第03章 埋弧焊.doc

第03章埋弧焊
第三章埋弧自动焊
1. 埋弧焊原理及应用
埋弧焊工作原理
埋弧焊是以电弧作为热源的机械化焊接方法。它由4个部分组成:1. 焊接电源接在导电嘴和工件之间用来产生电弧;2. 焊丝由焊丝盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区;;4. 焊丝及送丝机构、焊剂漏斗和焊接控制盘等通常装在一台小车上,以实现焊接电弧的移动。
埋弧焊时,连续送进的焊丝在一层可熔化的颗粒状焊剂覆盖下引燃电弧。当电弧热使焊丝、母材和焊剂熔化以致部分蒸发后,在电弧区便由金属和焊剂蒸气构成一个空腔,电弧就在这个空腔内稳定燃烧。空腔底部是熔化的焊丝和母材形成的金属熔池,顶部则是熔融焊剂形成的熔渣。电弧附近的熔池在电弧力的作用下处于高速紊流状态,气泡快速溢出熔池表面,熔池金属受熔渣和焊剂蒸汽的保护不与空气接触。随着电弧向前移动,电弧力将液态金属推向后方并逐渐冷却凝固成焊缝,熔渣则凝固成渣壳覆盖在焊缝表面。焊接时焊丝连续不断地送丝,其端部在电弧热作用下不断的熔化,焊丝送进速度和熔化速度互相平衡,以保持焊接过程的稳定进行。依据应用场合和要求的不同,焊丝有单丝、双丝和多丝,有的应用中还以药芯焊丝代替裸焊丝,或用钢带代替焊丝。
埋弧焊有自动埋弧焊和手工埋弧焊两种方式,前者焊丝的送进和电弧
的移动均由专用焊接小车完成,后者焊丝送进由机械完成,而电弧的移动则由手持焊枪移动完成。但不管那种方式,焊接时都要求被焊工工件的定位要满足焊剂和熔池金属在凝固前必须保持在原位置,有许多固定和定位装置可以保证这一要求。埋弧焊焊剂的作用与焊条药皮相似,埋弧焊过程中,熔化焊剂产生的渣和气,有效地保护了电弧和熔池,同时还可起到脱氧和掺合金的作用,与焊丝配合保证焊缝金属的化学成分和力学性能,防止焊缝中产生裂纹和气孔等缺陷,焊后未熔化的焊剂另行清理回收。
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。加上焊剂和熔渣的保护,电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速度都大大提高。以板厚8~10mm的钢板对接为例,单丝埋弧焊焊接速度可达30~50m/h,若采用双丝和多丝焊,速度还可提高1倍以上,而焊条电弧焊接速度则不超过6~8m/h。同时由于埋弧焊热效率高,熔深大,单丝埋弧焊不开坡口一次熔深可达20mm。
,熔化金属不与空气接触,焊缝金属中含氮量降低,而且熔池金属凝固较慢,液体金属和熔化焊剂间的冶金反应充分,减少了焊缝中产生气孔、裂纹的可能性。焊接工艺参数通过自动调节保持稳定,焊工操作技术要求不高,焊缝成形好,成分稳定,力学性能好,焊缝质量高。
,没有弧光辐射,机械化的焊接方法减轻了手工操作强度,这些都是埋弧焊独特的优点。
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,一般只适用于平焊和角焊位置的焊接,其它位置的焊接,则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。
,需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。
,电弧的电场强度较高,电流小于100A时,电弧的电场稳定性较差,因此不适宜焊厚度小于1mm的薄件。

埋弧焊是焊接生产中应用最广泛的工艺方法之一。由于焊接熔深大、生产效率高、机械化程度高,因而特别适用于中厚板长焊缝的焊接。造船、锅炉与压力容器、化工、桥梁、起重机械、工程机械、冶金机械以及海洋结构、核电设备等制造中都是主要的焊接生产手段。
随着焊接冶金技术和焊接材料生产的发展,埋弧焊所能焊接的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及一些有色金属材料,如镍基合金、铜合金的焊接等,此外,埋弧焊用于抗磨损耐腐蚀材料的堆焊,也是十分理想的工艺方法。


,有效防止了空气的入侵,使焊缝金属含氧量及含氮量均极底,因而焊缝金属塑性良好。

1)渗锰渗硅
当焊剂中MnO、SiO2含量足够高时,冶金反应可使焊缝金属的Mn、Si含量明
显提高,因而焊缝的抗裂性和机械性能提高。
2)脱碳
由于焊剂中不含有碳的成分,高温下碳与氧的亲和力介于锰和硅之间,因此埋弧焊冶金过程会造成一定量碳元素烧损,且随焊丝中含碳量的增大而加剧,过量时会导致产生CO气体。因此、埋弧焊用的含碳量必须严格控制。
3)脱氢
母材、焊丝表面的锈污及焊剂的吸潮水分是埋弧焊产生氢气孔的主要原因。为防止氢气孔,除杜绝