埋弧焊问题及解决

埋弧焊问题及解决埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法但焊接质量好、效率高、本钱低，劳动条件好。埋弧焊的原理及特点一、埋弧焊的过程及原理熔化极电弧焊方法。由于焊接时电弧掩埋在焊剂层下燃烧，电弧光不外露，因此被称为埋弧焊。二、埋弧焊的特点埋弧焊的主要优点〔〕2〕〔〕〔〕劳动条件好；埋弧焊的主要缺点〕难以在空间位置施焊2〕对工件装配质量要求高〔3〕缝。三、埋弧焊的分类及应用范围埋弧焊的应用范围焊缝类型和焊件厚度但凡焊缝可以保持在水平位置、或倾斜度不大的工件，不管是对接、角接和搭接接头，都可以用埋弧焊焊接，如平板的拼接缝、圆筒形工件的纵缝和环缝、各种焊接构造中的角缝和搭接缝等。5mm焊件都适于用埋弧焊焊接。目前，埋弧焊焊接的最大厚度已达650mm。到低合金构造钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属，如镍基合金、铜合金等。此外，埋弧焊还可在基体金属外表堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。埋弧焊的焊接材料与冶金过程一、埋弧焊的焊接材料及选用焊丝依据焊丝的成分和用途可将其分为碳素构造钢焊丝、合金构造钢焊丝和不锈钢焊丝三大类，随着埋弧焊所焊金属种类的增加，焊丝的品种也在增加，目前生产中已在应用高合金钢焊丝、各种有色金属焊丝和堆焊用的特别合金焊丝等品种焊丝。焊丝选用原则:埋弧焊焊接低碳钢时，常用的焊丝牌号有H08、H08A、H15Mn等，其中以H08A的应用最为普遍。当工件厚度较大或对力学性能的要求较高时，则可选用含Mn量较高的焊丝。在对合金构造钢或不锈钢等合金元素较高的材料焊接时，则应考虑材料的化学成分和其它方面的要求，选用成分相像或性能上可满足材料要求的焊丝。为适应焊接不同厚度材料的要求，同一牌号的焊丝可加工成不同的直径。埋弧焊常用的焊丝直径有2mm、3mm、4mm、5mm6mm五种。焊剂焊剂在埋弧焊中的主要作用是造渣，以隔绝空气对熔池金属的污染，把握焊缝金属的化学成分，保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂纹和夹渣等缺陷的产生。同时，考虑实施焊接工艺的需要，还要求焊剂具有良好的稳弧性能，形成的熔渣应具有适宜的密度、粘度、熔点、颗粒度和透气性，以保证焊缝获得良好的成形，最终熔渣凝固形成的渣壳具有良好的脱渣性能。按制造方法可将焊剂分为熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂三大类。 埋弧焊熔炼焊剂化学成分焊剂和焊丝的选用与协作所以必需按工件的成分、性能和要求，正确、合理地选配焊剂和焊丝。到与母材等强度，同时要满足其它力学性能指标要求。可选用下面两种协作方式中的任何一种：用高锰高硅焊剂〔如〕协作低碳钢焊丝〔如〕或含锰焊丝〔如；用无锰高硅或低锰中硅焊剂〔如、〕协作高锰焊丝〔如。焊接低合金高强度钢时，除要使焊缝与母材等强外，要特别留意提高焊缝的塑性和韧性，一般选用中锰中硅或低锰中硅焊剂〔HJ350、HJ250〕协作相应钢种焊丝。焊焊接低温钢、耐热钢和耐蚀钢时，可选用中硅或低硅型焊剂与相应的合金钢焊丝协作。焊接奥氏体不锈钢等高合金钢时，应选用合金含量比母材高的焊丝；焊剂要选用碱度高的中硅或低硅焊剂，假设只有合金成分较低的焊丝，也可以配用特地的烧结焊剂或陶质焊剂焊接，依靠焊剂过渡必要的合金元素，同样可以获得满足的焊缝成分和性能。埋弧焊工艺一、埋弧焊工艺的内容和编制埋弧焊工艺的主要内容埋弧焊工艺主要包括焊接工艺方法的选择；焊接工艺装备的选用；焊接坡口的设计；焊接材料的选定；焊接工艺参数的制定；工件组装工艺编制；操作技术参数及焊接过程把握技术参数的制定；焊缝缺陷的检查方法及修补技术的制定；焊前预处理与焊后热处理技术的制定等内容。编制焊接工艺的原则和依据要求等。埋弧焊工艺规程及实例埋弧焊工艺参数对焊缝成形的影响〔用沟通电焊接〕2．工艺参数的选择方法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构造施工图上标明的具体焊接接头进展的。依据产品图纸和相应的技术条件，以下原始条件是的：1)工件的外形和尺寸(直径，总长度)；接头的钢材种类与板厚；2)焊缝的种类(纵缝、环缝)和焊缝的位置(平焊、)()和坡口形式“Y”““”形坡口对接头性能的技术要求；5)焊接构造(产品)的生产批量和进度要求。焊接工艺参数选择程序选择适用的焊剂和焊丝的牌号•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•选定焊接参数〔焊接电流、电弧电压和焊接速度〕并协作其它次要工艺参数二、埋弧焊工艺坡口的选择与加工焊件的清理与装配4．焊机的检查与调试3．焊丝外表清理与焊剂烘干1—引弧板 2—工件3—焊接试板4—引出板〔一〕对接接头的焊接工艺对接接头双面埋弧焊表3－17 不留间隙双面埋弧焊的焊接工艺预留间隙双面埋弧焊的焊接工艺焊剂垫构造a〕软管式b〕橡皮膜式1—工件2—焊剂3—帆布4—充气软管5—橡皮膜6—压板7—气室临时工艺垫构造1—薄钢带垫 2—石棉绳垫3—石棉板垫开坡口双面焊焊条电弧焊封底双面焊类焊缝可依据板厚状况开或不开坡口。保证封底厚度大于8mm，以免埋弧焊时烧穿。由于焊条电弧焊熔深浅，所以在正面进展埋弧焊时必需承受较大的焊接参数，以保证焊件熔透。厚板工件焊条电弧焊封底多层埋弧焊典型坡口厚板工件多层埋弧焊的焊接工艺对接接头单面埋弧焊大大提高生产率，减轻劳动强度，降低生产本钱。但用这种方法焊接时，电弧功率和线能量大，接头的低温韧性较差，通常适用于中、薄板的焊接。在铜衬垫上焊接铜衬垫截面尺寸固定式铜衬垫顶紧机构1—压板 2—工件3—铜衬垫4—顶杆5—橡胶帆布移动式水冷铜铜滑块构造1—铜滑块 2—工件3—拉片4—拉紧滚轮架5—滚轮6—夹紧调整装置7—顶杆在焊剂垫上焊接在电磁平台—焊剂垫上单面埋弧焊的焊接工艺热固化焊剂垫构造和装配示意图a〕构造 b〕装配示意图1—双面粘贴带2—热收缩薄膜3—玻璃纤维布4—热固化焊剂5—石棉布6—弹性垫7—工件8—焊剂垫9—磁铁10—托板11—调整螺钉热固化焊剂垫单面埋弧焊的焊接工艺在永久性垫板或锁底上焊接对接用的永久钢垫板对接接头环缝埋弧焊环缝埋弧焊是制造圆柱形容器最常用的一种焊接形式，它一般先在专用的焊剂垫上焊接内环缝，然后再在滚轮转胎上焊接外环缝。由于筒体内部通风较差，为改善劳动条件，环缝坡口通常不对称布置，将主要焊接工作量放在外环缝，内环缝主要起封底作用。焊接时，通常承受机头不动，让工件匀速转动的方法进展焊接，工件转动的切线速度内环缝埋弧焊焊接示意图1—焊丝2—工件3—辊轮4—焊剂垫5—皮带环缝埋弧焊焊丝偏移位置示意图〔二〕T形接头和搭接接头的埋弧焊T形接头和搭接接头的焊缝均是角焊缝，用埋弧焊时可承受船形焊和横角焊两种形式。小工件及工件易翻转时多用船形焊；大工件及不易翻转时则用横角焊。船形焊的焊接工艺(沟通电源)2．横角焊缝埋弧焊当承受T形接头和搭接接头工件太大，不便翻转或因其它缘由不能进展船形焊时，可承受焊丝倾斜布置的横角焊来完成，横角焊时焊丝与工件的相对位置对焊缝成形影响很大，当焊丝位置不当时，易产α应保持在15°～45°范围内〔一般为°°。横角焊焊缝埋弧焊示意图a〕示意图b〕焊丝与立板间距过大c)焊丝与立板间距过小横角焊焊的焊接工艺(沟通电源)四、埋弧焊的常见缺陷及防止方法§6-4埋弧焊的其它方法一、附加填充金属的埋弧焊只有10％一20％电弧能量用于填充焊丝的熔化，其余的能量消耗于熔化焊剂和母材以及使焊接熔池的过热。因此，可以将过剩的能量用于熔化附加的填充金属，以提高焊接生产率。是一种既能提高熔敷速度，又不使接头性能变差的一种有效方法，这种方法使用的焊接设备和焊接工艺与一般埋弧焊根本一样。单丝埋弧焊时熔敷速度可提高60％～100％；深坡口焊接时，可削减焊接层数，减小热影响区，降低焊剂消耗。附加填充金属的埋弧焊接法，由于熔敷率高，稀释率低，很适宜于外表堆焊和厚壁坡口焊缝的填充层焊接。１-辅加填充金属２-熔池３-焊剂４-渣壳５-焊缝附加填充金属埋弧焊的焊接工艺二、多丝埋弧焊多丝埋弧焊是一种既能保证合理的焊缝成形和良好的焊接质量，又可以提高焊接生产率的有效方法。承受多丝单道埋弧焊焊接厚板时可实现一次焊透，其总的热输入量要比单丝多层焊时少。因此，多丝埋弧焊与常规埋弧焊相比具有焊速高、耗能省、填充金属少等优点。主要用于厚板材料的焊接，通常承受在工件反面使用衬垫的单面焊双面成形的焊接工艺。双丝埋弧焊示意图a〕纵列式b〕横列式c)直列式纵列式双丝埋弧焊示意图单熔池b〕双熔池〔分列电弧〕双丝埋弧焊应用较多的是纵列式。前列电弧可用足够大的电流以保证熔深；后随电弧则承受较小电流和稍高电压，主要用来改善焊缝成形。这种方法不仅可大大提高焊接速度，而且还因熔他体积大，存在时间长，冶金反响充分而使产生气孔的倾向大大减小。此外，这种方法还可通过转变焊丝之间的距离及倾角来调整焊缝外形。双丝埋弧焊单面焊双面成形的焊接工艺带极埋弧焊主要特点：〔1〕使用的焊接电流大用带状电极焊时，电弧在电极端面上快速来回移动，使热量分散，焊缝的成形系数得以提高，焊缝产生裂纹的可能性较小。因此，与丝极埋弧焊相比，带极埋弧焊可以承受更大的焊接电流。熔敷金属量大，效率高这一方面是由于电弧热分布在整个电极宽度上使其熔化，熔敷面积大；另一方面也是由于使用的电流大，带状电极熔化快，因而熔敷金属量大，熔敷效率高。度，就可以使焊道移位，因此，可用这种方法可以把握焊道的外形和熔深。在坡口中多层焊时，交替地、对称地转变电极偏转角，有可能获得均匀分布的焊道。四．窄间隙埋弧焊窄间隙埋弧焊是近年来进展起来的一种高效率的焊接方法。坡口外形为简洁的I型，不仅可大大减小坡口加工量，而且由于坡口截面积小，焊接时可减小焊缝的线能量和熔敷金属量，节约焊接材料和电能，并且易实现自动把握。主要适用于一些厚板构造，如厚壁压力容器、原子能反响堆外壳、涡轮机转子等的焊接。焊接时可承受“中间一道”法或“两道一层”法。“两道一层”接头，因此应用较多。窄间隙埋弧焊示意图a〕“中间一道”法b〕两道一层”法窄间隙埋弧焊时，将焊嘴的主要组成局部〔导电嘴、焊剂喷嘴等〕制成窄的扁形构造。为了保证焊嘴与焊缝间隙的绝缘及焊接参数在较高的温度和长时间的焊接过程中保持恒定，铜导电嘴的整个外外表须涂上耐热的绝缘陶瓷层，导电嘴内部还要有水冷却系统。窄间隙埋弧焊所用的焊接电源，依据所焊材料不同，可选择交流电源，也可用直流电源。埋弧焊缝产生气孔的主要缘由:由焊材、母材带入电弧区的水分所造成的。电磁偏吹、母材质量不好等也会造成气孔，应依据实际状况具体分析，实行相应防止措施。焊接材料和坡口门不清洁，是造成气孔的最常见的缘由。焊剂末烘干或烘干不彻底，焊丝外表、坡口外表及邻近区域有油、锈和水分，都会使熔池中含氢量显著增高而产生气孔。防止氢气孔的方法，是削减氢的来源和制造使氢逸出熔池的条件：①焊剂(包括焊剂垫用的焊剂)：应按规定严格烘干。假设天气潮湿，焊剂从烘箱中取出到使用的时间不能太50度左右温度下保温待用。回收再用的焊剂要避开被水、尘土等污染。②严格去除焊丝和坡口两侧20毫米范围内的油、锈和水分。焊件要随装随焊，假设沾有水分，要将焊接区域烘烤枯燥后焊接。③焊剂粒度要适宜，细粉末和灰分要筛除，使焊剂有确定透气性，利于气体跑出。钢材轧制或热冲压、卷板过程中，形成或脱落的氧化皮，以及定位焊渣壳，碳弧气刨飞渣等夹入焊剂，也会在焊缝中造成气孔。防止措施：①卷板、弯曲等加工过程中脱落的氧化皮，在装配焊接前要清扫或用压缩空气吹除，防止夹入装配间隙或落入坡口中。②焊接场地四周要清洁，防止氧化皮、渣壳、碳弧．气刨飞渣混入焊剂。回收复用的焊剂中，这些杂质的含量往往较多，所以要在屡次回用的焊剂中掺进焊剂o焊剂层太薄、焊接电压过高或网路电压波动较大时，电弧可能穿出焊剂层，使熔池金属受外界空气污染而造成气孔；焊剂粒度太粗时，空气会透过焊剂层污染熔池；悬空焊装配间隙超过0．8毫米时，会造成焊缝中的深气孔。防止措施：①焊剂层厚度要适宜使与焊接标准相适应，焊剂粒度不能过粗，以保证焊接过程中不透出连续弧光o②悬空焊，特别在焊件厚度20毫米以内的悬空焊时，装配间隙不要超过0．8―1o这种气孔在焊接较厚焊件时也可能遇到。产生气孔的缘由是由于电弧发生偏吹的缘由。地线连接位置不当也会造成磁偏吹而产生气孔。防止措施：①从接地线一端起焊接地要牢靠。焊件的装夹具最好用非导磁材料制造。 ②收尾端预先焊较长、较厚的定位焊缝。 ③焊丝向前倾斜布置。 ④改用沟通焊接。母材中有富硫层状偏析，或母材有分层缺陷会产生气孔。母材含硫量高、硫化物夹杂多时，焊接过程中会产生较多气体而形成气孔。防止措施：①把握焊接标准，减小母材熔合比。例如用直流正接、小电流或粗焊丝焊接，用多道焊代替