現(xiàn)代電弧焊接方法及設(shè)備第6章埋弧焊

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1、重 點(diǎn)1、 埋 弧 焊 的 治 金 特 點(diǎn) ；2、 自 動(dòng) 焊 的 焊 接 參 數(shù) 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 原 理 及 方 法 ；3、 埋 弧 焊 焊 機(jī) 的 分 類(lèi) 及 基 本 原 理 ；4、 掌 握 埋 弧 焊 工 藝 ?；?本 要 求 了 解 埋 弧 焊 特 點(diǎn) 及 應(yīng) 用 ； 熟 練 掌 握 埋 弧 焊 的 治 金 特 點(diǎn) ； 掌 握 自 動(dòng) 焊 的 焊 接 參 數(shù) 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 原 理 及 方 法 ； 了 解 埋 弧 焊 焊 機(jī) 的 分 類(lèi) 及 基 本 原 理 ； 熟 練 掌 握 埋 弧 焊 工 藝 。 一 、 埋 弧 焊 的 工 作 原 理 二 、 埋 弧 焊 的 特 點(diǎn) 焊 劑 下 燃

2、 燒 ， 依 靠 熔 渣 保 護(hù) ， 效 果 好 。 1、 優(yōu) 點(diǎn) ： 1) 生 產(chǎn) 率 高 ， 因 為 ： 電 流 密 度 大 ； 大 。 2) 焊 縫 質(zhì) 量 好 ， 因 為 ： 熔 渣 的 保 護(hù) 效 果 好 ； 焊 接 參 數(shù) 穩(wěn) 定 。 3) 勞 動(dòng) 條 件 好 ， 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 低 ， 無(wú) 弧 光 輻 射 。 2、 缺 點(diǎn) : 1) 適 用 于 直 焊 縫 的 焊 接 ， 僅 用 于 平 焊 ； 2) 不 能 焊 Al、 Mg、 Ti等 活 潑 金 屬 ； 3) 只 能 焊 長(zhǎng) 焊 縫 ； 4) 只 適 于 厚 板 ； 5) 對(duì) 焊 件 坡 口 加 工 與 裝 配 要 求 嚴(yán) 。

3、 三 、 埋 弧 焊 的 應(yīng) 用 可 焊 接 的 鋼 種 有 ： 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 、 低 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 、 不 銹 鋼 、耐 熱 鋼 以 及 復(fù) 合 鋼 等 。 此 外 用 埋 弧 焊 堆 焊 耐 熱 ， 耐 腐 蝕 合 金 、或 焊 接 鎳 基 合 金 、 銅 基 合 金 等 也 能 獲 得 很 好 的 效 果 。 一 、 焊 劑 、 焊 絲 及 其 配 合（ 一 ） 焊 劑 1、 作 用 ： 1） 保 護(hù) 2） 穩(wěn) 弧 3） 冶 金 、 脫 氧 及 合 金 化 2、 要 求 ： 1） 良 好 的 冶 金 性 能 2） 良 好 的 工 藝 性 能 a） 穩(wěn) 定 燃 燒 b） 易 脫

4、 渣c(diǎn)） 成 形 好 3、 焊 劑 的 分 類(lèi) 及 常 用 焊 劑 （ 2） 按 化 學(xué) 成 分 分 類(lèi)MnO： 無(wú) 錳 焊 劑 MnO30% SiO2： 低 硅 焊 劑 SiO230%CaF2： 低 氟 焊 劑 CaF230% （ 3） 根 據(jù) 焊 劑 的 堿 度 B， 分 為 酸 性 焊 劑 （ B1.5） （ 4） 焊 劑 牌 號(hào) 焊 劑 XYZ: X-表 示 MnO含 量 ， 1-無(wú) 錳 、 2-低 錳 、 3-中 錳 、 4-高 錳 。 Y-表 示 CaF 2 、 SiO 2 含 量 ， 1、 2、 3表 示 低 F(1-低 Si、 2-中 Si、 3- 高 Si)， 4、 5、 6

5、表 示 中 F(4-低 Si、 5-中 Si、 6-高 Si), 7、 8表 示 高 F（ 7-低 Si、 8-中 Si） 焊 劑 431高 錳 高 硅 低 氟 焊 劑 。 （ 二 ） 焊 絲 作 用 ： 焊 接 時(shí) 熔 化 進(jìn) 入 熔 池 ， 起 填 充 和 合 金 化 的 作 用 ； 尚 未 熔 化 的 焊 絲 還 起 導(dǎo) 電 作 用 。 一 般 焊 接 用 鋼 絲 ， 與 焊 條 鋼 芯 相 同 d=1.66mm 對(duì) 于 低 碳 鋼 ： H08Mn H08MnA （ 三 ） 焊 劑 和 焊 絲 的 選 配 1.依 據(jù) 被 焊 材 料 的 類(lèi) 別 及 對(duì) 焊 接 接 頭 性 能 的 要 求

6、 2.依 據(jù) 埋 弧 焊 的 工 藝 特 點(diǎn) 1.依 據(jù) 被 焊 材 料 的 類(lèi) 別 及 對(duì) 焊 接 接 頭 性 能 的 要 求 這 是 選 配 焊 絲 與 焊 劑 的 主 要 依 據(jù) 。 當(dāng) 被 焊 材 料 的 種 類(lèi) 不 同 時(shí) ，或 對(duì) 焊 接 接 頭 性 能 的 要 求 不 同 時(shí) ， 應(yīng) 選 擇 不 同 的 焊 劑 與 焊 絲 組 合 。 （ 3） 在 焊 接 耐 熱 鋼 、 低 溫 鋼 和 耐 蝕 鋼 時(shí) ， 除 了 要 使 焊 縫 與母 材 等 強(qiáng) 度 外 ， 還 要 保 證 焊 縫 具 有 與 母 材 相 同 或 相 近 的 耐 熱 性 、耐 低 溫 性 與 耐 蝕 性 。 可

7、 選 用 中 硅 或 低 硅 型 焊 劑 與 相 應(yīng) 的 合 金 鋼 焊 絲 相 配 合 。（ 4） 焊 接 奧 氏 體 或 鐵 素 體 高 合 金 鋼 時(shí) ， 主 要 是 保 證 焊 縫 與母 材 有 相 近 的 化 學(xué) 成 分 ， 使 焊 縫 具 有 與 母 材 相 匹 配 的 特 殊 性 能（ 如 耐 腐 蝕 性 等 ） 。 同 時(shí) 也 要 滿(mǎn) 足 力 學(xué) 性 能 及 抗 裂 性 能 等 。 2.依 據(jù) 埋 弧 焊 的 工 藝 特 點(diǎn)（ 1） 稀 釋 率 高 。 在 進(jìn) 行 不 開(kāi) 破 口 的 對(duì) 接 焊 縫 單 道 焊 或 雙 面焊 ， 以 及 開(kāi) 破 口 的 對(duì) 接 焊 縫 根 部

8、焊 道 焊 接 時(shí) ， 由 于 埋 弧 焊 焊 縫熔 透 深 度 大 ， 母 材 熔 化 量 大 ， 焊 縫 的 稀 釋 率 高 ， 選 用 合 金 元 素含 量 低 于 母 材 的 焊 絲 焊 接 并 不 降 低 焊 接 接 頭 的 強(qiáng) 度 。例 如 ： 焊 接 不 開(kāi) 坡 口 的 Q345（ 16Mn） 剛 的 對(duì) 接 接 頭 時(shí) ， 選 用含 錳 量 低 于 母 材 的 H08MnA焊 絲 ， 和 HJ431,能 夠 獲 得 足 夠 的 接 頭強(qiáng) 度 。 2.依 據(jù) 埋 弧 焊 的 工 藝 特 點(diǎn)（ 2） 熱 輸 入 高 。 SAW是 一 種 高 效 的 焊 接 方 法 ， 為 了 獲

9、得 高的 熔 敷 率 ， 通 常 選 用 大 電 流 焊 接 ， 這 導(dǎo) 致 焊 接 接 頭 的 焊 接 熱 輸入 比 較 大 ， 焊 接 接 頭 的 冷 卻 速 度 比 較 慢 ， 帶 來(lái) 的 后 果 是 焊 接 接頭 組 織 易 粗 大 ， 強(qiáng) 度 和 韌 度 降 低 。 為 提 高 接 頭 的 強(qiáng) 度 和 韌 度 ， 在 焊 接 厚 板 坡 口 的 填 充 焊 道 時(shí) ，應(yīng) 選 用 合 金 成 分 略 高 于 母 材 的 焊 絲 并 配 用 中 性 焊 劑 焊 接 。（ 3） 焊 速 快 。 SAW的 焊 速 一 般 為 25m/h左 右 ， 最 高 可 達(dá) 100m/h。 應(yīng) 選 擇

10、適 宜 快 速 焊 的 焊 劑 用 于 焊 接 ， 例 如 鋁 鈦 型 的 燒 結(jié) 焊 劑SJ501、 SJ502等 。 二 、 埋 弧 焊 的 冶 金 特 點(diǎn)1、 冶 金 特 點(diǎn) ： 2.冶 金 反 應(yīng) 冶 金 反 應(yīng) 指 熔 渣 與 液 態(tài) 金 屬 及 氣 體 之 間 的 反 應(yīng) 。 以 低碳 鋼 SAW為 例 討 論 冶 金 反 應(yīng) 。 選 用 H08MnA及 焊 劑 431。 1） Si、 M n還 原 反 應(yīng) （ SiO2） + 2Fe = 2（ FeO） +Si （ MnO） + Fe =（ FeO） +Mn FeO大 部 分 進(jìn) 入 渣 Si、 Mn進(jìn) 入 熔 池 ， 合 金 化

11、 Si鎮(zhèn) 靜 熔 池 ， 有 利 于 獲 得 致 密 的 焊 縫 、 Mn 可 以 提 高焊 縫 金 屬 的 強(qiáng) 度 和 韌 度 ， 并 提 高 焊 縫 的 抗 裂 性 能 。 反 應(yīng) 方 向 ： 1） 熔 池 前 部 ， 焊 絲 端 部 熔 滴 ， 過(guò) 渡 中 的 熔 滴 這 三 個(gè)區(qū) 域 均 向 右 進(jìn) 行 ， 反 應(yīng) 程 度 依 次 加 強(qiáng) ； 2） 熔 池 尾 部 溫 度 低 ， 反 應(yīng) 向 左 進(jìn) 行 3） 總 反 應(yīng) 結(jié) 果 為 還 原 ， 因 為 ： 尾 部 存 在 時(shí) 間 短 。 溫 度 低 、 速 度 快 。 熔 池 中 FeO很 少 。 影 響 因 素 ： 1） 焊 劑 成

12、 分 : 焊 劑 中 SiO2量 增 大 ， Si(過(guò) 渡 的 Si量 )增 大 ， Mn降 低 焊 劑 中 MnO量 增 大 ， Mn(過(guò) 渡 的 Mn量 )增 大 。 (SiO2)+2Mn = Si+2(MnO) 2） 焊 絲 中 的 Si、 Mn含 量 ： 焊 絲 中 Si含 量 增 大 ， Si減 小 ， Mn增 大 焊 絲 中 Mn含 量 增 大 ， Mn減 少 ， Si增 大 3） 焊 劑 堿 度 堿 度 增 大 ， 自 由 態(tài) MnO含 量 增 大 ， Mn 堿 度 增 大 ， 自 由 態(tài) SiO 2含 量 減 小 ， Si 4） 焊 接 規(guī) 范 Ia： Ia， 熔 渣 量 減

13、少 ， Si Mn Ua： Ua， 熔 渣 量 增 大 ， Si Mn 2） 碳 的 氧 化 燒 損 C主 要 來(lái) 自 焊 絲 與 母 材 。 C與 O的 親 和 力 O與 Mn、Si的 親 和 力 ， 因 此 易 被 氧 化 燒 損 。 熔 池 中 氧 化 性 弱 。 結(jié) 果 ： 焊 縫 中 碳 的 含 量 降 低 ， C+O = CO C+FeO = Fe+CO 2C+（ SiO2） = Si+2CO CO逸 出 時(shí) 對(duì) 熔 池 有 攪 拌 作 用 ， 有 利 于 H析 出 。 影 響 因 素 ： 焊 絲 母 材 中 的 含 碳 量 ； Si抑 制 燒 損， 鎮(zhèn) 靜 熔 池 ； Mn 對(duì)

14、燒 損 無(wú) 明 顯 影 響 。 3） 去 除 熔 池 中 的 H： 導(dǎo) 致 冷 裂 紋 ， 和 氣 孔 的 主 要 原 因 （ CO氣 孔 被 認(rèn) 為 不 是主 要 的 ） ， 因 此 必 須 去 氫 。 一 、 焊 前 清 除 鐵 銹 ， 水 分 和 有 機(jī) 物 等 ， 杜 絕 氫 的 來(lái) 源 ； 二 、 通 過(guò) 冶 金 反 應(yīng) 將 氫 結(jié) 合 成 不 溶 于 熔 池 的 化 合 物 ，并 排 除 熔 池 。 結(jié) 合 成 HF 利 用 CaF2： CaF2 = CaF+F 2CaF2+2SiO 2 = 2CaSiO 3+SiF4 SiF 4 = SiF+3F F+H=HF 結(jié) 合 成 羥 基

15、 OH： 利 用 MnO、 MgO、 SiO2等 MnO +H = Mn+O H MgO +H = Mg+O H SiO 2+H = Si+O H CO 2+H = CO +O H 4） 雜 質(zhì) S、 P的 限 制 S、 P均 促 使 焊 縫 產(chǎn) 生 熱 裂 紋 ， S Fe+FeS降 低 焊 縫 金 屬 的 沖 擊 韌 度 和 抗 蝕 性 ， P 增 加 焊 縫 金 屬 的 冷 脆 性 。 途 徑 ： 1、 嚴(yán) 格 限 制 焊 接 材 料 及 被 焊 材 料 中 S、 P的 含 量 ； 2、 通 過(guò) 以 下 冶 金 反 應(yīng) 減 少 。 埋 弧 焊 冶 金 反 應(yīng) 的 一 般 特 點(diǎn) ： 1、

16、 熔 池 存 在 時(shí) 間 長(zhǎng) ， 冶 金 反 映 充 分 ， 氣 孔 、 夾 渣 少 。 2、 空 氣 不 易 侵 入 焊 接 區(qū) 域 ， 焊 縫 中 的 含 氮 量 低 ， 只 有0.002%左 右 。 3、 焊 縫 化 學(xué) 成 分 穩(wěn) 定 。 一 、 設(shè) 備(一 ） 組 成 電 源 、 送 絲 機(jī) 構(gòu) 、 行 走 機(jī) 構(gòu) 、 焊 劑 輸 送 及 回 收 裝置 、 程 序 控 制 系 統(tǒng) 。 1、 電 源 直 流 、 交 流 電 源 。 如 果 焊 劑 中 含 有 較 高 的 CaF2，則 應(yīng) 采 用 直 流 電 源 。 空 載 電 壓 為 70-80V。 額 定 電 流 為 500-200

17、0A。 外 特 性 ： 送 絲 機(jī) 構(gòu) 為 等 速 送 絲 機(jī) 構(gòu) 時(shí) ， 選 擇 平 特性 電 源 ； 送 絲 機(jī) 構(gòu) 為 均 勻 （ 弧 壓 反 饋 ） 送 絲 機(jī) 構(gòu) 時(shí) ，選 擇 陡 降 特 性 電 源 。 2、 送 絲 機(jī) 構(gòu) ： 由 送 絲 電 動(dòng) 機(jī) 、 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 、 送 絲 輪 、 校 直 輪 等 組成 。 有 兩 類(lèi) ： 等 速 送 絲 機(jī) 構(gòu) 和 均 勻 （ 弧 壓 反 饋 ） 送 絲機(jī) 構(gòu) 。 細(xì) 絲 ： 等 速 送 絲 機(jī) 構(gòu) 。 粗 絲 ： 均 勻 送 絲 機(jī) 構(gòu) 。 3、 行 走 機(jī) 構(gòu) 由 驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 、 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 、 其 他 機(jī) 械 裝 置

18、組 成 。電 動(dòng) 機(jī) 需 要 恒 速 控 制 ， 以 保 證 焊 接 速 度 不 變 。4、 程 序 控 制 系 統(tǒng) 控 制 各 個(gè) 部 分 按 照 預(yù) 定 順 序 進(jìn) 入 工 作 狀 態(tài) 。（ 二 ） 分 類(lèi)1、 按 照 用 途 ： 通 用 ： 平 板 對(duì) 接 、 角 接 等 ， 一 般 有 焊 接 小 車(chē) 專(zhuān) 用 ： 特 定 的 焊 接 結(jié) 構(gòu) 。2、 按 照 送 絲 方 式 ： 等 速 送 絲 式 和 均 勻 （ 弧 壓 反 饋 ） 送 絲 式 。3、 按 照 電 極 形 狀 ： 絲 極 、 帶 極 和 板 極4、 按 行 走 機(jī) 構(gòu) ： 焊 車(chē) 式 、 懸 掛 式 、 車(chē) 床 式 、

19、門(mén) 架 式 、 懸 臂 梁 式 等 5、 按 焊 絲 數(shù) 量 和 截 面 形 狀 ： 單 絲 、 雙 絲 、 多 絲 及 帶 狀 電 極 等 設(shè) 備 。 常 見(jiàn) 埋 弧 焊 設(shè) 備 的 形 式a) 焊 車(chē) 式 ； b） 懸 掛 式 ； c） 車(chē) 床 式 ； d) 門(mén) 架 式 ； e） 懸 臂 式 典 型 的 焊 車(chē) 式 埋 弧 焊 設(shè) 備 構(gòu) 成 二 、 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 人 工 調(diào) 節(jié) ： SMAW時(shí) ， 焊 工 用 眼 睛 觀 測(cè) 電 弧 和 熔 池 ， 根 據(jù)電 弧 長(zhǎng) 度 變 化 及 熔 池 狀 態(tài) ， 及 時(shí) 調(diào) 整 焊 條 送 進(jìn) 量 和 電 弧 移 動(dòng)速 度 。 自 動(dòng) 調(diào)

20、 節(jié) ： 以 機(jī) 械 方 式 送 進(jìn) 焊 絲 和 移 動(dòng) 電 弧 ， 引 弧 、焊 接 、 熄 弧 均 自 動(dòng) 實(shí) 現(xiàn) 。 自 動(dòng) 焊 的 基 本 特 征 ： 1) 自 動(dòng) 送 絲 、 自 動(dòng) 抽 絲 送 絲 電 機(jī) 拖 動(dòng) 滾 輪 自 動(dòng) 抽 絲 。 2) 電 弧 自 動(dòng) 行 走 小 行 電 機(jī) 拖 動(dòng) 。 3) 焊 接 參 數(shù) 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) ： Ia、 Ua、 W 三 、 焊 接 電 流 及 電 弧 電 壓 的 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié)（ 一 ） 影 響 Ia、 Ua的 因 素 Ia、 Ua由 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 決 定 ， 即 由 電 弧 靜 特 性 與 電 源外 特 性 決 定 。 凡 影 響

21、 這 兩 個(gè) 特 性 曲 線(xiàn) 的 因 素 ， 均 影 響 Ia、Ua。 1、 電 弧 靜 特 性 影 響 因 素1） 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) ：a） 送 絲 速 度 波 動(dòng)b） 焊 距 工 件 間 距 變 化2） 弧 柱 氣 氛 變 化 ， E變 化 2、 電 源 外 特 性 的 影 響 因 素1)電 源 供 電 網(wǎng) 壓 波 動(dòng)2)元 件 的 性 能 變 化 以 上 因 素 中 弧 長(zhǎng) 變 化 影 響 最 大 ， 原 因 ： 1） la本 身 很 短 ， 10mm左 右 ； 2） 易 發(fā) 生 波 動(dòng) ； 3） E較 大 。 因 此 Ia、 Ua恒 值 控 制 轉(zhuǎn) 化 為 弧 長(zhǎng) 的 恒 值 控 制 問(wèn)

22、 題 。 IOU 弧 長(zhǎng) 的 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 方 式 有 兩 種 ： 等 速 送 絲 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 自 身 調(diào) 節(jié) （ 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 焊 絲 熔 化 速 度 ） 均 勻 送 絲 系 統(tǒng) 的 電 弧 電 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 。四 、 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) （ 等 速 送 絲 系 統(tǒng) ） 焊 絲 以 恒 定 的 速 度 送 進(jìn) ， 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 時(shí) ， 依 靠 電 弧 和 電源 的 電 流 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 來(lái) 改 變 焊 絲 的 熔 化 速 度 ， 使 電 弧 恢 復(fù) 到原 來(lái) 的 長(zhǎng) 度 。電 弧 穩(wěn) 定 燃 燒 時(shí) 滿(mǎn) 足 的 條 件 ： m （ 熔 化 速 度 ） = f（ 送

23、絲 速 度 ） ， 弧 長(zhǎng) 保 持 不 變 導(dǎo) 電 嘴 離 開(kāi) 工 件 的 距 離 不 變 一 ） 等 速 送 絲 系 統(tǒng) 的 靜 特 性 m = kiI kuUki 熔 化 速 度 隨 電 流 的 變 化 系 數(shù) ， 影 響 因 素 ： 電流 、 焊 絲 電 阻 率 、 伸 出 長(zhǎng) 度 、 焊 絲 直 徑ku熔 化 速 度 隨 電 壓 的 變 化 系 數(shù) ； 影 響 因 素 ： 弧長(zhǎng) ， 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 。 電 弧 穩(wěn) 定 時(shí) ： m = f則 有 ： UkkkI iuif 等 速 送 絲 系 統(tǒng) 的 靜 特 性 方 程 等 速 送 絲 系 統(tǒng) 的 靜 特 性 曲 線(xiàn) ， 又 叫 等 熔 化

24、 曲 線(xiàn) 、 C曲 線(xiàn) 。 熔 化 速 度 （ 送 絲 速 度 ） 與 電 流 及 電 壓 之 間 的 關(guān) 系 下 圖 所示 。 在 不 同 的 弧 長(zhǎng) 范 圍 ， 熔 化 速 度 與 電 流 及 電 壓 的 關(guān) 系 不 同 ，其 調(diào) 節(jié) 原 理 也 由 所 不 同 。 mAU IBC IOU影 響 等 熔 化 曲 線(xiàn) 的 因 素 ：1、 弧 長(zhǎng) ： 長(zhǎng) 弧 時(shí) ， ku很 小 ， 垂 直 于 電 流 軸 短 弧 時(shí) ， ku較 大 ， 不 能 忽 略 不 計(jì) 。 熔 化 速 度 隨 著 弧 長(zhǎng) 的縮 短 而 增 大 。2、 送 絲 速 度 增 大 ， 曲 線(xiàn) 右 移 ；3、 焊 絲 直 徑

25、減 小 、 干 伸 長(zhǎng) 度 增 大 ， ki增 大 ， 曲 線(xiàn) 左 移 動(dòng) 。ifkI 二 ） 電 弧 弧 長(zhǎng) 自 身 調(diào) 節(jié) 原 理弧 長(zhǎng) 減 小 時(shí) 電 弧 靜 特 性 曲 線(xiàn) 下 移 ， 電 弧 的 工 作 點(diǎn) 由 穩(wěn)態(tài) 的 O 0變 為 瞬 態(tài) 工 作 點(diǎn) O1， 焊 接 電 流 增 大 ， 焊 絲 熔 化 速 度 加快 ， 從 而 使 弧 長(zhǎng) 逐 漸 增 大 ， 回 到 原 來(lái) 的 數(shù) 值 。 顯 然 ， 這 種 調(diào)節(jié) 的 靈 敏 度 取 決 于 單 位 弧 長(zhǎng) 變 化 所 引 起 的 焊 絲 熔 化 速 度 變 化量 ， 該 變 化 量 越 大 ， 靈 敏 度 越 大 。O0O1

26、U0 I0 三 ） 調(diào) 節(jié) 精 度1、 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起 的 誤 差 導(dǎo) 電 嘴 離 工 件 的 距 離 H不 變 時(shí) ： 調(diào) 節(jié) 誤 差 為 0 導(dǎo) 電 嘴 離 工 件 的 距 離 H變 化 時(shí) ： 有 調(diào) 節(jié) 誤 差 ， 誤 差 取 決于 H的 變 化 量 及 電 源 外 特 性 。 IUIU C曲 線(xiàn)新 C曲 線(xiàn) 電 弧 靜特 性電 源 外特 性 lsls 干 伸 長(zhǎng) A: 8 mmB: 35 mm BA 2、 網(wǎng) 壓 波 動(dòng) 引 起 的 誤 差O 0O 陡 O 緩 O 0O 陡O 緩U I IU長(zhǎng) 弧 時(shí) ， 網(wǎng) 壓 波 動(dòng) 主 要 引 起 電 壓 誤 差 ， 配 緩 降 特 性

27、 的電 源 引 起 的 誤 差 較 小 。 短 弧 時(shí) ， 網(wǎng) 壓 波 動(dòng) 主 要 引 起 電 流 誤 差 ， 配 陡 降 特 性 的電 源 引 起 的 誤 差 較 小 。 四 ） 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度即 調(diào) 節(jié) 速 度 、 調(diào) 節(jié) 時(shí) 間 ?；?長(zhǎng) 波 動(dòng) 是 通 過(guò) 熔 化 速 度 來(lái) 調(diào) 節(jié) 的 ， 因 此 調(diào) 節(jié) 速 度 取 決 于熔 化 速 度 的 變 化 量 。 malt 1) 長(zhǎng) 弧 （ AB段 ） 時(shí) ， 熔 化 速 度 僅 與 電 弧 電 流 有 關(guān) ：m =kiI m =ki I。 k i,越 大 ， 靈 敏 度 越 高 。 ki隨 焊 絲 直 徑 的 增 大 而 減 小 ，

28、 焊 絲直 徑 較 粗 時(shí) ， 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度 很 小 ， 因 此 弧 長(zhǎng) 自 動(dòng) 調(diào)節(jié) 僅 適 用 于 細(xì) 絲 ， 不 適 用 于 粗 絲 。 單 位 弧 長(zhǎng) 發(fā) 生 波 動(dòng) 時(shí) 引 起 的 I。 采 用 平 特 性 或 緩 降 特 性的 電 源 時(shí) ， 同 樣 的 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起 的 I較 大 ， 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度 較大 ， 因 此 ， 弧 長(zhǎng) 較 大 時(shí) ， 等 速 送 絲 系 統(tǒng) 通 常 匹 配 平 特 性 或緩 降 特 性 電 源 。 IOU I緩 降I陡 降 弧 柱 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 ： E越 大 ， 單 位 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起 的 I越大 ，

29、靈 敏 度 越 高 。 2） 弧 長(zhǎng) 較 短 （ BC段 ） 時(shí) ， 熔 化 速 度 與 電 弧 電 流 及 電 弧電 壓 均 有 關(guān) ：m =kiI kuUku為 熔 化 速 度 隨 電 壓 變 化 的 系 數(shù) ，弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起 的 熔 化 速 度 變 化 量 ：m =ki I - ku U，由 于 弧 長(zhǎng) 較 短 時(shí) ， k u非 常 大 ， 因 此 ， 即 使 采 用 恒 流特 性 的 電 源 （ I =0） ， 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 時(shí) 仍 能 引 起 足 夠 大 的 m， 具 有 足 夠 大 的 靈 敏 度 。 而 且 ， 采 用 恒 流 特 性 電 源 時(shí) 具 有很 好 的 焊

30、接 工 藝 性 能 ， 因 此 短 弧 時(shí) ， 等 速 送 絲 系 統(tǒng) 通 常 恒流 特 性 電 源 弧 柱 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 ： E越 大 ， 單 位 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起 的 U越 大 ， 靈 敏 度 越 高 。匹 配 恒 流 特 性 電 源 。 在 這 種 情 況 下 ， 熔 化 速 度 的 變 化是 由 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 本 身 引 起 的 ， 對(duì) 電 源 的 外 特 性 無(wú) 任 何 要 求 ， 因此 這 種 調(diào) 節(jié) 作 用 稱(chēng) 為 固 有 自 調(diào) 節(jié) 作 用 。 它 是 自 調(diào) 節(jié) 作 用 的 一種 特 殊 形 式 。值 得 指 出 的 是 ： 鋼 焊 絲 的 等 熔 化 曲 線(xiàn)

31、沒(méi) 有 BC段 ， 因 此沒(méi) 有 固 有 自 調(diào) 節(jié) 作 用 。 只 有 以 鋁 焊 絲 作 電 極 的 氣 體 保 護(hù) 電 弧才 有 自 調(diào) 節(jié) 作 用 ， 鋁 焊 絲 MIG焊 的 亞 射 流 過(guò) 渡 正 是 采 用 了 這種 調(diào) 節(jié) 作 用 。 埋 弧 焊 電 弧 沒(méi) 有 這 種 固 有 自 調(diào) 節(jié) 作 用 。 五 、 弧 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 焊 絲 較 粗 時(shí) ， 電 弧 自 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度 很 低 ， 不 能 保 證 弧 長(zhǎng) 穩(wěn)定 。 此 時(shí) 應(yīng) 采 用 弧 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 。 這 種 調(diào) 節(jié) 方 式 通 過(guò) 弧 壓 反饋 來(lái) 控 制 送 絲 速 度 ， 利 用 送

32、絲 速 度 作 為 調(diào) 節(jié) 量 來(lái) 調(diào) 節(jié) 弧 長(zhǎng) 。一 ） 弧 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 器 利 用 電 弧 電 壓 反 饋 信 號(hào) 控 制 送 絲 速 度 。 實(shí) 現(xiàn) 該 功 能 的 裝置 為 弧 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 器 。 送 絲 速 度 f與 電 弧 電 壓 的 關(guān) 系 為 ： f = k（ Ua-Ug） 其 中 k為 弧 壓 反 饋 器 的 靈 敏 度 ， U a為 電 弧 電 壓 。 Ug為 給 定電 壓 。 Ud = k(Ua-Ud) 二 ） 弧 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 靜 特 性 方 程 f = mk(Ua - Ug) = kiIa kuUaauigaa IkkkUkk kU

33、 弧 壓 反 饋 送 絲 系 統(tǒng) 的 靜 特 性 方 程 gaUkk kb uikk ktg 討 論 ：1） 當(dāng) k足 夠 大 時(shí) ， tg=0， 弧 壓 反 饋 系 統(tǒng) 靜 特 性 曲 線(xiàn) 接 近于 平 行 于 電 流 軸 的 直 線(xiàn) 。2） 增 大 Ug時(shí) ， 弧 壓 反 饋 系 統(tǒng) 靜 特 性 曲 線(xiàn) 向 上 移 動(dòng) 。3） d減 小 或 干 伸 長(zhǎng) 度 增 大 時(shí) ， ki增 大 。 tg增 大 。 三 ） 調(diào) 節(jié) 過(guò) 程 、 精 度 及 靈 敏 度1、 調(diào) 節(jié) 過(guò) 程 如 果 弧 長(zhǎng) 變 長(zhǎng) ， 電 弧 電 壓 增 加 ， 送 絲 速 度 增 大 ， 單位 時(shí) 間 內(nèi) 送 出 的 焊

34、 絲 長(zhǎng) 度 大 于 熔 化 的 焊 絲 長(zhǎng) 度 ， 從 而 迫使 弧 長(zhǎng) 逐 漸 縮 短 ， 恢 復(fù) 到 原 來(lái) 的 長(zhǎng) 度 。 反 之 ， 如 果 弧 長(zhǎng)變 短 ， 電 弧 電 壓 減 小 ， 送 絲 速 度 減 小 （ 甚 至 回 抽 ） ， 單位 時(shí) 間 內(nèi) 送 出 的 焊 絲 長(zhǎng) 度 小 于 熔 化 的 焊 絲 長(zhǎng) 度 ， 弧 長(zhǎng) 逐漸 變 長(zhǎng) ， 回 到 原 來(lái) 的 長(zhǎng) 度 。 O 0O 1 f1 = k(U1 - Ug) m0 1） 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起 的 誤 差導(dǎo) 電 嘴 離 工 件 的 距 離 H不 變 時(shí) ： 調(diào) 節(jié) 誤 差 為 0導(dǎo) 電 嘴 離 工 件 的 距 離 H

35、變 化 時(shí) ： 有 調(diào) 節(jié) 誤 差 ， 但 是 由于 粗 絲 時(shí) 的 ki較 小 而 k較 大 ， tg基 本 接 近 為 零 ， 因 此誤 差 很 小 。 O 0O 1 O 0 O 0O 陡O 緩 IU2） 網(wǎng) 壓 波 動(dòng)主 要 引 起 電 流 誤 差 ， 配 陡 降 特 性 的 電 源 引 起 的 誤 差 較 小 。因 此 ， 弧 壓 反 饋 送 絲 系 統(tǒng) 一 般 配 陡 降 外 特 性 電 源 。 2、 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度 顯 然 ， 弧 壓 反 饋 靈 敏 度 取 決 于 單 位 弧 長(zhǎng) 變 化 量 所引 起 的 送 絲 速 度 變 化 量 ， 而 送 絲 速 度 的 變 化 量 可

36、 用 下式 表 示 ： f = k Ua 1） 弧 壓 反 饋 深 度 k越 大 ， 弧 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 的 靈 敏 度 越大 ； 2） 電 弧 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 越 大 時(shí) ， 同 樣 的 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起U a的 越 大 ， 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度 就 越 高 。 3） 采 用 陡 降 特 性 的 電 源 時(shí) ， 同 樣 的 弧 長(zhǎng) 波 動(dòng) 引 起的 Ua比 也 緩 降 特 性 電 源 引 起 的 Ua大 ， 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度 較高 。 因 此 ， 弧 壓 反 饋 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 通 常 采 用 陡 降 特 性 的 電源 。 MZ-1000型 埋 弧 焊 機(jī) 埋 弧 焊 工 藝 ：

37、焊 接 過(guò) 程 中 的 一 整 套 工 藝 程 序 及 其 技術(shù) 規(guī) 定 。 包 括 ： 焊 接 方 法 ， 焊 前 準(zhǔn) 備 加 工 ， 裝 配 ， 焊 接 設(shè) 備 ，焊 接 順 序 ， 焊 接 操 作 。 選 擇 與 母 材 匹 配 的 焊 絲 與 焊 劑 選 擇 正 確 的 焊 接 工 藝 參 數(shù) 及 熱 處 理 規(guī) 范 等 焊 后 熱 處 理 （ 一 ） 焊 前 準(zhǔn) 備焊 前 準(zhǔn) 備 包 括 ： 1、 坡 口 加 工 加 工 方 法 ： 坡 口 可 用 刨 邊 機(jī) 、 車(chē) 床 、 氣 割 機(jī) 等 設(shè) 備 加 工 。2、 待 焊 部 位 的 清 理 將 坡 口 及 坡 口 兩 側(cè) 2050

38、mm區(qū) 域 內(nèi) 的 鐵 銹 、 氧 化 皮 、 油 污 、水 分 清 理 干 凈 。 油 污 、 水 分 清 理 方 法 ： 一 般 用 氧 -乙 炔 火 焰 烘 烤 鐵 銹 、 氧 化 皮 清 理 方 法 ： 砂 布 、 鋼 絲 刷 、 砂 輪 機(jī) 打 磨 。 噴 砂 、 拋 丸 。板 厚 小 于 14mm 12 22 mm 大 于 22mm坡 口 不 開(kāi) 坡 口 V或 U形 坡 口 雙 V或 雙 U形 坡 口 3、 焊 接 材 料 的 清 理 極 烘 干焊 絲 ： 一 般 有 防 銹 銅 鍍 層 。 使 用 前 去 除 掉 焊 絲 表 面 的 油 及 其它 污 物 ， 以 防 止 氫 氣

39、孔 。焊 劑 ： 使 用 前 應(yīng) 按 要 求 烘 干 。酸 性 焊 劑 ： 250C下 烘 干 ， 保 溫 12小 時(shí) 。高 氟 焊 劑 ： 必 須 在 300C400C下 烘 干 ， 保 溫 2小 時(shí) 。 烘 干 后 應(yīng) 立 即 使 用 。4、 焊 件 的 裝 配 裝 配 要 求 ： 間 隙 均 勻 、 高 低 平 整 且 不 錯(cuò) 邊 。 此 外 ， 還 應(yīng) 注意 以 下 幾 點(diǎn) ：（ 1） 定 位 焊 縫 采 用 焊 條 電 弧 焊 或 氣 體 保 護(hù) 焊 進(jìn) 行 焊 接 ， 定位 焊 縫 原 則 上 應(yīng) 與 母 材 等 強(qiáng) ， 長(zhǎng) 度 一 般 應(yīng) 大 于 30mm。 （ 2） 直 縫 兩

40、 端 加 裝 引 弧 板 與 熄 弧 板 ， 焊 后 再 割 掉 ， 其目 的 是 使 焊 件 上 的 焊 縫 截 面 尺 寸 保 持 穩(wěn) 定 ， 并 去 掉引 弧 和 收 弧 位 置 處 出 現(xiàn) 的 缺 陷 。（ 二 ） 焊 接 工 藝 參 數(shù) 的 選 擇 包 括 ： 焊 接 電 流 、 電 弧 電 壓 、 電 流 的 種 類(lèi) 及 極 性 、 焊接 速 度 等 。 1、 焊 接 電 流 焊 接 電 流 是 決 定 焊 縫 熔 深 的 主 要 因 素 。 焊 接 電 流 與 熔 深間 成 正 比 關(guān) 系 ：H = kmIkm為 電 流 系 數(shù) ， 決 定 于 電 流 種 類(lèi) 、 極 性 及 焊

41、 絲 直 徑 等 。因 此 ， 焊 接 電 流 應(yīng) 根 據(jù) 熔 深 要 求 首 先 選 定 。 焊 接 電 流 過(guò) 大 ： HAZ寬 度 大 ， 易 產(chǎn) 生 過(guò) 熱 組 織 ， 接 頭 韌 性降 低 ； 電 流 過(guò) 大 還 易 導(dǎo) 致 咬 邊 、 焊 瘤 或 燒 穿 等 缺 陷 。 焊 接 電 流 過(guò) 小 ： 易 產(chǎn) 生 未 熔 合 、 未 焊 透 、 夾 渣 等 缺 陷 。 生產(chǎn) 率 低 ， 2、 電 流 種 類(lèi) 與 極 性DCRP： 熔 敷 速 度 稍 低 ， 熔 深 較 大 。 焊 接 時(shí) 一 般 情 況 下 都 采 用 直 流 反 接 。DCSP： 熔 敷 速 度 比 反 接 高 30

42、%50%， 但 熔 深 較 淺 ， 熔 合 比小 。 特 別 適 合 于 堆 焊 。 母 材 的 熱 裂 紋 傾 向 較 大 時(shí) ， 為了 防 止 熱 裂 ， 也 可 采 用 直 流 正 接 。AC： 采 用 交 流 進(jìn) 行 焊 接 時(shí) ， 熔 深 處 于 直 流 正 接 與 直 流 反 接之 間 。3、 電 弧 電 壓 主 要 影 響 熔 寬 ， 對(duì) 熔 深 的 影 響 很 小 。 為 保 證 電 弧 的 穩(wěn) 定燃 燒 及 合 適 的 焊 縫 成 形 系 數(shù) ， 電 弧 電 壓 應(yīng) 與 焊 接 電 流 保 持 適當(dāng) 的 關(guān) 系 。 焊 接 電 流 增 大 時(shí) ， 應(yīng) 適 應(yīng) 提 高 電 弧

43、電 壓 。 電 弧 電 壓 還 影 響 熔 敷 金 屬 的 化 學(xué) 成 分 。 電 弧 電 壓 增 大 ， 焊 劑 的 熔 化 量 增 加 ， 過(guò) 渡 到 熔 敷 金 屬 中 的 合 金 元 素 會(huì) 增 加 。 4、 焊 接 速 度 焊 接 速 度 對(duì) 熔 深 及 熔 寬 均 有 明 顯 的 影 響 。 焊 接 速 度 增 大時(shí) ， 熔 深 、 熔 寬 均 減 小 。 因 此 ， 為 了 保 證 焊 透 ， 提 高 焊 接 速度 時(shí) ， 應(yīng) 同 時(shí) 增 大 焊 接 電 流 及 電 壓 。 但 電 流 過(guò) 大 、 焊 速 過(guò) 高時(shí) 易 引 起 咬 邊 等 缺 陷 。 因 此 焊 接 速 度 不

44、能 過(guò) 高 。 5、 焊 絲 直 徑 及 干 伸 長(zhǎng) 度 電 流 一 定 時(shí) ， 焊 絲 直 徑 越 細(xì) ， 熔 深 越 大 ， 焊 縫 成 形 系 數(shù)減 小 。 然 而 對(duì) 于 一 定 的 焊 絲 直 徑 ， 使 用 的 電 流 范 圍 不 宜 過(guò) 大， 否 則 將 使 焊 絲 因 電 阻 熱 過(guò) 大 而 發(fā) 紅 ， 影 響 焊 絲 的 性 能 及 焊接 過(guò) 程 的 穩(wěn) 定 性 。 （ 三 ） 成 型 工 藝1、 平 板 對(duì) 接 平 板 對(duì) 接 時(shí) 可 采 用 單 面 焊 雙 面 成 形 ， 也 可 采 用 雙 面 焊 。 1） 單 面 焊 雙 面 成 形適 于 厚 度 為 20 mm以 下

45、 的 工 件 ， 一 般 不 開(kāi) 坡 口 ， 留 較 大 間 隙 。強(qiáng) 制 成 型 ： 利 用 銅 襯 墊 、 焊 劑 墊 承 托 熔 池 。 優(yōu) 點(diǎn) ： 不 用 反 轉(zhuǎn) 工 件 ， 一 次 將 工 件 焊 好 ， 焊 接 生 產(chǎn) 率 較 高 。 缺 點(diǎn) ： 焊 接 熱 輸 入 大 ， 焊 縫 及 熱 影 響 區(qū) 晶 粒 粗 大 ， 接 頭 韌 性 很 差 。 板 厚 越 大 ， 該 問(wèn) 題 越 嚴(yán) 重 。 2） 雙 面 焊 （ 1） 懸 空 焊 接 法 工 藝 要 點(diǎn) ： a） 工 件 背 面 不 加 襯 墊 ， 不 需 要 任 何 輔 助 設(shè) 備 和 裝 置 。 b） 嚴(yán) 格 控 制 間

46、隙 ， 以 防 止 液 態(tài) 金 屬 從 間 隙 中 流失 或 燒 穿 ； 一 般 不 留 間 隙 或 間 隙 1mm。c） 焊 接 正 面 的 工 藝 參 數(shù) 應(yīng) 較 小 ， 熔 深 小 于 焊 件厚 度 的 一 半 ；d） 翻 轉(zhuǎn) 工 件 后 再 焊 反 面 ， 為 保 證 焊 透 ， 適 當(dāng) 增大 焊 接 電 流 ， 保 證 熔 深 達(dá) 到 焊 件 厚 度 的60%70%。 （ 2） 焊 劑 墊 法 ： 采 用 焊 劑 墊 承 托 熔 池 工 藝 要 點(diǎn) ：a） 焊 前 應(yīng) 根 據(jù) 工 件 厚 度 預(yù) 留 一 定 間 隙 或 開(kāi) 坡 口， 以 保 證 焊 劑 充 分 進(jìn) 入 到 間 隙 中

47、 。b） 焊 正 面 焊 縫 時(shí) ， 工 藝 參 數(shù) 必 須 保 證 使 熔 深 大于 工 件 厚 度 的 60%70%。 r 25 50 銅 墊 板 壓 板bh 焊 劑 銅 襯 墊臨 時(shí) 工 藝 襯 墊 氣 壓 式 自 重 式 3） 焊 反 面 前 應(yīng) 首 先 挑 焊 根 ， 采 用 與 正 面 相 同 的 規(guī) 范 或 稍 小 的 規(guī) 范 進(jìn) 行 焊 接 。4） 工 件 下 面 的 焊 劑 在 整 個(gè) 焊 縫 長(zhǎng) 度 上 與 工 件 緊 密 貼 合 ， 并 且 壓 力 均 勻 。 若 背 面 的 焊 劑 過(guò) 松 ， 會(huì) 引 起 漏 渣 或 液 態(tài) 金 屬 下 淌 。 （ 3） 臨 時(shí) 工 藝

48、 墊 板 法 ：特 點(diǎn) 與 焊 接 墊 法 類(lèi) 似 。焊 接 反 面 前 ， 需 去 除 臨 時(shí) 工 藝 墊 板 并 挑 焊 根 后 再 進(jìn) 行焊 接 。 2、 角 接 焊 縫 的 焊 接角 接 焊 縫 有 兩 種 焊 接 方 法 ： 斜 角 焊 ： 兩 個(gè) 工 件 中 有 一 個(gè) 位 于 水 平 位 置 而熔 池 不 在 水 平 位 置 。 船 形 焊 ： 熔 池 位 于 水 平 位 置 。 前 者 具 有 較 好的 工 藝 性 能 ， 因 此 ， 應(yīng) 盡 可 能 利 用 該 方 法 。 1） 船 形 焊 焊 絲 處 于 豎 直 位 置 ， 熔 池 處 于 水 平 位 置 ， 最有 利 于

49、焊 縫 成 形 ， 不 易 產(chǎn) 生 咬 邊 或 滿(mǎn) 溢 等 缺 陷 。焊 腳 相 等 時(shí) ， 兩 個(gè) 工 件 與 垂 直 位 置 成 45。要 求 ：（ 1） 將 間 隙 尺 寸 控 制 在 1.5 mm以 下 ， 否 則 易 出現(xiàn) 燒 穿 或 焊 漏 現(xiàn) 象 。 如 果 無(wú) 法 控 制 間 隙 ， 則 應(yīng) 采用 適 當(dāng) 的 防 漏 措 施 。（ 2） 電 弧 電 壓 不 宜 太 高 ， 以 免 產(chǎn) 生 咬 邊 。 細(xì) 粒 焊 劑 手 工 預(yù) 焊 縫 銅 墊 板 細(xì) 粒 焊 劑 鋼 管 焊 劑石 棉 繩船 形 焊 工 藝 方 案 2） 斜 角 焊 工 件 不 能 反 轉(zhuǎn) 至 船 形 位 置 時(shí)

50、 ， 才 采 用 斜 角 焊 法。 這 種 方 法 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 對(duì) 間 隙 不 敏 感 ， 缺 點(diǎn) 是 對(duì) 單 道焊 焊 腳 及 焊 絲 位 置 要 求 很 嚴(yán) 格 。 該 方 法 的 工 藝 要 求如 下 ：（ 1） 單 道 焊 焊 腳 不 得 大 于 8mm， 以 防 止 咬 邊 。 當(dāng) 要求 焊 腳 大 于 8mm時(shí) ， 應(yīng) 采 用 多 層 焊 或 多 層 多 道 焊 。（ 2） 焊 絲 偏 角 應(yīng) 適 當(dāng) ， 一 般 應(yīng) 在 2030之 間 ，否 則 易 產(chǎn) 生 咬 邊 及 腹 板 未 焊 合 缺 陷 。（ 3） 電 弧 電 壓 不 宜 太 高 ， 以 防 熔 渣 流 溢 。 20

51、-300 3、 環(huán) 縫 的 焊 接 鍋 爐 及 壓 力 容 器 上 的 筒 節(jié) 與 筒 節(jié) 以 及 筒 節(jié) 與 封 頭間 的 對(duì) 接 環(huán) 縫 。 焊 接 時(shí) 焊 頭 固 定 ， 通 過(guò) 筒 體 在 滾 輪 架上 轉(zhuǎn) 動(dòng) 來(lái) 完 成 整 條 焊 縫 的 焊 接 。 一 般 采 用 雙 面 焊 。 由 于 在 焊 接 過(guò) 程 中 熔 池 的 位 置 不 斷 發(fā) 生 變 化 ， 為了 防 止 熔 池 金 屬 的 流 溢 ， 保 證 焊 縫 成 形 ， 焊 絲 應(yīng) 偏 離通 過(guò) 圓 筒 中 心 的 垂 直 面 一 段 距 離 ， 這 個(gè) 距 離 叫 偏 移 量， 一 般 用 e表 示 。 偏 移 量

52、應(yīng) 與 旋 轉(zhuǎn) 方 向 相 反 ， 其 大 小 應(yīng)能 保 證 使 熔 池 在 旋 轉(zhuǎn) 到 水 平 位 置 時(shí) 凝 固 成 焊 縫 ， 以 反之 溶 池 金 屬 流 溢 。 偏 移 量 的 大 小 取 決 于 ：工 件 的 直 徑工 件 轉(zhuǎn) 速 工 件 厚 度 有 關(guān) 工 件 的 直 徑 越 大 ， 焊 接 速 度 越 大 ， 偏 移 量 也 應(yīng) 越大 。 應(yīng) 注 意 的 是 ， 對(duì) 厚 壁 圓 筒 形 工 件 進(jìn) 行 多 層 焊 時(shí) ， 雖然 滾 輪 架 的 速 度 不 變 ， 但 隨 著 焊 縫 厚 度 的 增 加 ， 焊 內(nèi) 環(huán)縫 時(shí) 焊 速 逐 層 減 小 ， 因 此 應(yīng) 逐 層 減 小

53、 偏 移 量 ； 焊 外 環(huán) 縫時(shí) ， 焊 速 逐 層 遞 增 ， 因 此 應(yīng) 逐 層 加 大 偏 移 量 。 1 2 3 5 4 一 、 多 絲 埋 弧 焊 （ Multiple Wire Submerged Arc Welding）利 用 多 根 焊 絲 、 多 個(gè) 電 弧 進(jìn) 行 焊 接 的 一 種 方 法 。 1、 特 點(diǎn) 焊 接 速 度 高 焊 接 質(zhì) 量 好 2、 分 類(lèi) 根 據(jù) 所 用 焊 絲 的 數(shù) 量 可 分 為 ： 雙 絲 埋 弧 焊 多 絲 埋 弧 焊 ， 目 前 最 多 用 到 14根 焊 絲 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 是 雙 絲 埋 弧 焊 。 雙 絲 埋 弧 焊 時(shí)

54、一 般 采 用兩 個(gè) 獨(dú) 立 電 源 ， 有 時(shí) 也 采 用 一 個(gè) 電 源 。 前 者 較 復(fù) 雜 ， 但 兩 個(gè)電 弧 都 可 單 獨(dú) 調(diào) 節(jié) 功 率 ， 且 可 采 用 不 同 的 電 流 種 類(lèi) 和 極 性 ，獲 理 想 的 焊 縫 成 形 。 后 者 設(shè) 備 簡(jiǎn) 單 ， 但 每 一 個(gè) 電 弧 功 率 難 于單 獨(dú) 調(diào) 節(jié) 。 根 據(jù) 焊 絲 排 列 方 式縱 列 即 沿 焊 接 方 向 縱 向 順 序 排 列橫 列 克 服 坡 口 的 不 均 勻 性 ， 提 高 焊 縫 質(zhì)量 一 般 采 用 縱 列 ， 兩 個(gè) 焊 絲 間 的 距 離 在 10 mm 30 mm之 間 時(shí) ， 兩

55、個(gè) 電 弧 形 成 一 個(gè) 熔 池 、 一 個(gè) 氣 泡 ， 大 于 該 范圍 時(shí) ， 形 成 兩 個(gè) 熔 池 ， 兩 個(gè) 氣 泡 。 導(dǎo) 前 電 弧 ： 采 用 較 大 的 電 流 及 較 小 的 電 壓 ， 目 的 在于 保 證 足 夠 的 熔 深 。 后 續(xù) 電 弧 ： 采 用 較 小 的 電 流 及 較 大 的 電 壓 ， 目 的 在于 焊 縫 具 有 適 當(dāng) 的 熔 寬 ， 改 善 焊 縫 成 形 ,焊 接 缺 陷 （ 咬 邊、 未 熔 合 等 ） 。 縱 列 雙 弧 兩 個(gè) 電 弧 的 間 距 較 大 （ 大 于 100mm） 時(shí) ， 形 成 兩個(gè) 熔 池 。 每 個(gè) 電 弧 都 形

56、 成 各 自 的 熔 池 。 焊 接 時(shí) ， 后 導(dǎo)電 弧 首 先 沖 開(kāi) 已 被 前 一 電 弧 熔 化 而 尚 未 凝 固 的 熔 渣 層 ，然 后 作 用 在 被 前 導(dǎo) 電 弧 熔 化 并 已 凝 固 的 焊 道 上 ， 使 其重 新 熔 化 。 此 方 法 適 合 于 水 平 位 置 平 板 拼 接 的 單 面 焊雙 面 成 型 工 藝 。 二 、 帶 極 埋 弧 焊 (Strip electrode Submerged Arc Welding) 利 用 矩 形 截 面 鋼 帶 代 替 圓 截 面 焊 絲 作 電 極 。 焊 接 時(shí) 弧 根沿 帶 極 的 寬 度 方 向 快 速 往

57、返 運(yùn) 動(dòng) ， 均 勻 加 熱 帶 極 。 這 種 方 法最 初 用 于 埋 弧 堆 焊 ， 后 來(lái) 也 用 于 焊 接 。（ 一 ） 帶 極 埋 弧 焊 的 特 點(diǎn)1） 熔 敷 速 度 大 ， 效 率 高 圓 截 面 焊 絲 ： 電 流 很 大 時(shí) ， 焊 縫 熔 深 增 大 、焊 縫 的 形 狀 系 數(shù) 減 小 ， 易 導(dǎo) 至 裂 紋 、 咬 邊 等 。 帶 極 ： 電 弧 的 加 熱 寬 度 增 大 ， 采 用 更 大 焊 接 電流 ， 焊 縫 的 形 狀 系 數(shù) 也 較 高 。2） 熔 深 淺 、 稀 釋 率 低 ， 特 別 適 合 于 堆 焊 。3） 易 于 控 制 焊 縫 成 形熔

58、 化 金 屬 的 過(guò) 渡 方 向 與 電 極 寬 度 方 向 成 直 角 。 電 極 偏轉(zhuǎn) 一 個(gè) 較 小 角 度 ， 焊 道 就 可 產(chǎn) 生 較 大 移 位 。 因 此 可 方 便 地 控 制 焊 道 的 形 狀 和 熔 深 。 +- 焊 接 方 向 1 2 3 4 5 6 7 8帶 極 堆 焊 示 意 圖 熔 化 帶 極 金 屬 的 流 動(dòng) 方 向 （ 二 ） 帶 極 埋 弧 焊 工 藝除 了 電 流 、 電 壓 外 ， 影 響 因 素 還 有 ：帶 極 厚 度寬 度干 伸 長(zhǎng) 度帶 極 寬 度 越 大 ， 熔 深 越 小 ， 熔 寬 越 大 。帶 極 厚 度 增 大 時(shí) ， 熔 深 增

59、大 ， 熔 寬 減 小 。 堆 焊 時(shí) ， 可 通 過(guò) 焊 接 線(xiàn) 能 量 來(lái) 調(diào) 節(jié) 熔 深 ， 但 由 于線(xiàn) 能 量 太 小 時(shí) ， 電 弧 不 穩(wěn) 定 ， 因 此 僅 靠 降 低 線(xiàn) 能 量 來(lái) 減小 熔 深 并 不 是 很 有 效 。 焊 劑 的 成 分 對(duì) 帶 極 的 熔 化 速 度 、焊 縫 的 幾 何 形 狀 及 成 分 具 有 重 要 的 影 響 。 實(shí) 驗(yàn) 證 明 ， 當(dāng)焊 劑 中 的 氧 化 鐵 含 量 降 低 時(shí) ， 帶 極 的 熔 化 速 度 增 大 ， 熔深 減 小 。 三 、 窄 間 隙 埋 弧 焊 （ Narrow-gap Submerged Arc Weldin

60、g） 窄 間 隙 焊 接 是 一 種 用 于 厚 板 對(duì) 接 接 頭 焊 接 ， 焊 前 焊件 不 開(kāi) 坡 口 或 只 開(kāi) 小 角 度 坡 口 而 留 有 窄 而 深 的 間 隙 ， 采用 多 層 埋 弧 焊 進(jìn) 行 焊 接 的 高 效 率 焊 接 方 法 。 適 用 于 壓 力 容 器 ， 渦 輪 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 ， 原 子 能 反 應(yīng) 堆 外 殼等 厚 板 結(jié) 構(gòu) 的 焊 接 。 窄 間 隙 自 動(dòng) 埋 弧 焊 （ SAW-NG） 坡 口 角 度 一 般 為01， 坡 口 寬 度 為 2030mm。窄 間 隙 焊 接 的 分 類(lèi)窄 間 隙 埋 弧 焊 （ SAW-NG）窄 間 隙 熔 化 極

61、氣 體 保 護(hù) 焊 （ GMAW-NG）窄 間 隙 鎢 極 氣 體 保 護(hù) 焊 （ GTAW-NG） 等 （ 一 ） SAW-NG的 特 點(diǎn)1） 由 于 采 用 窄 間 隙 ， 焊 接 厚 板 接 頭 時(shí) 無(wú) 需 采 用 U型 或 雙U型 坡 口 ， 因 而 大 大 節(jié) 省 了 填 充 金 屬 。2） 在 窄 而 深 的 坡 口 中 進(jìn) 行 多 層 焊 ， 熱 輸 入 較 低 ， 因 而減 小 了 殘 余 應(yīng) 力 及 工 件 變 形 ， 同 時(shí) 可 防 止 再 熱 裂 紋 。3） 由 于 采 用 了 多 層 焊 ， 后 續(xù) 焊 道 對(duì) 前 一 焊 道 具 有 很 好的 回 火 作 用 ， 加

62、之 每 層 的 厚 度 較 薄 ， 因 此 ， 焊 縫 金 屬 晶粒 細(xì) 小 ， 韌 性 好 。4） 與 窄 間 隙 氣 體 保 護(hù) 焊 相 比 ， 窄 間 隙 埋 弧 焊 的 焊 絲 較粗 ， 對(duì) 跟 蹤 控 制 系 統(tǒng) 的 精 度 要 求 較 低 ， 因 此 不 易 產(chǎn) 生 未焊 透 及 夾 渣 等 缺 陷 。 （ 二 ） SAW-NG的 技 術(shù) 要 點(diǎn)1、 每 層 焊 道 側(cè) 壁 均 要 求 完 全 焊 透 ， 因 此 焊 絲 端 部 與 側(cè)壁 之 間 應(yīng) 保 持 適 當(dāng) 的 距 離 ， 并 且 焊 絲 伸 出 長(zhǎng) 度 也 應(yīng) 適 當(dāng)。 這 就 要 求 焊 機(jī) 應(yīng) 配 有 橫 向 及 高

63、 度 方 向 的 跟 蹤 系 統(tǒng) ， 以保 證 焊 絲 的 精 確 定 位 。2、 由 于 SAW-NG是 在 很 窄 的 間 隙 中 進(jìn) 行 多 層 焊 ， 因 此脫 渣 是 一 個(gè) 重 要 問(wèn) 題 ， 一 般 要 求 焊 劑 須 有 良 好 的 脫 渣 性。3、 焊 接 過(guò) 程 中 ， 如 發(fā) 現(xiàn) 缺 陷 ， 應(yīng) 及 時(shí) 利 用 合 適 的 方 法磨 掉 ， 并 進(jìn) 行 修 補(bǔ) 。 （ 三 ） SAW-NG工 藝 1、 坡 口 ： 一 般 開(kāi) 01的 坡 口 。 坡 口 的 關(guān) 鍵 尺 寸 是 坡 口 寬 度 。 選擇 時(shí) 考 慮 因 素 ： 焊 件 的 厚 度 焊 絲 直 徑 焊 劑 的

64、 脫 渣 難 易 程 度 焊 件 的 結(jié) 晶 裂 紋 敏 感 性 。 焊 件 厚 度 越 大 ， 或 焊 絲 直 徑 越 大 ， 或 脫 渣 越 難 ， 或 結(jié)晶 裂 紋 敏 感 性 越 大 ， 則 坡 口 寬 度 應(yīng) 適 當(dāng) 增 大 。 而 且 要 求 坡口 寬 度 具 有 良 好 的 精 度 。 在 焊 縫 全 長(zhǎng) 范 圍 內(nèi) ， 坡 口 寬 度 的誤 差 應(yīng) 不 超 過(guò) 3mm， 否 則 將 很 難 保 證 焊 縫 質(zhì) 量 。 窄 間 隙 埋 弧 焊 工 藝 有 3種 方 案 ， 如 下 圖 。 4 2 67 8 9 1 2 2 2 1 8 2 6 3 2 3 8 3 2 4 8 13

65、7 4 3 152 1 5 6 窄 間 隙 埋 弧 焊 工 藝 方 案 A B C 1） 圖 a： 每 層 一 道 焊 縫 ， 適 用 于 70150mm厚 的 工 件 。 特 點(diǎn) ： 省 時(shí) 省 料 、 容 易 產(chǎn) 生 熱 裂 紋 。 工 藝 要 點(diǎn) ： 必 須 嚴(yán) 格 控 制 坡 口 精 度 必 須 嚴(yán) 格 控 制 焊 接 工 藝 參 數(shù) 。 當(dāng) 焊 接 含 碳 量較 高 的 鋼 材 時(shí) ， 應(yīng) 該 采 用 較 低 的 焊 接 電 流 和速 度 ， 從 而 獲 得 較 大 的 成 形 系 數(shù) ， 減 小 裂 紋傾 向 。2） 圖 b： 每 層 兩 道 焊 縫 ， 適 用 于 150300m

66、m厚 的 工 件 ， 特 點(diǎn) ： 易 焊 透 ， 焊 渣 易 清 除 ， 工 藝 參 數(shù) 允 許 范 圍 大 。 而 且 由 于 線(xiàn) 能 量 小 ， 焊 縫 具 有 良 好 的 韌 性 。2） 圖 c） ： 每 層 三 道 焊 縫 ， 適 用 于 板 厚 300mm的 工 件 。 2、 焊 絲 焊 絲 直 徑 通 常 根 據(jù) 板 厚 來(lái) 選 擇 ， 板 厚 小 ， 選 擇 的 焊絲 直 徑 也 應(yīng) 較 小 。 3、 電 弧 電 壓 一 般 取 25 V 35V， 若 小 于 25 V， 焊 縫 上 凸 嚴(yán) 重 ； 若 大 于 35V， 易 產(chǎn) 生 咬 邊 及 夾 渣 ， 且 清 渣 困 難 。 4、 焊 絲 與 間 隙 側(cè) 壁 （ 絲 -壁 ） 的 間 距 是 影 響 焊 縫 質(zhì) 量 和 性 能 的 一 項(xiàng)重 要 參 數(shù) ， 決 定 了 側(cè) 壁 熔 深 、 熱 影 響 區(qū) 尺 寸 的 大 小 。 通常 ， 最 佳 的 絲 -壁 間 距 等 于 所 用 焊 絲 的 直 徑 ， 允 許 偏 差 為 0.5mm。 四 、 埋 弧 堆 焊