埋弧自动焊常用工艺手册2003.

1、导言埋弧自动焊是利用焊丝和工件两极间产生的短路电流电弧热作为热源，并利用颗粒状焊剂的堆敷保护熔池的一种焊接方法。由于电弧在焊剂层下燃烧，外面看不见弧光，因而被称着埋弧焊或焊剂层下焊。由于埋弧焊焊接过程能有效地隔离外界空气，使熔池和焊缝不受侵害,同时焊剂可向熔池渗入合金的这一特点，故焊缝的综合机械性能非常高，当综合机械自动送丝，自动行走和自动控制监视等机构时实现了焊接全过程自动化，从而提高了焊接生产率，改善了劳动条件，规范了生产工艺及管理，得到了焊接界人士的普遍赞誉，实为焊接生产行业首选的一种焊接方法。我厂是埋弧自动焊专业生产厂，属国内首批取得ISO9002质量体系认证和电工产品安全认证企业，经

2、济实力雄厚，科研队伍强大，职工素质高，技术精谌，同时与用户有着广泛深入实际的联系，在长期的生产实践研究中，我们总结了一些埋弧自动焊经验和资料，为使用户更加了解和使用好埋弧焊，我们特编写该工艺手册，供用户们参考。用户们，让我们共同携起手来，为祖国今天和明天的焊接事业作出新的更大的贡献。编制：邹明阳校对：陈亦学审核：何发瑞成都振中电焊机厂二OO一年十月二十日一、 设备特性在实际生产过程中，埋弧自动焊由于不可避免地会受到外界三因素（焊车轨道平整度、工件组装平整度、工件接头质量）和内在三因素（电流大小、电压高低、焊速快慢）单独或综合性的影响，会造成焊接电弧长度的变化，而电弧长度变化将直接影响焊丝电流密

3、度的分布，影响焊接参数的稳定性和正确性，从而直接影响焊接质量。因此对焊接设备本身要求必须具备自动调节系统，来弥补适应焊接过程这一特殊性。1. 等速送丝调节系统等速送丝调节，又叫焊接电弧自调节，调节方式是其送丝速度因送丝轮直径的选定而固定不变，当受到外界干扰时（如焊缝高低不平），焊接电弧长度就发生变化，自身调节作用便促使焊丝溶化速度发生改变（熔化速度加快或减慢）使电弧长度恢复到原来的位置，保持其参数的稳定性。2. 变速送丝调节系统变速送丝调节是利用预先选择好的送丝速度（即焊接电流）当受到外界干扰时（如焊缝高低不平）即造成焊接电弧电压发生改变，其改变的电压经反馈系统促使送丝电机发生送丝速度的改变，

4、则可使电弧长度恢复到原来的位置，从而保持其参数的稳定性。二、 埋弧焊冶金特点埋弧自动焊时由于其可使用电流很大（1000A以上）因而产生的熔池面积也较大（是手工电弧焊的58倍）因此焊接热输入量（线能量）也较大。在焊接过程中，由于堆敷的焊剂约有1/3部份随焊接过程受电弧热的影响而熔化，因此可通过焊剂向熔池（焊缝）过渡有益合金元素，故焊缝金属化学成份相当稳定。另由于焊剂熔化后所形成的焊剂泡，因泡内压力较外界高，能有效地隔绝空气的侵入，同时焊剂冷却后形成的覆盖物，可延缓焊缝冷却速度，故焊缝金属的综合机械性能很高。由于埋弧焊质量好，效率高，操作简便，使之成为工业生产中最常用的高效焊接方法之一。常在建筑、

5、桥梁、锅炉、造船、起重、运输，机械等制造业中得到广泛的应用。三、 焊接材料在埋弧自动焊接过程中作为焊接添加材料主要有二类：一是焊丝，二是焊剂，焊丝的主要作用是导通焊接电流和填充焊缝，使母材二者在焊接热源的作用下熔为一体，使之获得牢固的焊接接头，焊剂的主要作用为隔绝空气，使熔池金属免受空气中氧、氮、氢的侵害，冶金反应过程中去除杂质，同时掺入合金，形成的熔渣以机械方式保护焊缝良好成形。1.焊丝标准作为埋弧自动焊焊丝的种类很多，根据材质不同常用焊丝属国家标准的有GB1300-77钢焊丝标准，GB424284不锈钢焊丝，GB9460-88铜及铜合金焊丝，GB12858-89铝及铝合金焊丝等。2.焊丝的

6、编制方法钢焊丝，用字母“H”表示焊丝，字母后第一二位置数字表示其含碳量，用符号表示，后面的字母表示其合金元素，其后面的数字则表示其含量，如未尾加有“A”字母则表示其为优质。表示方式举例：如图（1）H08 含碳量0.8普通钢焊丝H08A优质钢含碳量0.8焊丝H10Mn2含锰元素0.2含碳量0.10普通低合金钢焊丝H 10 Mn2A优质低合金钢含锰元素0.2含碳量0.10焊丝图（1）3. 对焊丝的要求具有材质证明书，其表面干净、光亮、无油、水、锈、泥土等脏物。否则焊缝易形成气孔、夹渣、裂纹和焊缝成形不良等缺陷。常用焊丝牌号及用途：见表（1）4. 焊丝的选择原则（1） 按接头金属机械性能；（2） 按

7、接头金属化学成份；（3） 按接头使用工艺性能；（4）按工件结构特性，进行综合选择。表（1）常用焊丝牌号及用途序号焊丝牌号用途1H08.H08A.H08Mn焊接Q195.Q215.Q235.20g2H08 MnA.H10 Mn2Si焊接09Mn2.14MnN0.15MnVN3H18CrMoA焊接30CrMnST.12Cr2NiWVA4H08MnSTMoTi焊接10Mn2Si.17MnSi5H08MnMoVTiA焊接12A1M0V.09MuCnPTi6H10Mn STA焊接15MnV7H08Mn MoVA焊接15MnMoVN.14MnMoVB8H20CrSTNiWVA焊接28Cr3STNTMoWV

8、A9H08CrMo .H08CrMoVH08CrMnSTMoVA焊接工作温度60012CrMo15Mo.20CrMo.25CrMoVA10H0Cr14.H1Cr13焊接工作温度800 0Cr13.1Cr1311H0Cr18Ni9H0Cr19Ni9焊接工作温度900-1100 1Cr18si21Cr2rsi2.2Cr22Ni4Ti12H1Cr25NT13H1Cr25NT20H0Cr19NT9TiH00Cr19Ni9焊接工作温度1200. 1Cr23Ni31Cr18Ni9Ti.00Cr18Ni1000Cr17Ni14Mo20Cr18Ni12Mo2Ti5.焊剂焊剂是一种浅棕褐色玻璃状细颗粒物，焊接生

9、产上将其堆敷在焊道上，熔化后成粘稠状液体物覆盖着熔池表面，它具有脱氧，掺入合金，防止气孔，改善工艺性能，提高焊缝成形等作用。常用焊剂牌号及特性：见表（2）根据国家标准GB5293-85碳素钢用埋弧焊剂，GB12470-90低合金钢用埋弧焊剂。其表示方法：如图（2）HJ H焊丝牌号焊缝金属冲击功27J时试验温度拉伸和冲击试样状态焊缝金属拉伸性能焊剂HJ H 焊丝牌号 焊剂系代号 焊缝金属冲击功27J时试验温度 试样状态代号焊缝金属拉伸性能代号焊剂图（2）6.埋弧焊用焊剂的分类方法很多，现举例说明(1) 按制造方法分：有熔炼焊剂和非熔炼焊剂二大类；(2) 按化学性质分：有酸性碱性和高碱性三类；(3

10、) 按化学成份分：有含锰、硅、氟成份的高中低三类；(4) 按熔敷特性分：有焊接用和堆焊用二类；(5) 按焊接对象分：有碳素钢、不锈钢、铜、铝及其合金等，低合金钢用焊剂和其它类别焊剂。7.对焊剂的要求（1） 易于引弧，焊接电流稳定，利于焊缝成形；（2） 不易生成气孔，不易夹渣，无裂纹；（3） 能够掺入合金，改善焊缝组织，无有害气体；（4） 具有一定粒度强度，不易吸潮，脱渣容易。8.对焊剂的保管（1）焊剂应当存放在干燥处，离地面高度300mm，离墙150mm的货架上；（2）焊剂成份应有材质证明书，合格证，经理化试验符合要求；（3）按进厂日期先后使用，执行先进先出原则；（4）使用应按规定（说明书）要

11、求进行烘焙干燥；（5） 使用回收焊剂应除去渣壳，杂物，粉尘后与新焊剂混合并重新烘焙干燥后方可使用。焊剂烘焙温度见表（3）四、埋弧自动焊前工艺准备埋弧自动焊由于其送丝、行走、焊接均属自动连续进行，中间不能无故停留，焊接效率极高，为获得优质的焊缝质量，因此对焊接工艺特别是焊前要求较高。埋弧自动焊焊接工艺准备一般分为焊接文件准备、坡口制备、工件装配、材料清理、参数确定五个部份。1、文件准备主要包括焊接标准特点如焊接材料、坡口形式、焊接工艺、焊接检验等，它是确定焊接质量的依据。类型牌号颜 色成 份 特 性酸性焊剂HJ431浅棕色或棕褐色玻璃状Mno38-47Sio238-45Cn5-9Cno6Ar2o

12、351.8S0.06 P=0.08抗氧能力强，稳弧性能高，有害气体较少，脱渣容易，焊缝成形美观，适用于低碳钢、低合金钢、铜的埋弧焊，可交直流两用HJ433棕红色或浅棕色玻璃状Mno44-41Sio242-45Cn2-4 Cno4A12O33 eo1.8R2o0.5S S0.06P=0.08稳弧性高，脱渣容易，能适宜厚板填充焊接和薄板快速焊接，用于低碳钢低合金钢的压力容器和较重要工件焊接。但只适宜于直流电焊接。HJ330棕红色玻璃状Mno22-26 Sio244-48Cn3-6 CnO3A12O34 1.5MgO16-20 R201.0S0.06 T=0.08低温冲击韧性好，稳弧性能好，脱渣容易

13、，抗裂性好，用于深坡口焊接交直流两用HJ130黑色或灰黑色石状或石状颗粒SiO235-40 Cn27-7CnO10-18 A12O12-16eo2.0 Mgo14-19Tio27-11 S0.05P0.05工艺性能好，抗气孔能力和抗热裂纹能力强，交直流两用，可焊接低碳钢和低合金钢。中性焊剂HJ260灰色青灰色透明颗粒Mno3-4 Si0229-34Cn20-24 Qo4-7A12O3 13-17 eo1.0Mgo5-9 S0.10P0.05电弧稳定，焊缝美观，有一定氧化性，焊缝塑性较差，用于奥氏体不锈钢和耐酸钢及其它合金钢的焊接焊缝成形较好脱渣容易，直流电焊接。SA65棕色棕黄色玻璃状颗粒Mn

14、o18-22 S1O238-42Cn6-8 Cno 18-22A12O36 其它1.5Mgo4-7 Tio23-5焊缝成形良好，表面光洁，脱渣容易，力学性能好，用于焊接低合金高强钢结构，交直流焊接。碱性焊剂HJ250浅黄色或浅绿色玉石状颗粒Mnv5-8 Sio218-22Cn23-30 Cno4-8A12O3 18-23 eo1.5Mgo12-16 R2o3.0S0.05 P0.05工艺一般，焊缝成形较好，含氧量低，冲击韧性较高，氢含量较低，冷裂纹倾向较小，应预热工件适宜焊接厚度大，刚性大工件，直流反接HJ252浅灰色至灰色玉石状颗粒Mno2-5 Sio218-22Cn18-24 Cao2-7

15、Ai2o322-28 eo1.0Mg017-23 S0.07P0.08碱度高，活性低，焊缝含氢量低化学成份稳定，抗气孔和裂纹能力强。焊缝成型美观，交直流两用适宜较深坡口焊接，可焊16Mn 16MnMOV 18MnMONO石油、化工、核容器焊接。表（2）常用焊剂牌号及特性表（3）焊剂烘焙温度焊剂类型焊剂牌号烘干温度及时间熔炼焊剂HJ130.131.150HJ230.330.360HJ430.431.4332502hHJ1512503002hHJ250.2513003502hHJ172.260.350.3513004002h烧结焊剂SJ101.102104SJ105301302SJ40140240

16、3SJ501502503SJ6016026036413003502h2.坡口制备埋弧自动焊开坡口的目的主要有二个：一是利用坡口减小材料厚度使焊接获得一定熔深量，以达到工件全部焊透；二是利用坡口可调整焊缝金属熔合比，从而获得优质焊缝接头。埋弧自动焊其坡口形式可按国家标准GB986-88（埋弧自动焊基本坡口形式及尺寸）执行，加工方法为不重要的焊接结构可采用手工或机械气割方式制备。重要焊接结构可采用机械切削方式制备，焊缝可采用电弧气刨制备或用磨光机砂磨。为方便使用我们将常用厚度的坡口型式列出供参考，常用厚度的坡口形式。见图（3）3.工件装配工件的装配质量主要有二个：一是工件的规定几何尺寸，即工件结构

17、（加工或使用）尺寸，这是绝对需要保证的否则会成为废品；二是生产工艺尺寸，即焊缝装配尺寸，如接头型式，坡口角度，组对间隙，点焊位置，点焊长度，点焊间距等，装配质量的好坏，将直接影响焊缝质量。如接头型式的选择不正确将直接导致焊缝的机械性能是否满足设计要求。装配坡口形式和方法将直接影响到焊缝尺寸是否符合工艺规范要求。当装配间隙较大时，容易形成焊瘤或烧穿焊缝，当间隙较小时则易形成未焊透或未熔合。当错边量较大时则易形成焊缝二侧严重咬边或焊缝表面成形严重不良。点焊位置和点焊焊缝长度不正确时则易形成焊缝开裂和工件严重变形。工件上的油、锈、水、泥土等脏物则易导致焊缝产生气孔、夹渣，未焊透，甚至造成裂纹等缺陷，

18、因此必须保证装配质量。一般来讲生产单位应针对产品制订保证装配质量的措施，如装配工艺，装配方法，手段和焊前清理要求，装配质量检验等合格后方可施焊。4.材料清理由于母材和焊材表面存在的油、锈、水、泥土等脏物对熔池的影响，易使焊缝产生气孔、夹渣、未焊透、形成裂纹和金属成份不均匀等缺陷，故材料清理主要有二个方面，一是母材清理（被焊金属物），母材清理是指被焊金属的焊缝清理，因母材在原始状态或因加工所形成的脏物，氧化物等的清理。二是焊材清理（填充金属物）焊材清理是指焊丝、焊剂的清理，因焊材在原始状态下，因存放时间或保存条件影响所形成的氧化物、灰、渣、水份等的清理。5、参数确定这里所指的参数主要指焊接时的焊

19、接电流，焊接电压，焊接速度，焊丝伸出长度，焊丝倾斜角度等，由于这些参数在使用过程中操作者往往凭自己经验进行调整，所以随意性很大，忽略了参数的一致性，使得焊缝在外观成形和焊接质量上受到极大的影响，焊接参数的确定是一个严谨的过程，为了保证焊接质量应在开始焊前制作焊接工艺试验评定，在生产中严格按试验合格的工艺评定参数进行操作，否则前两项工作做得再好也难于取得理想的焊接质量，在生产中为避免重复制作工艺评定，无谓增加生产成本，可将合格的工艺评定文件收集保存起来，以利下次时参考使用。五、焊接参数作用对焊接质量的影响埋弧自动焊参数主要有焊丝直径，角度，焊接电流，焊接电压，焊接速度，极性种类等。1. 焊丝直径

20、及倾斜角度用于埋弧焊的焊丝可分为细丝和粗丝二类，常用的焊丝直径有1.6mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm六种，一般3.0mm以下的为细丝，3.0mm以上的为粗丝。由于焊丝直径粗细不同，能够承受的焊接电流强弱也不同，从而对焊缝成形的影响也不同参见表（4）焊丝直径对焊缝成形的影响表（4）焊丝直径对焊缝成形的影响序号项目焊 接 电 流 （A）350-600700-9001000-12001300-14001焊丝直径（mm）32.52654654652电流密度（A/mm2）18243026364858528448683焊缝熔深(H.mm)5.06.58.07.08.511

21、.510.512.016.517.5194焊缝熔宽（B.mm）681422211926242227245形状系数（B/H）1.21.81.53.12.51.72.52.01.31.51.3焊丝的倾斜角度有前倾、后倾和左右倾斜三种形式，焊丝前倾时电弧作用在母材上，母材受热严重，金属烧损大，因而焊缝熔深大，熔合比也增大，焊丝后倾时电弧作用在熔池上，熔池受热严重，焊缝熔宽有所增加，熔深则下降，熔合比则减小。焊丝左右倾斜时多用于固定角焊缝，焊丝倾斜角度最大为45,当倾斜角度大于45时，由于产生的熔池面积较大，热场温度高，其堆敷金属受自身重力影响容易流失，致使焊脚高度在二板上不尽相等，平板一侧堆积过多，

22、立板一侧则堆积较少，而且容易出现严重咬边现象。2. 焊接电流焊接电流的大小对焊缝熔深，熔合比，线能量，焊丝熔化速度（焊丝填充量）等均有直接关系。在其它条件不变时，增大焊接电流即增加了焊缝熔深，熔合比，线能量和焊丝填充量，反之则下降。参见表（5）焊接电流对焊缝尺寸的影响，从表中我们可以看出焊接电流增加时，焊缝熔深增加，焊缝熔宽也有所增加但不十分明显；过大的焊接电流会增加焊缝热影响区和烧穿焊缝，如果电流过小则导致焊缝熔深不足，易产生夹渣气孔，未焊透或未熔合等缺陷。表（5）焊接电流、电压对焊缝尺寸的影响序号电流（A）电压（V）焊 速线 能量形状系数焊缝熔深焊缝熔宽焊缝余高130028309.883.

23、62.811.51.5230030359.103.92.510.81.5330032408.024.22.210.21.24500304012.304.63.714.22.25500324013.104.93.615.52.06500364015.805.23.816.51.87700323028.503.54.918.22.48700363528.953.85.2182.29700384030.24.04.516.72.210800323535.403.76.5221.811800364036.6.4.06.8201.712800384037.304.37.4181.713900363538

24、.505.09.10241.914900384039.202.810.5231.915900404039.903.011.423.52.0161000363542.303.211.8262.4171000384044.103.512.323.22.3181000404044.854.013.524.52.33. 焊接电压焊接电压的增加和减小对焊缝熔宽有明显的改变，这是因为焊接电压增加时，其电弧长度会随之增长，造成电弧散漫而不集中，对工件的加热面扩大，而导致焊缝熔宽增加，焊缝高度降低，同时熔深减小，参见表（4）焊接电压对焊缝尺寸的影响。当焊接电压过大时，会造成电弧燃烧不稳定，焊缝成形严重不良和产

25、生气孔、夹渣、咬边等缺陷。另外由于电压的增大还会造成焊剂大量熔化，熔渣增加从而过渡到焊缝金属中的合金元素量也相应增加，将导致焊缝金属机械性能的改变。但增大焊接电压的方式则非常适合于金属材料的堆焊。4. 焊接速度焊接速度的快慢将直接影响到焊缝成形。焊接速度慢时焊丝作用在熔池的时间过长，造成焊丝对熔池的填充金属物过多，影响电弧对工件的熔深作用，导致熔池浅而宽，造成金属满溢，焊缝余高增大，焊缝表面粗糙，同时焊接热输入量也较大，致使焊缝易产生焊瘤和烧穿现象。焊接速度快时，焊接电弧作用在工件上对母材的熔蚀相当严重，往往造成熔合比增大，焊缝熔宽减小，焊缝横截面尺寸变窄而低，致使焊缝熔合不良和易产生咬边、气

26、孔、夹渣、裂纹等缺陷。5. 电流种类及极性埋弧自动焊电流形式分为交流和直流二类。用交流电流时，由于其正负极接法所产生的电弧吹力对金属熔深没有明显作用和区别，因而无接法要求。它的特点是无磁偏吹现象，对焊剂要求不高，常用于直流电磁偏吹严重和大电流场合施焊；用直流电流时，则正负极接法对焊缝作用区别明显。当正接极性时（工件接正极，焊丝接负极）此时焊丝对焊缝熔深一般（与交流电施焊相似），但焊丝熔化性较强，因此熔敷量很高，同时对焊剂熔化作用较大而渗入合金较强，故适宜于材料堆焊；当反接极性时（工件接负极，焊丝接正极）其特点是工件可获得较多的热量，电弧吹力较强因而可获得较大的焊缝熔深，并可通过电流的调节获得理

27、想的焊缝金属熔合比，因此常用于不开坡口双面焊和开坡口（手工）焊封底要求焊透的工件。六、各种位置的焊接要点1. 板状对接平焊板状对接焊缝根据生产实例常见的有不开坡口对接和开坡口对接二种，按焊接层面讲有单面焊和双面焊接之分，以及多层焊接。单面焊接方法适用于薄板（3-10mm）焊接，所使用的焊丝直径较小（1.6-3.0 mm）焊接电流也较小（200A-600A），这是因为板厚和焊丝直径对电流密度的承载力所决定的。单面焊接时其接头形式可以是无坡口型对接，也可以是有坡口V型或其它型式对接，一般不要求焊透的工件其反面可不加衬垫保护，但要求焊透的工件则必须加衬垫进行保护。加衬垫的目的主要是使焊缝获得较大熔深

28、时作为衬垫，保护熔池液体金属不渗漏。（方法很多，常用的有橡皮膜冲压衬垫，铜衬垫，焊剂衬垫和一次性粘贴衬垫等），除一次性粘贴衬垫外，其余衬垫均可自制，见图（4）常用衬垫型式；双面焊接方法适用于中厚板的焊接（10mm-20mm）其接头型式同样可以是无坡口型对接焊缝，也可以是有坡口V型或其它型式对接焊缝。采用双面焊接方法的主要目的是提高焊接速度和焊缝质量。一般情况下，正面焊接时，其电流参数可取小些，焊缝熔深达到工件厚度50即可（这是因为在无衬垫保护作用下的工件易使熔池液体金属流失的原故）。反面焊接时由于有正面焊缝作为衬垫保护焊接参数可以比正面用得大些，使其焊缝熔深达到60-70即可。其焊接参数见表（

29、7）表（6）无衬垫双面焊工艺参数序号工件厚度(mm)装配间隙(mm)焊丝直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(m/n)110013.0450600303426212013.0500650323424314014.055070032342641601.54.055075034362451801.54.060080036263062001.54.0800900363824722024.0800900363820824024.09001000363822926025.09001000384020102802.55.09501000384020113002.55.0100011004018

30、123402.55.0100011004216133803.05.0100012004515144003.05.0100012004512注：采用此工艺时,试件组对间隙极为重要，当间隙过大时容易烧穿试件，其熔深最大不宜超过12mm，否则由于电弧吹力的影响将导致焊缝难于成形。当一层道焊缝不足焊满工件厚度时，应采用多层焊接方法和适当增加焊缝装配间隙，使工件厚度达到50以上，否则焊缝层间难于熔合良好。表（7）加衬垫双面焊工艺参数序号工件厚度（mm）坡口形式组对间隙(mm)焊接顺序焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(m/n)112I2.04.0正1/1500-600324024214I2.04.0正

31、1/1550-600324024316Y1. 04.0正1/1600-650324024418Y3.05.0正1/1600-650324026520Y3.05.0正1/2600-700404526622Y3.05.0正1/2600-700404526724X3.05.0正1/2650-750404522826X4.06.0正1/2650-750404522928X4.06.0正1/2700-80040452210304.06.0正1/3700-80040451611324.06.0正1/3700-85040451612245.06.0正1/3700-85040451613365.06.0正1/

32、3700-85040451614385.06.0正1/4700-90040451615406.0正1/4700-90040451616506.0正1/4700-900404516注：加衬垫的焊接方法有单面焊双面成形焊法和双面焊二种，单面焊双面成形是指在衬垫的保护作用下只焊接正面其反面也能成型的一种方法，这种焊法一般用于较薄的工件。但由于工件变形量大使用时应采取强制方式固定工件，否则焊缝成型不良。双面焊接时有不开坡口和开坡口二种型式。不开坡口用于中、薄板焊缝；开坡口用于中厚板焊缝。焊接时由于埋弧焊最大熔深12mm以上时因电弧吹力作用严重影响焊缝成形，因此使用时应考虑采用多层焊接方式。多层焊接方法

33、适用于厚板（20mm-40mm）焊接，其接头型式为双面坡口的对接，之所以考虑采用多层焊接除了因埋弧焊熔敷系数（一次性焊接填充焊缝金属的厚度）外，主要原因是控制焊缝金属组织性能的变化，因为多层焊时所使用的参数可较小因而热影响区较窄，同时上一层道的焊接热量对下一层道焊缝进行回火处理，因此可提高焊缝的冲击韧性和防止产生偏析。多层焊时值得注意的是焊丝必须对准该焊缝中心，否则焊道分布不均匀易使焊缝产生夹渣和脱渣壳困难，同时所使用的焊接电压应稍高于上一层道焊缝焊接电压，使其获得平滑的焊道表面。2. 板状对接封底平焊板状对接封底平焊埋弧自动焊时，常因工件尺寸较大而不能自由翻转进行焊接或因工件直径小无法加装衬

34、垫保护。不得已而采用焊接封底后再进行埋弧焊接的一种辅助方法。封底焊接常采用手工电弧焊或CO2气体保护焊，氩弧焊等进行。对于封底焊缝质量可根据工件质量要求而定，如工件无要求时，只要封住焊缝口，焊缝有一定的厚度（焊缝厚度的作用主要是考虑在进行埋弧焊时对电流的承受强度能力）即可。如果对工件有要求时，（例如焊缝要进行探伤或承受压力试验时），封底焊则必须由取得合格证的焊工并按压力容器单面焊双面成形技术进行严格操作焊接。生产上除焊接封底外，工艺上还多采用机械接头形式进行封底（见图5）衬垫的种类型式。3.板状垂直角焊缝埋弧焊时角焊缝形式有二种，一是垂直角焊缝，二是船型角焊缝，二者接头型式全然一样，不同的是因

35、工件摆放位置不同，见图（6）角焊缝位置。但由于焊接位置变化则使得二者焊接特性相差甚远，施焊时应慎重考虑。 垂直角焊缝主要是因工件体积大、不易翻转，或结构复杂不允许翻转、不符合置于水平状态下进行的一种焊接位置，它的特点是：因焊缝处在非水平状态，焊接时不会因为焊缝间隙过大而流失溶池金属，但由于受焊接位置的影响焊缝成形有一定的倾斜，一般应不大于45，所得到的焊角高度应不大于6.0mm，否则会在一侧出现严重咬边现象。这是因为立板一侧熔池堆积的金属过多时，遭受到溶池液体金属自重和引力的影响而自然下坠的一种现象。同时电弧作用在熔池中的时间（焊接速度）使得熔池温度过高也将引起下坠现象的出现，因此大于6.0m

36、m焊角的焊缝应考虑采用多层焊方式进行堆焊。其焊接参数见表（8）序 号焊脚高度mm焊丝直径mm焊接间隙mm焊接电 流 A焊接电压 V焊接速度M/N13.03.00-1450500322824.03.00-1500550322835.03.00-1.5550600342646.03.00-1.5550600342657.03.00-2.0550600342468.04.00-2.0600700342479.04.00-3.060070034248104.00-3（8）直角焊工艺参数4.板状角焊缝船型焊接：船形角焊缝其实就是将直角焊缝换了一个位置的焊接方法，见图（6），其

37、特点是焊缝处于水平位置，焊缝受工件夹角的依托一次性焊接可获得较大的焊脚高，且焊缝分布对称，成形良好，不易产生咬边和渗溢现象，但由于工件装配间隙所处位置为上下垂直方向呈漏斗状，当间隙大于1.5mm时，熔池铁水易漏失，严重时还会形成烧穿，因此为防止这些缺陷出现首要的是严格保证装配质量，将间隙控制在1.5mm以下。当不能控制间隙时可采用打底焊接方法或石棉线，铜等材料制作的挡板封住焊缝口以防止焊漏，封漏的方向应与焊接的相反方向。其焊接参数见表（9）表（9）船型角焊缝工艺参数序号焊脚高度mm装配间隙mm焊丝直径mm焊接电流A焊接电压V焊接速度M/N141.03.05506003221-30261.03.

38、06006503225-30381.03.07007503225-30481.54.07508003220-305101.54.07508003220-306121.54.07508003220-305.圆周焊缝：圆周焊缝其实属于平焊缝见图（7）。由于埋弧焊所产生的熔池面积相当大，熔池液体金属多，冷却成型缓慢。在焊接过程中当熔池不处在水平位置时容易造成液体金属流失，液体金属流失有二种倾向。一是前溢，即熔池铁水向焊接前进方向（未焊接的焊缝）流失，由于铁水覆盖着焊缝造成焊丝伸出长度发生变化（焊丝和工件二者间距离变小）从而焊接参数也发生改变，电弧热量和吹力变小而不能直接加热熔化工件，另外由于焊缝的不

39、可见导致焊丝的对中效果极差，容易发生焊道偏移，因此容易产生夹渣、气孔、咬边、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷。另一种是后溢，即熔池铁水向焊接前进相反的方向流失，由于熔池底部暴露电弧长度也发生改变（焊丝和工件二者间距离变大）从而焊接参数也发生变化，电弧热量和吹力直接对熔池底部加热熔化工件造成严重焊缝熔蚀。因此容易使焊缝产生焊道严重不均匀、严重咬边、夹渣、气孔、结晶偏析、甚至烧穿焊缝等缺陷。因此在焊接圆周型焊缝时，焊缝成形应注意的就是熔池充分形成和铁水凝固的单位时间焊缝长度，此时的熔池成形应处在水平位置，否则无法进行正常焊接。因此在实际施焊中焊丝放置的位置均必须有适当的提前量如图（7）。其焊接参数见表（

40、10）表（10）圆周焊缝参数序号工件厚度mm焊 丝 直径mm间 隙mm焊丝 提前量mm焊接电流( A )焊接电压( V )焊接速度( m / n )163.01.550250-3502824283.01.550300-40028243103.01.550350-45028264123.01.580400-50030285154.01.580450-55030286164.01.580500-60030267184.01.5100550-65030268205.01.5100600-70032249225.01.5100650-750322410245.01.5100700-8003224112

41、65.01.5100750-800342412285.01.5100750-800242413305.01.5100750-8003424七、 弧焊缺陷及预防1.气孔在埋弧焊生产中焊缝产生气孔主要是由于二个方面造成的，一是工件焊缝不清洁、有油、锈、水、泥土等脏物，二是焊丝或焊剂不清洁或受潮含有非金属物质等。它们是产生气孔的主要原因，因此必须做到以下几点：(1) 彻底清除工件坡口两侧50mm以内和焊丝表面所存在的脏物，可用手工或电动钢丝刷擦拭或化学方式清除。(2) 必须严格按烘干温度干燥焊剂，仔细清除其水分。并做到随用随取，切记不要露天堆放。(3) 选择粘度适中的焊剂。二次使用的焊剂必须筛除灰尘

42、后并与新焊剂混合（混合比3050）重新干燥后方可保证使用效果。(4) 焊剂堆敷数量应适中。焊剂少时，电弧光容易外漏影响工人操作，且形成的熔渣稀薄对熔池保护效果差，外界空气容易渗入从而形成气孔；焊剂多时，虽然保护效果好，但过多的焊剂所形成的机械保护膜和熔剂泡中气体渗出困难易产生气孔。2.夹渣焊缝中产生夹渣主要是指非金属物质混入熔池中所形成的杂质，杂质的来源与工件、焊丝不清洁有直接关系，在焊接时由于焊丝对中不理想、焊丝倾斜角度、方向不对及层间清理不彻底都会产生夹渣，因此生产中应做到下列几点：（1）工件应置于水平位置，焊丝应垂直并对准焊缝中心，筒体圆周焊时焊丝应有适当的提前量，以保证焊接时熔池铁水和

43、熔渣不流向焊缝前方。（2）多层焊时应注意清理层间杂物，适当提高焊接电压使焊缝表面呈现为U型状消除夹渣存在的基体。3.未焊透和未熔合未焊透主要是指工件的厚度方向没有完全熔合为一体，还有剩余原始状态存在，未熔合是指多层焊时上下二层间有未被熔合为一体的原始焊道存在的现象，产生的原因主要有装配间隙太小、焊丝对中效果差、焊接参数（特别是焊接电流）偏低有直接关系，因此生产中应做到下列几点：(1) 增大焊缝组对间隙以利于焊丝下伸到坡口根部，有利于根部熔透，同时注意调整和纠正焊丝的对中，使坡口两侧熔化状态一致。(2) 提高焊接参数（特别是焊接电流），使其增加熔透深度和金属的熔合效果，多层焊时应注意清理干净层间

44、残留物。(3) 注意降低焊接速度，使电弧吹力在单位时间内增长，致使焊缝金属熔化加剧，有利于焊缝熔合。4.焊瘤焊瘤是指工件反面焊缝附着的滴状金属物。焊瘤的产生主要和工件装配间隙，焊接参数有关。当焊缝间距过大时焊接熔池依附坡口金属产生的张力变小，单位时间内电弧作用在熔池的时间也很短，在其它条件不变的情况下电弧的作用时间稍一加长，即会产生熔池金属下坠，此时即有可能产生焊瘤。当焊接参数选择过大时，如焊接速度较慢则致使电弧作用在熔池中的时间增长，熔池得到的热输入量增大，熔池金属张力变小，不能承受金属自重也会发生熔池底部渗漏形成焊瘤，甚至造成烧穿。因此生产中应注意以下几点：(1) 选择适当的焊接参数，注意

45、参数调整的统一性、选择参数时要进行模拟试焊，确保参数的正确性。(2) 注意工件组对的间隙要适中，当间距过大时应考虑是否加装焊接衬垫或采用焊接方式封底。(3) 在焊接过程可采取减小焊接电流，增大焊接速度，提高焊接电压的方式来防止焊瘤的出现。5.裂纹裂纹的产生主要与材料的装配、参数、工艺、措施有直接关系。在材料匹配方面，主要指焊丝和焊剂配合不合理，致使所形成的焊缝金属淬硬倾向增大、塑性不足或杂质超标导致熔池非金属物残留，导致金属的性能发生质的改变。在参数工艺措施方面，采用的焊接参数规范太弱、焊接线能量较小、冷却过快、焊缝金属产生淬硬条件等，因此应注意考虑如下几点：(1) 选择合适的焊丝和焊剂，当材

46、料的含碳量较低，合金成份较少时，可选择与母材一样的焊接材料或合金元素（如锰，硅）含量较高的焊接材料，反之如碳含量和合金元素含量较高时，则可选择碳含量较低而合金元素含量适当的焊接材料，其目的是在考虑了工件满足强度的条件下，如何提高材料的塑性。(2) 焊剂的作用除了在焊接过程中起到引弧、造渣、造气、稀渣、保护熔池外，另外一个作用是渗入合金，改变焊缝金属性能，因此选用时应与焊丝的成份共同考虑，否则在焊丝和焊剂的双重作用下所得到的焊缝金属性能与母材相差甚远。(3) 参数方面，应避免坡口加工尺寸过小，应考虑增加焊缝成形系数（最好在1：2之间）焊接参数可选大些，但某些金属采用大规范焊接会降低金属性能，此时

47、可考虑采用焊前预热和焊后缓冷的措施释放焊缝中的应力。6.外观成形缺陷(1)焊缝较宽焊缝较宽主要原因是焊接速度较慢、焊接电压较高所致，焊接中注意调整焊接速度、焊接电压即可避免。(2)焊缝较窄焊缝较窄的主要原因正好与第1条相反，焊接电压低，焊接速度快，焊接中注意调整焊接速度和焊接电压即可。(3)焊缝表面高低不平这种缺陷主要是焊速不均匀所致，由于网路电压不稳、接地线连接不牢、焊丝伸出太长、导电嘴接触不良有直接关系，焊接中注意检查调整即可纠正。(4)焊缝二侧咬边这种缺陷主要与焊接参数（焊接速度）有关，一般来讲主要是焊速太快所致，使得在单位时间内焊丝给熔池的补充金属不足造成的，当焊速放慢时熔池可得到焊丝

48、的足够补充量，即缺陷即可解决。(5)焊缝中间凸起二边凹陷此缺陷的产生主要与焊剂的堆敷量有关，焊剂量少时所形成的（机械膜）较薄易于被焊丝刮走，致使焊剂堆敷量发生变化，使焊剂中间少，所以中间焊缝则凸起，而二侧焊剂多因此二侧焊缝出现凹陷，只要改变焊剂的堆敷量则可避免。(6)焊缝余高太大此焊缝缺陷主要是焊接电压过低、焊丝的杆伸长度过大和焊缝处于非水平位置三种情况有直接关系。电压低时所产生的电弧吹力作用也很小，熔池金属张力大、铺展效果差；当焊丝的杆伸长度过大时焊丝易发红、其熔化速度加快则熔池得到金属增多，当工件处于非水平位置时液体金属会克服张力向焊接反方向流失，从而致使焊缝出现余高过大，焊接中注意采用合

49、理的参数、调整工件为水平位置即可克服。(7)余高窄而凸起此缺陷与焊接电压低、焊速较快、焊剂堆敷较窄有关，当电压低时电弧吹力作用弱，其液体金属铺展效果差，加之焊速较快，焊缝中间堆敷金属多而二侧少，在焊剂堆敷较窄的情况下熔池的保护效果降低、热效力较低、熔池凝固快，致使产生窄而凸的焊缝。解决的方法是增加焊接电压、降低焊接速度、增加焊剂的宽度、从而即可解决。八、 弧焊堆焊简介埋弧自动焊中采用二个以上的焊丝（作为焊接电极）称为多丝埋弧焊，它的主要特点是焊接热源（焊丝）可以分散各自形成焊接熔池，分别同时对一条焊缝进行多层、多道焊接，也可以将电弧热源串联集中形成一个较大的熔池区域，从而获得的更大的熔深，在焊接中以利于金属材料的表面堆焊，当焊机加上辅助装置如焊丝摆动系统、振动系统、热丝系统、送粉系统和监视系统时，可实现自动化监控作业，从而大大提高了焊接速度和焊接质量。(1)焊丝的布置焊丝的布置一般有二种情况；一是并列布置，将二根以上的焊丝按焊接方向横向设置见图（8），采用直流电源时，当二电极间距离调整合适时，电弧受电磁场的影响会产生相互吸引作用，将每个分散的电弧串接起来形成一个大电弧，因此对工件加热面积大，其堆焊速度相当高，当采用直流正接极时，由于所获得的熔深较浅。因而堆焊层金属稀释率非常低，因此金属表面进行单层堆焊多采用此法。二是纵向布置。纵向布置的焊丝沿焊接方向纵向进行排