埋弧焊學(xué)習(xí)培訓(xùn)課件

1、埋弧焊 Submerged-Arc Welding主要內(nèi)容埋弧焊原理和特點(diǎn)埋弧焊設(shè)備和電弧長度自動(dòng)調(diào)節(jié)埋弧焊焊接參數(shù)及參數(shù)對焊縫成形的影響埋弧焊焊接缺陷及防止措施埋弧焊種類及特征埋弧焊焊接材料及標(biāo)準(zhǔn)埋弧焊在工程中的典型應(yīng)用 不可見電弧在熔化的電極與工件之間燃燒，電弧和焊接區(qū)域由焊劑覆蓋，焊接熔池由焊劑所形成的渣保護(hù)，而不受大氣侵入。埋弧焊原理 埋弧焊的英文縮寫SAW,德文所寫UP,單絲埋弧焊的數(shù)字代號121。 優(yōu)點(diǎn)：1）熔敷速度高，生產(chǎn)效率高；2）焊接質(zhì)量好，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化；3）無輻射和噪音，是一種安全、綠色的焊接方法。缺點(diǎn)：1）受焊接位置限制，常用于平焊和平角焊位置的焊接，不適合焊小

2、、薄件；2）不便觀察，需要焊縫自動(dòng)跟蹤裝置，對裝配精度要求高；3）設(shè)備一次性投資大。埋弧焊優(yōu)缺點(diǎn)埋弧焊設(shè)備焊接電源控制系統(tǒng)送絲系統(tǒng)行走機(jī)構(gòu)導(dǎo)電嘴A送絲馬達(dá) B送絲輪 C校直輪 D導(dǎo)電管 E焊絲盤F焊劑斗 G焊劑導(dǎo)管 H焊劑漏咀 J調(diào)節(jié)裝置 K行走機(jī)構(gòu)電源電特性及電弧的自動(dòng)調(diào)節(jié) 焊接電源可用直流和交流 在埋弧焊中，電弧長度的自動(dòng)調(diào)節(jié)有兩種方式 細(xì)絲埋弧焊電弧長度調(diào)節(jié)：電源為緩降或平特性，采用等速送絲系統(tǒng)調(diào)節(jié)。 粗絲埋弧焊電弧長度調(diào)節(jié)：電源為陡降或垂降特性，采用電弧電壓反饋?zhàn)兯偎徒z系統(tǒng)調(diào)節(jié)。等速送絲調(diào)節(jié)過程(送絲速度不變，靠電弧電流調(diào)節(jié)熔化速度)： 1送=1熔，L2L1，I2I1，熔送，恢復(fù)到1點(diǎn)

3、 電壓反饋調(diào)節(jié)過程(熔化速度基本不變，調(diào)節(jié)送絲速度)： 使用陡降外特性電源，焊接電流穩(wěn)定，送絲馬達(dá)與電弧電壓相連接，0送=0熔，當(dāng)受干擾電弧突然變短，由于U1U0，送減小，送絲馬達(dá)轉(zhuǎn)速降低；同時(shí)由于I 增加，熔增加，兩者均使L恢復(fù)到L0。電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制電路及機(jī)構(gòu)簡單復(fù)雜送絲方式等速送絲變速送絲電源外特性平或緩降特性陡降或垂降特性電弧調(diào)節(jié)過程通過電流的變化來改變焊絲的熔化速度內(nèi)部調(diào)節(jié)過程通過電壓的變化反饋來改變送絲速度外部調(diào)解過程使用焊絲直徑1.6-4mm3-5mm兩種調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較埋弧焊參數(shù)電流種類極性焊接電流I（A）電弧電壓U（V）焊接速度v（/min）焊絲直徑（）焊絲干

4、伸長度 L（）焊接電流經(jīng)驗(yàn)公式：I=(100-200) 為焊絲直徑例如4mm焊絲，可使用電流400-800A，平均600A熔深：I型坡口：d=1mm/100A例如500A，熔深約5mmY型坡口： d=0.7mm/100A例如600A，熔深約4.2mm焊接參數(shù)對焊縫形狀的影響 1）焊接電流的影響焊接電流與焊縫尺寸的關(guān)系（t熔深 b焊縫寬度 h余高）不同焊接電流時(shí)焊縫橫截面形狀2）電弧電壓的影響電弧電壓對焊縫橫截面形狀和熔深的影響 （t熔深 b焊縫寬度 h余高）3）焊接速度V焊接速度對焊縫形狀的影響（t熔深 b焊縫寬度 h余高） 4）其它工藝參數(shù) 其它工藝參數(shù)對焊縫成形也有一定影響。這些參數(shù)包括焊

5、絲伸出長度，焊絲傾角和偏移量，焊劑粒度和堆散高度。 焊絲伸出長度的影響： 焊絲熔化速度與伸出長度的電阻熱成正比，因此伸出長度越長，熔化速度越快。焊絲傾角的影響：焊絲偏移量的影響：環(huán)縫焊接a:焊絲偏移合適 b：焊絲偏移量過大 c：焊絲偏移量過小埋弧焊常見坡口形式埋弧焊接頭形式及焊接參數(shù)埋弧焊缺陷及防止措施內(nèi)部缺陷1）氫致冷裂紋焊劑在250300烘干大約2小時(shí)預(yù)熱、后熱、消氫、焊后熱處理合理焊接參數(shù)，適當(dāng)增加焊接熱輸入選擇合適接頭和坡口，減小拘束度和內(nèi)應(yīng)力清理焊接區(qū)域水分、油污、鐵銹2）層狀撕裂選用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減小厚度方向的拘束度和殘余應(yīng)力選用合理的焊接順序，變形能力良好的焊接材料改善母材的性

6、能（Z向）3）熱裂紋減少鋼中C、S、P含量，提高焊絲成分控制焊縫形狀（寬、深比B/T1）合理焊接參數(shù)，適當(dāng)減少焊接熱輸入改善坡口形式，減少拘束度和應(yīng)力B/T1 B/T14）氣孔烘干焊劑清理工件接頭部分調(diào)整焊劑化學(xué)成分改變?nèi)墼扯群竸└采w充分5）夾渣調(diào)整焊接次序選擇脫渣性好的焊劑調(diào)整焊接參數(shù)6）未焊透及未熔合適當(dāng)?shù)膮?shù)（增加焊接電流，減小焊接速度）選擇合適坡口，調(diào)整焊接位置，有較好的對中性缺陷防止措施余高過大提高焊接電壓熔深不夠提高焊接電流降低焊接電壓表面凹陷（如容器的環(huán)焊縫）精煉焊劑選擇適當(dāng)焊絲尺寸弧坑調(diào)整送絲速度*咬邊（對接）調(diào)整焊接電壓,選擇合適焊劑咬邊（角接）調(diào)整焊接電壓選擇正確焊絲位置

7、和焊接參數(shù)根部凸起/根部凹陷選擇正確焊絲位置*選擇合適焊接參數(shù)外部缺陷 電弧電壓a:正確形狀 b:電弧電壓過高 c:電弧電壓過低埋弧焊種類和特征特征：單絲，一個(gè)電源，一套控制系統(tǒng)典型的焊接參數(shù)：4，I=600A， U=30V，v=55/min1)單絲埋弧焊 2)并列雙絲埋弧焊 特征：雙絲，一個(gè)電源，一套控制系統(tǒng) 典型的焊接參數(shù)：2.5；I=880A；U=32V；v=70-120/min 特征：二個(gè)焊絲，二個(gè)電源，兩套控制系統(tǒng)典型的焊接參數(shù)： v=95/min 第一個(gè)機(jī)頭：4，I=650A，U=30V，DC第二個(gè)機(jī)頭：4，I=550A，U=32V，AC3)縱列雙絲埋弧焊 4)帶極埋弧焊堆焊 特征

8、：帶狀電極，一個(gè)電源，一個(gè)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：熔深小，稀釋率低，堆焊效率較高，表面光滑典型的焊接參數(shù)：焊帶600.5，v=912/min，I=600650A，U=2830V 5 )窄間隙埋弧焊 特征：單焊絲，單電源，一個(gè)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： 減少填充材料 缺點(diǎn)： 返修困難，對設(shè)備可靠性要求高 可焊厚度mm5057100120250290670窄間隙mm2(V坡口)8,1(9,4)13,2(17,5)18,6(27,4)22,9(36,6)52,7(123,6)62,4(159,9)169,1(729,4)節(jié)省比率%14243238576176,66)埋弧焊橫焊、平角焊 埋弧焊填充材料 埋弧焊焊絲和焊劑 焊

9、絲的作用： 填充金屬 焊絲直徑： 1.2、1.6、2.0、2.5、3.0、3.2、4.0、5.0、6.0、6.2、8.0 焊劑的作用： a、改善電弧的導(dǎo)電性，使起弧容易，穩(wěn)定電弧； b、保護(hù)作用，形成熔渣，形成堅(jiān)固的空腔，保護(hù)過渡的熔滴，保護(hù)形成的熔池，覆蓋在焊縫上保護(hù)焊縫； c、對溶池產(chǎn)生冶金影響，在金屬與渣之間，通過錳鐵和硅鐵反應(yīng)脫氧； d、摻合金作用，由焊劑參入Cr，Ni，Mo等合金元素錳硅型鈣硅型鋁鈦型氧化鋁堿性氟化物堿性性能MSCSARABFB承載電流能力+使用交流電性能+0脫渣性+抗氣孔+焊縫成型+機(jī)械性能+快速焊接性+0 壞 + 好+ 一般 + 很好焊劑性能：焊劑分類1）按生產(chǎn)工

10、藝分：熔煉焊劑（價(jià)格低，不易吸潮，但消耗量大）燒結(jié)焊劑（參與冶金反應(yīng)，消耗量少，但價(jià)格高 ）焊接工藝性能焊縫性能高速焊接性大電流焊接性吸潮性抗銹性韌性成分波動(dòng)合金添加熔煉焊劑焊道均勻，不易產(chǎn)生氣孔夾渣焊道凸凹易粘渣易，不用烘干敏感受焊絲和堿度影響不大不能燒結(jié)焊劑焊道無光澤，易產(chǎn)生氣孔夾渣焊道均勻易脫渣不易，要烘干不敏感 好較大容易2）按酸堿度分：堿性（MgO和CaO含量高）酸性（SiO含量高）中性焊劑的酸堿度由下列公式表示B=B1 堿性B3 強(qiáng)堿性ISO14171埋弧焊用填充材料標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)記方法ISO14171、ISO14174ISO14171標(biāo)準(zhǔn)是碳鋼和細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼的埋弧焊焊絲與焊劑配合標(biāo)準(zhǔn)I

11、SO14171中有兩種分類系統(tǒng)： A系統(tǒng)按照屈服強(qiáng)度和47焦耳沖擊功分類 B系統(tǒng)按照抗拉強(qiáng)度和27焦耳沖擊功分類 A系列標(biāo)記包含五項(xiàng)：1)第一部分給出產(chǎn)品/工藝的標(biāo)記2)第二部分給出多道焊技術(shù)中全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記或者雙道焊技術(shù)中母材的強(qiáng)度3)第三部分給出全焊縫金屬或者焊接接頭的沖擊性能的標(biāo)記4)第四部分給出所用焊劑類型的標(biāo)記5)第五部分給出所用焊絲化學(xué)成分的標(biāo)記 ISO14171標(biāo)準(zhǔn)A系列埋弧焊焊絲焊劑配合標(biāo)記舉例ISO 14171-A S 46 3 AB S2ISO 14171-A S 4T 2 AB S2MoISO 14171-A S S2Mo其中：ISO 14171-A：國際標(biāo)

12、準(zhǔn)編號，按照屈服強(qiáng)度和47焦耳沖擊功分類；S：埋弧焊用焊絲焊劑配合及焊絲標(biāo)記，（見ISO4063標(biāo)準(zhǔn)）；46及4T：拉伸性能，包括全焊縫金屬的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率，（46見表3）（4T見表4）；3及2：沖擊性能（見表5）；AB： 焊劑類型（見表6）；S2及S2Mo：焊絲的化學(xué)成分（見表7） 表3 多道技術(shù)拉伸性能標(biāo)記（按照屈服強(qiáng)度和47J沖擊功分類）標(biāo)記最低屈服強(qiáng)度aN/mm2抗拉強(qiáng)度N/mm2最低延伸率b35 355 440570 2238 380 470 to 6002042420500 to 6402046460530 to 6802050500560 to 72018a對于屈服強(qiáng)

13、度來說, 在屈服發(fā)生時(shí)將使用低屈服度(ReL), 否則,將使用0.2%的彈限強(qiáng)度（Rp0.2）。b 標(biāo)準(zhǔn)長度等于試樣直徑的五倍。表4 雙面單道技術(shù)拉伸性能標(biāo)記（按照屈服強(qiáng)度和47J沖擊功分類）標(biāo)記最低母材屈服強(qiáng)度N/mm2焊接接頭最低抗拉強(qiáng)度N/mm22T 275 370 3T 355 470 4T 420 520 5T 500 600 標(biāo)記47Ja,b或者27Jb平均沖擊功最低溫度值Z 無要求Aa 或 Yb + 200 02 203 304 405 506 607 708 809 90 10 100 a 見4.3A。 b 見4.3B。表5 全焊縫金屬或者雙面單道焊接頭沖擊性能的標(biāo)記 標(biāo)記焊劑

14、類型MS錳硅酸鹽CS鈣硅酸鹽CG鈣鎂CB鈣鎂堿性CI鈣鎂鐵IB鈣鎂鐵堿性ZS鋯硅酸鹽RS金紅石硅酸鹽AR鋁酸鹽金紅石AB鋁酸鹽堿性AS鋁酸鹽硅酸鹽AF鋁酸鹽氟化物堿性FB氟化物堿性Z其他類型 表6 焊劑類型標(biāo)記 表7 埋弧焊用焊絲的化學(xué)成分（按照屈服強(qiáng)度和47J沖擊功分類） B系列標(biāo)記包含五項(xiàng)：1)第一部分給出產(chǎn)品/工藝的標(biāo)記；2)第二部分給出焊態(tài)或者焊后熱處理?xiàng)l件下多道焊技術(shù)中全焊縫金屬的強(qiáng)度和延伸率標(biāo)記或者雙道焊技術(shù)中母材的強(qiáng)度；3)第三部分給出全焊縫金屬或者焊接接頭在相同條件下（如抗拉強(qiáng)度規(guī)定）沖擊性能的標(biāo)記，標(biāo)記后的字母“U”指在夏比試驗(yàn)溫度下達(dá)到47J的平均可選要求；4)第四部分給出

15、所用焊劑類型的標(biāo)記；5)第五部分給出所用焊絲化學(xué)成分的標(biāo)記。 B系統(tǒng)埋弧焊焊絲焊劑配合標(biāo)記舉例ISO 14171-B S 49A 2 AB SU32ISO 14171-B S 55S 4 AB SU2M3ISO 14171-B S 49A 2U AB SU41ISO 14171-B SU2M3其中：ISO 14171-B：國際標(biāo)準(zhǔn)編號，按照抗拉強(qiáng)度和27焦耳沖擊功分類；S：埋弧焊用焊絲焊劑配合及焊絲標(biāo)記，（見ISO4063標(biāo)準(zhǔn)）；49A、55S： 拉伸性能，包括全焊縫金屬的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率，（49A見表9）（55S見表10）；2、4、2U： 沖擊性能（見表5及標(biāo)記中第3項(xiàng)）；AB：

16、焊劑類型（見表6）；SU32、SU2M3、SU41：焊絲的化學(xué)成分（見表11） 焊劑的標(biāo)記包含六項(xiàng)：1）產(chǎn)品/工藝的標(biāo)記，埋弧焊焊劑的標(biāo)記使用字母S；2) 制造方法標(biāo)記，制造方法：F熔煉焊劑、A燒結(jié)焊劑、M混合焊劑；3) 焊劑類型、主要化學(xué)成分的標(biāo)記（見表13）；4) 焊劑的應(yīng)用范圍，等級的標(biāo)記（見表14）；5) 焊劑使用電流種類的標(biāo)記，d.c.表示直流，a.c.表示交流；6）全焊縫金屬氫含量的標(biāo)記（見表15）;為了促進(jìn)此標(biāo)準(zhǔn)的使用，標(biāo)記分為兩部分：a）強(qiáng)制部分，包括工藝、制造方法、主要化學(xué)成分（焊劑類型）和應(yīng)用范圍的標(biāo)記b) 可選部分，包括電流種類和擴(kuò)散氫含量的標(biāo)記ISO14174標(biāo)準(zhǔn)埋弧焊

17、焊劑標(biāo)記舉例ISO 14174 S F CS 1 AC H10強(qiáng)制部分為：ISO 14174 S F CS 1其中：ISO 14174 表示國際標(biāo)準(zhǔn)代號；S表示埋弧焊用焊劑；F表示熔煉焊劑；CS 表示焊劑類型為鈣硅型；表131表示焊劑等級為1，應(yīng)用范圍為非合金和細(xì)晶粒鋼、高強(qiáng)鋼、熱強(qiáng)鋼；表14AC表示電流種類為交流；H10 表示氫含量，每100g熔敷金屬中氫含量10ml，表15表13 按ISO14174焊劑成份焊劑類型標(biāo)記主要化學(xué)成份數(shù)值范圍MS錳硅型MnO+SiO2CaOMin50%Max15%CS鈣硅型CaO+MgO+SiO2CaO+Min55%Min15%ZS鋯硅型ZrO2+SiO2+M

18、nOZrO2Min45%Min15%RS鈦硅型TiO2+SiO2TiO2Min50%Min20%AR鋁鈦型Al2O3+TiO2Min40%AB氧化鋁堿性Al2O3+ CaO+MgOAl2O3CaF2Min40%Min20%Max22%AS鋁硅堿性Al2O3+SiO2+ZrO2CaF2+ MgOZrO2Min40%Min30%Min5%AF鋁氟堿性Al2O3+ CaF2Min70%FB氟化物堿性CaO+ MgO+ CaF2+MnOSiO2CaF2Min50%Max20%Min15%Z其它組成成份不同類型焊劑的性能見附錄表14 焊劑等級及應(yīng)用范圍標(biāo)記等級應(yīng)用11非合金和細(xì)晶粒鋼、高強(qiáng)鋼、熱強(qiáng)鋼，適合于連接焊和堆焊22不銹鋼、耐熱鋼和/或鎳及其合金，非合金焊劑 適于表面堆焊33以耐磨為目的表面堆焊44既使用于焊劑等級1的范圍，也