多层焊坡口角度对焊缝的影响a)坡口角度适当坡口角度适当 b)坡口角度较小坡口角度较小 图图22 坡口狭小产生焊缝内部初始裂纹坡口狭小产生焊缝内部初始裂纹(4) 角焊缝焊接 焊接 T 形接头或搭接接头的角焊缝时，采用船形焊和平角焊

31、两种方法。 1) 船形焊将工件角焊缝的两边置于与垂直线各成 45的位置(见图 23)，可为焊缝成形提供最有利的条件。这种焊接法接头的装配间隙不超过1，否那么，必须采取措施，以防止液态金属流失。船形焊的焊接参数，见下表 。图图 23 船形焊船形焊a)T 形接头形接头 b) 搭接接头搭接接头表表 12 船形焊焊接条件船形焊焊接条件 船形焊的焊接参数船形焊的焊接参数焊脚长度焊脚长度 mm焊丝直径焊丝直径 mm焊接电流焊接电流 A电弧电压电弧电压 V焊接速度焊接速度 cm/min 62450 47034 366783550 60034 3650104575 62534 36503600 65034 3

32、638124650 70034 36383600 65034 36254725 77536 38335775 82536 3830 2)平角焊 当工件不便于采用船形焊时，可采用平角焊来焊接角焊缝(见图 24)。这种焊接方法对接头装配间隙不太敏感，即使间隙到达2 3mm ，也不必采取防止液态金属流失的措施。焊丝与焊缝的相对位置，对平角焊的质量有重大影响；焊丝偏角一般在2030之间。每一单道平角焊缝的横切面积不得超过4050mm2，当焊脚长度超过8mm 8mm 时，会产生金属溢流和咬边。平角焊的焊接条件，参照表 13 平角焊焊接条件 图图 24 平角焊平角焊 平角焊的焊接参数平角焊的焊接参数 焊脚

33、长度度焊脚长度度 mm焊丝直径焊丝直径 mm焊接电流焊接电流 A电弧电压电弧电压 V焊接速度焊接速度 cm/min 电流种类电流种类32200 22025 28100直流直流42280 30028 3092交流交流335028 309252375 40030 3292交流交流345028 3092445028 3010072375 40030 3247交流交流350030 3280467532 3583 埋弧焊时可能产生的主要缺陷，除了由于所用焊接工艺参数不当造成的熔透缺乏、烧穿、成形不良以外，还有气孔、裂纹、夹渣等。本节主要表达气孔、裂纹、夹渣这几种缺陷的产生原因及其防止措施。 一.气孔 埋

34、弧焊焊缝产生气孔的主要原因及防止措施如下： 1)焊剂不干净、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，烘干温度与时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的储存和保管 ，采用真空式焊剂回收器可以有效地别离焊剂与尘土，从而减少回收焊剂在使用中产生气孔的可能性。 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

35、金属外表附近而造成气孔。通过调整焊剂的化学成分，改变熔渣的粘度即可解决。 二二.裂纹裂纹 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，后者那么可能发生在焊缝金属或热影致裂纹。前者只限于焊缝金属，后者那么可能发生在焊缝金属或热影响区。响区。 1)结晶裂纹结晶裂纹 ：钢材焊接时，焊缝中的：钢材焊接时，焊缝中的S 、P等杂质在结晶过程中形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，形成了了“液态薄膜。焊缝凝

36、固过程中，由于收缩作用，焊缝金属受拉应液态薄膜。焊缝凝固过程中，由于收缩作用，焊缝金属受拉应力，力，“液态薄膜不能承受拉应力而形成裂纹。可见产生液态薄膜不能承受拉应力而形成裂纹。可见产生“液态薄膜液态薄膜和焊缝的拉应力是形成结晶裂纹的两方面原因。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，如有关，如Mn与与S结合成结合成MnS而除硫，从而对而除硫，从而对S的有害作用的有害作用起抑制作用。起抑

37、制作用。Mn还能改善硫化物的性能、形态及其分布等。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，对焊缝金属中的因此，为了防止产生结晶裂纹，对焊缝金属中的MnS值值有一定要求。有一定要求。MnS值多大才有利于防止结晶裂纹，还与值多大才有利于防止结晶裂纹，还与含碳量有关。如图含碳量有关。如图 1表示表示C、Mn、S含量与焊缝裂纹倾向含量与焊缝裂纹倾向的关系。可见含的关系。可见含C量愈高，要求量愈高，要求MnS值也愈高。值也愈高。Si和和Ni的的存在也会增加存在也会增加S的有害作用。的有害作用。图图1 Mn 、C、S同时存在对结晶裂纹的影响同时存在对结晶裂纹的影响 埋弧焊焊缝的熔

38、合比通常都埋弧焊焊缝的熔合比通常都较大，因而母材金属的杂质较大，因而母材金属的杂质含量对结晶裂纹倾向有很大含量对结晶裂纹倾向有很大关系。母材杂质较多，或因关系。母材杂质较多，或因偏析使局部偏析使局部 C、S含量偏高，含量偏高，MnS可能达不到要求。可可能达不到要求。可以通过工艺措施。以通过工艺措施。(如采用直如采用直流正接、加粗焊丝以减小电流正接、加粗焊丝以减小电流密度、改变坡口尺寸等流密度、改变坡口尺寸等)减减小熔合比；也可以通过焊接小熔合比；也可以通过焊接材料调整焊缝金属的成分，材料调整焊缝金属的成分，如增加含如增加含Mn量，降低含量，降低含C、Si量等。量等。 焊缝形状对于结晶裂纹的形成

39、也有明显影响。窄而深的焊缝会造成柱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柱状的结晶面，状的结晶面，“液态薄膜将在焊缝中心形成，有利于结晶裂纹的形成液态薄膜将在焊缝中心形成，有利于结晶裂纹的形成。焊接接头形式不同不但刚性不同，。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。以下图，对产生结晶裂纹的影响也不同。以下图 表示不同形式接头对结晶裂表示不同形式接头对结晶裂纹的影响，图纹的影响，图2a、b两种接头抗裂性较高，图两种接头抗裂性较高，图2c、d 、e 、f几种接头几种接头抗裂性较差。抗裂性较差。图图2

40、接头形式对结晶裂纹的影响接头形式对结晶裂纹的影响 v 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，也可能在焊后几小时、几天、甚至更长时间才出现。这种焊后假设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，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

41、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。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。 通过焊剂的冶金反响把氢结合成不溶于液态金属的化合物，如高 Mn 高 Si 焊剂可以把 H 结合成 HF 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

42、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热处理，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剩余应力，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，如防止缺口、防止焊缝的分布过分密集等。坡口形状尽量对称为宜，不对称的坡口裂纹敏感性较大。在满足焊缝强度的根本要求下，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。 三三. 夹渣夹渣 埋

43、弧焊时，焊缝的夹渣除与焊剂的脱渣性能有关外，还与埋弧焊时，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，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，道焊的第一道焊缝，当它与坡口上缘熔合时，脱渣容易，如图如图 3a 所示；而当焊缝不能与坡口边缘充分熔合时，脱所示；而当焊缝不能与坡口边缘充分熔合时，脱渣

44、困难，如图渣困难，如图 3b 所示。在焊接第二道焊缝时易造成夹渣所示。在焊接第二道焊缝时易造成夹渣。焊接深坡口时，有较多的小焊道组成的焊缝，夹渣的可。焊接深坡口时，有较多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，夹渣的可能性大能性小；而有较多的大焊道组成的焊缝，夹渣的可能性大。图。图4 为这两种焊缝对夹渣的影响。为这两种焊缝对夹渣的影响。 图图3 焊道与坡口熔合情况对脱渣的影响焊道与坡口熔合情况对脱渣的影响 a) 脱渣容易脱渣容易 b) 脱渣困难脱渣困难图图4 多层焊时焊道大小对脱渣的影响多层焊时焊道大小对脱渣的影响 a) 脱渣容易脱渣容易 b) 脱渣困难脱渣困难v 图图

45、4 埋弧焊缺陷产生原因和防止方法，见表埋弧焊缺陷产生原因和防止方法，见表 1 缺陷缺陷产生原因产生原因防止防止焊焊缝缝金金属属内内 部部裂纹裂纹(1)焊丝和焊剂匹配不当焊丝和焊剂匹配不当 ( 母材中含碳量高时，母材中含碳量高时， 熔敷熔敷金属中的金属中的 Mn少少 )(2) 熔池金属急剧冷却，热影响区的硬化熔池金属急剧冷却，热影响区的硬化 (3) 多层焊的第一层裂纹由于焊道无法抗拒收缩多层焊的第一层裂纹由于焊道无法抗拒收缩 应应力而造成力而造成 (4) 沸腾钢产生硫带裂纹沸腾钢产生硫带裂纹 ( 热裂纹热裂纹 ) (5) 不正确焊接施工，接头拘束大不正确焊接施工，接头拘束大 (6) 焊道形状不当

46、，焊道高度比焊道宽度大焊道形状不当，焊道高度比焊道宽度大 ( 梨形焊梨形焊道的收缩产生的裂纹道的收缩产生的裂纹 ) (7) 冷却方法不当冷却方法不当(1)焊丝和焊剂正确匹配，母材含碳量高时焊丝和焊剂正确匹配，母材含碳量高时要要 预热预热(2) 焊接电流增加，减少焊接速度，母材预焊接电流增加，减少焊接速度，母材预热热(3) 第一层焊道的数目要多第一层焊道的数目要多(4) 用用 G50XUs 43 组合组合 (5) 注意施工顺序和方法注意施工顺序和方法(6) 焊道宽度和深度几乎相当，降低焊接电焊道宽度和深度几乎相当，降低焊接电流，提高电压流，提高电压(7) 进行后热进行后热气孔气孔 在熔池内部的在

47、熔池内部的气孔气孔)(1)接头表面有污物接头表面有污物(2)焊剂的吸潮焊剂的吸潮 (3)不干净焊剂不干净焊剂(刷子毛的混入刷子毛的混入)(1)接头的接头的打磨、切削、火焰烤、清扫打磨、切削、火焰烤、清扫(2)150300lh烘干烘干 (3)收集焊剂时用钢丝刷收集焊剂时用钢丝刷夹渣夹渣(1)下坡焊时，焊下坡焊时，焊渣倒流渣倒流(2)多层焊时，在靠近坡口侧面添加焊丝多层焊时，在靠近坡口侧面添加焊丝 (3)引弧时产生夹渣引弧时产生夹渣(附加引弧板时易产生夹渣附加引弧板时易产生夹渣) (4)电流过小，对于多层堆焊，渣没有完全除去电流过小，对于多层堆焊，渣没有完全除去 (5)焊丝直径和焊剂选择不当焊丝直

48、径和焊剂选择不当(1)在焊接相反方向，母材水平放置在焊接相反方向，母材水平放置(2)坡口侧面和焊丝之间距离，至少要保证大坡口侧面和焊丝之间距离，至少要保证大于焊丝直径于焊丝直径 (3)引弧板厚度及坡口形状，要与母材保持一引弧板厚度及坡口形状，要与母材保持一样样 (4)提高电流，保证焊渣充分熔化提高电流，保证焊渣充分熔化 (5)提高电流、焊接速度提高电流、焊接速度未熔透（熔化未熔透（熔化不良）不良）(1)电流过小电流过小(过大过大)(2)电压过大电压过大(过小过小) (3)焊接速度过大焊接速度过大(过小过小) (4)坡口坡口角度不当角度不当(5)焊丝直径和焊剂选择不当焊丝直径和焊剂选择不当(1)

49、焊接条件焊接条件(电流、电压、焊接速度电流、电压、焊接速度)选适当选适当(2)选择合选择合适的适的坡口角度坡口角度(3)选定合适焊丝直径和焊剂的种类选定合适焊丝直径和焊剂的种类缺缺 陷陷 产生原因产生原因 防防 止止 焊缝金属表面焊缝金属表面咬边咬边 (1)焊接速度太快焊接速度太快(1)减小焊接速度减小焊接速度(2)衬垫不合适衬垫不合适(2)使衬垫和母材贴紧使衬垫和母材贴紧(3)电流、电压不合适电流、电压不合适(3)调整电流、电压为适当值调整电流、电压为适当值(4)电极位置不当电极位置不当(平角焊场合平角焊场合) (4)调整电极位置调整电极位置 焊瘤焊瘤 (1)电流过大电流过大(1)降低电流降

50、低电流(2)焊接速度过慢焊接速度过慢(2)加快焊接速度加快焊接速度(3)电压太低电压太低 (3)提高电压提高电压 余高过大余高过大 (1)电流过大电流过大(1)降低电流降低电流(2)电压过低电压过低(2)提高电压提高电压(3)焊接速度太慢焊接速度太慢(3)提高焊接速度提高焊接速度(4)采用衬垫时，所留间隙不足采用衬垫时，所留间隙不足 (4)加大间隙加大间隙(5)被焊物件没有放置水平位置被焊物件没有放置水平位置 (5)被焊物件置于水平位置被焊物件置于水平位置 余高过小余高过小 (1)电流过小电流过小(1)提提高焊接电流高焊接电流(2)电压过高电压过高(2)降低电压降低电压(3)焊接速度过快焊接速

51、度过快(3)降低焊接速度降低焊接速度(4)被焊物件未置于水平位置被焊物件未置于水平位置 (4)把被焊物件置于水平位置把被焊物件置于水平位置 缺缺 陷陷产生原因产生原因防防 止止焊焊缝缝金金属属表表面面咬边咬边(1)焊接速度太快焊接速度太快(2)衬垫不合适衬垫不合适(3)电流、电压不合适电流、电压不合适(4)电极位置不当电极位置不当(平角焊场合平角焊场合)(1)减小焊接速度减小焊接速度(2)使衬垫和母材贴紧使衬垫和母材贴紧 (3)调整电流、电压为适当值调整电流、电压为适当值(4)调整电极位置调整电极位置焊瘤焊瘤(1)电流过大电流过大(2)焊接速度过慢焊接速度过慢(3)电压太低电压太低(1)降低电

52、流降低电流 (2)加快焊接速度加快焊接速度(3)提高电压提高电压余高余高过大过大(1)电流过大电流过大(2)电压过低电压过低(3)焊接速度太慢焊接速度太慢(4)采用衬垫时，所留间隙不足采用衬垫时，所留间隙不足 (5)被焊物件没有放置水平位置被焊物件没有放置水平位置(1)降低电流降低电流(2)提高电压提高电压 (3)提高焊接速度提高焊接速度 (4)加大间隙加大间隙 (5)被焊物件置于水平位置被焊物件置于水平位置焊缝金属表面焊缝金属表面余高过窄余高过窄 (1)焊剂的散布宽度过窄焊剂的散布宽度过窄(1)焊剂散布宽度加大焊剂散布宽度加大(2)电压过低电压过低(2)提高电压提高电压(3)焊接速度过快焊接

53、速度过快 (3)降低焊接速度降低焊接速度 焊道表面不光焊道表面不光滑滑 (1)焊剂的散布高度过大焊剂的散布高度过大(1)调整散布高度调整散布高度(2)焊剂粒度选择不当焊剂粒度选择不当 (2)选择适当焊剂粒度选择适当焊剂粒度表面压坑表面压坑 (1)在坡口面有锈、油、在坡口面有锈、油、水垢等水垢等(1)清理坡口面清理坡口面(2)焊剂吸潮焊剂吸潮(2)150300烘干烘干1h(3)焊剂散布高度过大焊剂散布高度过大 (3)调整焊剂堆敷高度调整焊剂堆敷高度 人字形压痕人字形压痕 (1)坡口面有锈、油、水坡口面有锈、油、水垢等垢等(1)清理坡口面清理坡口面(2)焊剂的吸潮焊剂的吸潮(烧结型烧结型) (2)

54、150300，烘干，烘干1h 埋弧自动焊工艺标准1 范围本标准规定了埋弧自动焊的焊前准备、人员、工艺要求和过程及检验。本标准适用于厚度为632mm的船体结构纲A、B、D、E级和高强度钢AH32、AH36、DH32、DH36、EH32、EH36级所构成的各类船体结构及工业性钢结构的埋弧自动焊。1人员人员 参加埋弧自动焊接的焊工，必须经过专门培训和考试合格，参加埋弧自动焊接的焊工，必须经过专门培训和考试合格，经有关船级社认可，发给合格证书的埋弧自动焊焊工，持证经有关船级社认可，发给合格证书的埋弧自动焊焊工，持证上岗。上岗。 2焊接材料焊接材料 2.1焊丝焊丝 所选用的焊丝必须是经过有关船级社认可的

55、专用焊丝。所选用的焊丝必须是经过有关船级社认可的专用焊丝。 焊剂焊剂 焊剂的烘焙及使用应符合有关技术要求。焊剂的烘焙及使用应符合有关技术要求。 一般要求一般要求 选用规定选用规定 一般船体结构钢一般船体结构钢A、B、D、E级选用焊丝级选用焊丝牌号牌号H08A，H08MnA，焊剂，焊剂SH431或或SJ101适用于全船拼板及中、大合拢的船适用于全船拼板及中、大合拢的船体接缝焊接。高强度船体结构钢体接缝焊接。高强度船体结构钢AH32、AH36、DH32、DH36、EH32、EH36选用焊丝牌号选用焊丝牌号H10Mn2G、US43、CHW-S3 H10Mn2，焊剂：，焊剂：SH331、PFH60A、CHF101，适用船体高强度部位。，适用船体高强度部位。v 3环境环境v 为了保证焊接质量，应对焊接场所进行保护，防风，防潮为了保证焊接质量，应对焊接场所进行保护，防风，防潮，防严寒，如焊接过程中遇到刮风或，防严寒，如焊接过程中遇到刮风或v 下雨，应采取有效的防风，防雨措施或停止作业。下雨，应采取有效的防风，防雨措施或停止作业。v 4设备设备 v 自动焊接平台、供电网路电压波动范围不允许超过自动焊接平台、供电网路电压波动范围不允许超过6，对重要构件的焊接必须专线供电，保证焊接标准稳定。对重要构件的焊接必须专线供电，保证焊接标准稳定。v 自动焊机必须完好，各种仪表保证正确读数，并要定期