第七章埋弧焊課件

《電弧焊基礎(chǔ)》第七章埋弧自動焊SAW《電弧焊基礎(chǔ)》第七章埋弧自動焊7.1SAW原理及設(shè)備預(yù)先把顆粒狀焊劑散布在焊接部位，焊絲通過送絲裝置，自動連續(xù)地向焊劑中送進(jìn)，在焊絲前端與母材間引燃電弧，電弧熱使母材、焊絲和焊劑熔化，以致部分焊劑蒸發(fā)，熔化的金屬和焊劑蒸發(fā)的氣體形成了氣泡，電弧在氣泡中燃燒。氣泡上部被一層熔化的焊劑-熔渣所覆蓋，不僅隔絕了空氣與電弧和熔池的接觸，同時具有穩(wěn)弧和冶金作用，而且隔絕了電弧弧光輻射出來。(SubmergedArcWelding:SAW)

7.1SAW原理及設(shè)備預(yù)先把顆粒狀焊劑散布在焊接部位，焊絲SAW是電弧焊而不是電阻焊的證明

SAW是電弧焊而不是電阻焊的證明

第七章埋弧焊課件SAW設(shè)備SAW設(shè)備第七章埋弧焊課件SAW設(shè)備焊劑漏斗電極焊絲送絲機電源焊劑回收管SAW設(shè)備焊劑漏斗電極焊絲送絲機電源焊劑回收管第七章埋弧焊課件優(yōu)點：生產(chǎn)率高電流大，可以達(dá)到2000A，熔深大，一次不開坡口可焊20mm；熱效率高，可達(dá)90％熔渣去除容易速度快，6-8mm鋼板，30-50m/h質(zhì)量高保護(hù)好，焊縫金屬O，N低，規(guī)范穩(wěn)定焊縫外形美觀，成分穩(wěn)定，機械性能均一成本低生產(chǎn)率高、缺陷少、品質(zhì)穩(wěn)定，返修少環(huán)保，勞動條件好幾乎沒有煙塵、弧光全自動焊接，容易操作，對焊工要求低7.2SAW特點優(yōu)點：7.2SAW特點特點不足：基本上只能平焊和橫焊不能焊接Al、Ti等活性金屬只適用于自動焊，機動性差，設(shè)備成本高、復(fù)雜適合于長直焊縫，短焊縫效率不明顯小電流（<100A）穩(wěn)定性差，電流強度大，不適合焊接薄板單層大電流焊接焊縫金屬晶粒粗大，韌性較差特點不足：7.4SAW分類及應(yīng)用根據(jù)電極形狀的分類焊絲電極卷帶電極板狀電極根據(jù)電極數(shù)的分類單電極多電極根據(jù)行走裝置的分類牽引式小車行走式側(cè)掛導(dǎo)軌式行走裝置導(dǎo)軌式7.4SAW分類及應(yīng)用根據(jù)電極形狀的分類在造船、鍋爐、化工容器、橋梁、起重機械及冶金機械的制造中應(yīng)用最為廣泛中厚板一般采用交流電源，500－2000A；薄板焊接時多采用陡降特性直流電源。板材厚度和焊縫邊緣準(zhǔn)備I型接頭：-適合于板厚在2-12mm之間的板材Y型接頭：-厚度大于12mm的板材，或者雙Y型焊縫準(zhǔn)備必須仔細(xì)切割間隙不能超過1mm由于埋弧焊接熔深大，接頭應(yīng)該有適當(dāng)?shù)母恐危蛘哂幸r墊、或者手動焊接封底，或者自動焊封底，以免焊漏。應(yīng)用在造船、鍋爐、化工容器、橋梁、起重機械及冶金機械的制造中應(yīng)用應(yīng)用SAW應(yīng)用注意事項：①SAW電流大、焊接時間長，為了防止其它用電設(shè)備對焊接條件的影響及影響其他設(shè)備，最好采用專用供電設(shè)備。②電流大電纜有溫升問題，各直徑電纜應(yīng)在安全電流值下使用。③埋弧焊常使用交流焊接電源，由于是單相較大的負(fù)荷，在使用臺數(shù)較多時，必須考慮電源三相平衡問題。應(yīng)用SAW應(yīng)用注意事項：應(yīng)用實例應(yīng)用實例第七章埋弧焊課件第七章埋弧焊課件第七章埋弧焊課件SAW焊接示例SAW焊接示例7.5埋弧焊自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)學(xué)過的調(diào)節(jié)系統(tǒng)回顧：TIG、PAW：電源控制和弧長控制穩(wěn)定焊接參數(shù)（通過直流負(fù)反饋獲得恒流輸出，通過外部機構(gòu)穩(wěn)定弧長，如弧壓信號控制、弧光信號控制以及接觸式信號檢測等）中等細(xì)直徑焊絲的GMAW：平特性或緩降特性電源配備等速送絲機構(gòu)，通過電弧自身調(diào)節(jié)作用保持弧長的穩(wěn)定。鋁合金亞射流過渡GMAW：等速送絲配備恒流特性電源，通過電弧固有的自身調(diào)節(jié)作用穩(wěn)定電弧長度

能否用于SAW？7.5埋弧焊自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)學(xué)過的調(diào)節(jié)系統(tǒng)回顧：調(diào)節(jié)的必要性否！Why？埋弧焊通常采用較粗直徑的焊絲，直徑一般4mm以上，仍然依靠電弧自身調(diào)節(jié)作用保持弧長的穩(wěn)定，則由于系統(tǒng)對粗絲的調(diào)節(jié)靈敏度低、反應(yīng)慢，無法滿足參數(shù)穩(wěn)定的要求－焊絲的熔化速度與I成線性關(guān)系，然而焊絲電流密度是與焊絲的截面積成反比，在焊絲直徑增加一倍時，即使焊接電流增加兩倍，也不能達(dá)到合適的電流密度值。因此從電弧調(diào)節(jié)靈敏度角度考慮，電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)不適合使用粗焊絲。電弧自身調(diào)節(jié)作用，弧長變動時和調(diào)節(jié)過程中，焊接電流有較大的變動，將造成焊縫成形不均，這一點對于埋弧焊這種大熱輸入量的焊接在保證熔透穩(wěn)定性方面是極為不利的。這種情況同樣在粗絲GMAW焊接中存在。調(diào)節(jié)的必要性否！Why？調(diào)節(jié)原理SAW調(diào)節(jié)系統(tǒng)——弧壓反饋變速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)電弧長度發(fā)生變化使焊接規(guī)范偏離原來的穩(wěn)定值時，利用電弧電壓做反饋量，通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機構(gòu)（調(diào)節(jié)器），迫使送絲速度改變，把焊接規(guī)范調(diào)回到原先的數(shù)值。這是一種典型的外部反饋閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性方程為：Vf=k(Ua-Ug)k:調(diào)節(jié)器靈敏度，取決于系統(tǒng)機電結(jié)構(gòu);Ua:電弧電壓；Ug:送絲給定電壓(平均送絲速度)，從電路上給予調(diào)節(jié)器的初始輸入電壓。Vf:送絲速度，由電弧電壓與送絲給定電壓的差值決定。電弧穩(wěn)定工作條件：Vm＝Vf

且Vm＝KiI－KuU弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性方程，表示在變速送絲自動焊系統(tǒng)中，送絲給定電壓一定時，電弧在穩(wěn)定工作點燃燒所需具備的焊接電流與電弧電壓的配比關(guān)系。電弧在該條曲線上燃燒時，焊絲熔化速度與焊絲送進(jìn)速度相等。調(diào)節(jié)原理SAW調(diào)節(jié)系統(tǒng)——弧壓反饋變速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的靜弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線－等熔化速度曲線在系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)調(diào)定以后，對應(yīng)一定直徑的焊絲、一定數(shù)值的送絲給定電壓和一種電弧條件（干伸長、保護(hù)情況等），只有一條系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線與其對應(yīng)。

因為ki和ku是隨I或U變動的，該曲線并非一條直線。但這種變化對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性影響不大，不影響系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用的發(fā)揮。U0：曲線截距tgβ：曲線斜率弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線－等熔化速度曲線U0：曲線截距曲線特征①k變化，靜特性斜率tgβ隨之變化。當(dāng)k趨于足夠大時，tgβ趨于為0此時系統(tǒng)具有最高的調(diào)節(jié)靈敏度。通常k值是由調(diào)節(jié)器電路參數(shù)值決定的，設(shè)定后一般情況下不做調(diào)整，但K值隨焊絲材料、保護(hù)條件不同而變化；②Ug增加，系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線上移；反之下移；③焊絲直徑減小或焊絲干伸長增加，Ki值增加，使曲線斜率tgβ加大。曲線特征①k變化，靜特性斜率tgβ隨之變化。當(dāng)k趨于足夠大調(diào)節(jié)過程W：已調(diào)定的電源外特性；A：系統(tǒng)靜態(tài)特性；l0代表初始穩(wěn)定狀態(tài)下的電弧靜特性。Q0是電弧穩(wěn)定工作點?，F(xiàn)在弧長縮短至l1，電弧工作點改變到Q1，由于Q1不在A線上，將發(fā)生Vm≠Vf，系統(tǒng)展開調(diào)節(jié)：由于U1<U0，（Ua-Ug）值下降，將使送絲速度Vf下降，甚至回抽（Ua下降過多），于是電弧長度逐漸回復(fù)，最后重新回到Q0點。在上述調(diào)節(jié)過程中，Q1點的電流值I1大于Q0點的電流I0（I1>I0），也會使焊絲熔化速度增加，促使弧長拉長，即電弧自身調(diào)節(jié)也在發(fā)揮作用，但弧壓反饋調(diào)節(jié)的作用更大。

調(diào)節(jié)過程W：已調(diào)定的電源外特性；A：系統(tǒng)靜態(tài)特性；l0代表初調(diào)節(jié)精度弧長變化時的調(diào)節(jié)精度：影響因素有焊絲干伸長、焊絲直徑、焊絲電流密度、焊絲電阻率、焊接保護(hù)條件以及電源外特性變化率等。以干伸長Ls為利：調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，如果Ls沒有改變，則系統(tǒng)不出現(xiàn)靜態(tài)誤差。調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，如果Ls發(fā)生了變化，則電弧將在一新的穩(wěn)定工作點下燃燒，并產(chǎn)生誤差。如：Ls減少-tgβ降低，調(diào)節(jié)完成后，產(chǎn)生電弧電壓的負(fù)偏差，電弧長度的負(fù)偏差，焊接電流的正偏差。調(diào)節(jié)精度弧長變化時的調(diào)節(jié)精度：影響因素有焊絲干伸長、焊絲直徑弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常采用陡降特性電源進(jìn)行焊接（為了獲得較大的弧壓變化量以滿足調(diào)節(jié)靈敏度的要求），所以焊接電流的改變量較小。電源外特性下降率越大，電流的變化量越??；恒流特性電源幾乎沒有電流的改變，但埋弧焊很少采用恒流特性電源，陡降特性對于埋弧焊焊縫成形的穩(wěn)定性更為有利。一般弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)多采用粗絲進(jìn)行焊接，焊絲電流密度較低，即ki值和tgβ值較小，而調(diào)節(jié)器靈敏度k較大，使得系統(tǒng)調(diào)節(jié)后的電壓值誤差和電流值誤差都很小,甚至可以忽略不計。

弧壓反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常采用陡降特性電源進(jìn)行焊接（為了獲得較網(wǎng)壓變化時的調(diào)節(jié)精度網(wǎng)壓變動時，如果調(diào)節(jié)器靈敏度較低，將產(chǎn)生較大的電弧電壓變化；如果調(diào)節(jié)器靈敏度較高，將產(chǎn)生相對較大的焊接電流變化。

緩降特性電源相對于陡降特性電源，電弧電壓和焊接電流的變化都比較大。從這一點考慮，為了不降低系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度，也希望采取陡降特性電源進(jìn)行焊接。網(wǎng)壓變化時的調(diào)節(jié)精度調(diào)節(jié)靈敏度系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度取決于弧長變化時，系統(tǒng)送絲速度變化量的大小。ΔVf=k.Δua所以：(1)調(diào)節(jié)器靈敏度k越大，系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度越高。但由于系統(tǒng)中有慣性環(huán)節(jié)（機械慣性、電感電容的電慣性、熱容的熱慣性），K值也不宜過大，否則會造成超調(diào)過大引起系統(tǒng)振蕩，目前已開始采用轉(zhuǎn)動慣性特別小的印刷電路電機作為送絲電機。(調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本要求：穩(wěn)定性、動態(tài)品質(zhì)、精度)(2)電弧電場強度E（弧柱）越大，單位弧長變化引起的電弧電壓改變量也就越大，系統(tǒng)靈敏度提高。所以同等直徑粗絲SAW比MIG弧壓調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)可以小一些調(diào)節(jié)靈敏度系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈敏度取決于弧長變化時，系統(tǒng)送絲速度變化量調(diào)整方法通過調(diào)節(jié)電源外特性來調(diào)整焊接電流；通過調(diào)節(jié)送絲給定電壓來調(diào)整電弧電壓。注意：不同直徑焊絲對系統(tǒng)靜特性斜率有明顯影響，可能使調(diào)節(jié)范圍產(chǎn)生移動，如果放大器放大倍數(shù)不變，用于細(xì)焊絲時U、I調(diào)節(jié)范圍將變成U很高的一個區(qū)域（所示虛線規(guī)范區(qū)間），這與一般地降低I則U也要相應(yīng)降低的工藝要求是不相適應(yīng)的。如果系統(tǒng)調(diào)整不到適用的規(guī)范應(yīng)通過改變系統(tǒng)調(diào)節(jié)器靈敏度做出調(diào)整，即當(dāng)用于細(xì)焊絲時，增大調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)，使調(diào)節(jié)器靜態(tài)斜率降低，但放大倍數(shù)不能太大，否則容易形成震蕩，即這種調(diào)節(jié)方法不適用于太細(xì)的焊絲。變速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定以后，只能在一定焊絲直徑范圍內(nèi)使用。調(diào)整方法通過調(diào)節(jié)電源外特性來調(diào)整焊接電流；通過調(diào)節(jié)送絲給定電7.5.1SAW焊接材料焊劑埋弧焊用焊劑對焊接操作性能、焊縫金屬的性質(zhì)有很大的影響，其作用有如下幾點：1）產(chǎn)生氣和渣，保護(hù)電弧和熔池，防止焊縫金屬的氧化、氮化；2）穩(wěn)定電??；3）脫氧、補充合金元素并防止燒損；4）焊縫整形；5）減少氣孔和裂紋等缺陷。焊劑的基本要求：1.雜質(zhì)元素P、S要少；2.對油、銹、水等不敏感；3.要有合適的熔點和粘度（流動性）；4.要有良好的脫渣性；5.不應(yīng)析出有害氣體；6.要有合適的粒度，顆粒具有合適的強度便于回收利用；7.吸濕性要小。7.5SAW焊接材料及冶金原理7.5.1SAW焊接材料7.5SAW焊接材料及冶金原理焊劑通常是根據(jù)制造方法、成分體系、焊縫金屬性能或根據(jù)用途等進(jìn)行分類。

按制造方法分：熔煉焊劑、非熔煉焊劑（燒結(jié)焊劑、粘接焊劑）熔渣化學(xué)特性分：堿性、中性、酸性焊劑成分分類：無錳型、低錳型、中錳型、高錳型焊劑通常是根據(jù)制造方法、成分體系、焊縫金屬性能或根據(jù)用途等進(jìn)熔煉焊劑：原料在爐中熔化（1500-1600℃），經(jīng)過碳酸鹽分解、高價Mn還原成MnO并與SiO2形成硅酸鹽以及硫酸燒損等系列化學(xué)反應(yīng)后，迅速倒入室溫水中使焊劑成為顆粒狀（水化處理，濕法）或用壓縮空氣將熔融的焊劑吹成小顆粒（干法）。也可干濕法混用，但水化后應(yīng)烘干，水份不超過0.1%。熔煉焊劑在熔化后急速冷卻，通常呈玻璃狀。其特征有如下幾點：(1)焊縫外表美觀；(2)不易吸濕，通常在使用前可以不干燥；(3)未熔化的焊劑可以重復(fù)使用；(4)電流不同，采用的焊劑粒度不一樣。

粘接焊劑、燒結(jié)焊劑：在焊劑中加入大量的合金元素和變質(zhì)劑，通過接合劑制成顆粒狀（粘接焊劑），進(jìn)行烘烤或燒結(jié)（燒結(jié)焊劑）。有利于改善焊縫的組織和性能，克服熔煉焊劑脫氧不完全、不能大量滲合金的缺點。其特征有如下幾點：(1)大電流下的焊接操作性良好，適合于厚板高生產(chǎn)率焊接；(2)焊縫金屬的性能特別是沖擊韌性優(yōu)良；(3)容易填加合金元素，比如采用低碳鋼焊絲，通過改變焊劑即可對低合金鋼進(jìn)行焊接；(4)與熔煉焊劑相比，消耗量少，經(jīng)濟性好；(5)從小電流到大電流，可以采用同一粒度的焊劑進(jìn)行焊接。機械混合焊劑

粘接焊劑制造簡單、成本便宜、節(jié)省能源，國外大量使用，國內(nèi)使用很少，個別企業(yè)自用自配。國內(nèi)大多使用熔煉焊劑。熔煉焊劑：原料在爐中熔化（1500-1600℃），經(jīng)過碳酸鹽焊劑的種類、焊劑的成分對焊縫形狀有影響，最為明顯的是熔煉焊劑與燒結(jié)焊劑的差別，通常熔煉焊劑熔深更大。熔煉焊劑有各種粒度，對粒度的選擇應(yīng)與焊接電流相適應(yīng)。如果大電流下使用粗粒度焊劑，后方的波紋會很粗，外觀不好。如果小電流下使用細(xì)粒度焊劑，氣體的放出不順利，焊縫尺寸不均，容易產(chǎn)生氣孔。通常使用粗粒度焊劑可以得到熔深大、熔寬窄的焊縫；使用細(xì)粒度焊劑，可以得到熔深淺、熔寬大的焊縫。(a)熔煉焊劑

(b)燒結(jié)焊劑焊劑的種類、焊劑的成分對焊縫形狀有影響，最為明顯的是熔煉焊劑

按酸堿性分類：通常用堿性度作為衡量熔渣堿性、酸性的尺度：

堿性度B1＝堿性成分的重量總和(CaO,MgO,MnO,FeO,Na2O的重量％)/酸性成分的重量總和(SiO2,TiO2,Al2O3的質(zhì)量％)堿性度B2＝堿性成分摩爾率的總和/酸性成分摩爾率總和

堿性度B3＝(各成分的摩爾率×堿性系數(shù))的總和B3是過堿性表示法，通常用BL作記號，計算式如下：BL＝6.05nCaO―6.31nSiO2―4.97nTiO2―0.2nAl2O3＋4.8nMnO＋4.0nMgO＋3.4nFeO

式中：n代表各成分的摩爾率。當(dāng)BL>0時呈堿性，當(dāng)BL<0時呈酸性。

酸性焊劑工藝性好，但氧化性強，合金元素?zé)龘p大，去除有害元素能力較差；

堿性焊劑氧化性弱，能去除部分雜質(zhì)元素，焊縫力學(xué)性能好，一般用于高強、高韌鋼的焊接，但工藝性差、易吸潮。一般焊劑使用前必須250℃烘干，并保溫1-2h；直流焊劑，需300-400℃烘干，并保溫2h，烘干后立即使用。第七章埋弧焊課件(1)SiO2-CaO-MgO系：組成為SiO2：50%，CaO：30%，MgO：10%，是典型的酸性焊劑。與高錳焊絲組合，用于低碳鋼的焊接。大電流下的操作性良好，對鐵銹不敏感。向焊縫金屬中過渡的Si較多，但不適合多層焊。(2)SiO2-MnO系：組成為SiO2：40%～45%，MnO：40%～45%，與低錳焊絲到高錳焊絲組合，用于低碳鋼、50公斤級高強鋼的焊接。該焊劑熔化溫度低、流動性好，適合于高速焊及角縫焊接。MnO/SiO2比小于1的組成，對銹鐵不敏感，不易產(chǎn)生氣孔。該體系中成輕石狀、比重小的用在水平角焊縫的焊接中，操作性及熔渣剝離性良好，焊劑的消耗量也少。(3)SiO2-MnO-CaO-CaF2系：組成為SiO2：40％，MnO：20％，CaO：20％，與各種焊絲組配，用于從低碳鋼到80公斤級高強鋼、低溫用鋼、耐熱鋼的焊接，焊縫性能特別是沖擊值優(yōu)良。(4)SiO2-CaO-MgO-Al2O3系：組成為SiO2：30％，CaO：30％，MgO：15％，Al2O3：15％，用于低合金耐熱鋼厚板的焊接。典型的堿性焊劑，進(jìn)行厚板焊接時，抗裂紋性能優(yōu)良，焊縫金屬的強度、韌性較高。(5)MnO-SiO2-TiO2系：與高錳焊絲組配，用于板厚1.2～3.2mm的薄板高速焊接。熔渣的剝離性及焊縫外觀良好。(1)SiO2-CaO-MgO系：組成為SiO2：50%，焊劑的散布方法焊劑散布方式有散布到電弧的前方和與焊絲同軸散布兩種，小電流焊接、熔池較小情況下，兩種散布方法都是可以的，焊接上不會產(chǎn)生問題。但在厚板大電流焊接時，以把焊劑散布到電弧的前方為好，如果采用與焊絲同軸散布方式，落下來的焊劑直接壓到熔池上面，所形成的焊縫不均勻，不能得到良好的結(jié)果。如果焊劑散布量過多，氣體的放出是間斷的，也容易形成不均勻焊縫、氣孔等。焊劑的散布方法焊絲埋弧焊用的焊絲，應(yīng)根據(jù)所焊鋼材的類別及對接頭性能的要求加以選擇，并與適當(dāng)?shù)暮竸┡浜鲜褂?。低碳鋼和低合金高強鋼焊接?yīng)選用與母材強度相匹配的焊絲；耐熱鋼和不銹鋼的焊接應(yīng)選用與鋼材成分相近的焊絲。焊絲直徑及使用電流范圍(低碳鋼、低合金鋼焊絲）焊絲直徑/mm1.21.62.02.43.24.04.86.47.9電流范圍/A200～350250～400250～500300～600350～800450～900500～1400700～18001000～焊絲焊絲直徑及使用電流范圍(低碳鋼、低合金鋼焊絲）焊絲直徑/焊絲與焊劑的組配焊絲與焊劑的組配對埋弧焊焊縫金屬的性能有著決定作用：低碳鋼的焊接可選用高錳高硅型焊劑，配用H08MnA焊絲，或選用低錳低硅型焊劑配用H08MnA、H10Mn2焊絲。低合金高強鋼焊接可選用中錳中硅型焊劑，配用適當(dāng)?shù)牡秃辖鸶邚婁摵附z。耐熱鋼、低錳鋼、耐蝕鋼的焊接可選用中硅或低硅型焊劑，配用相應(yīng)的合金鋼焊絲。鐵素體、奧氏體鋼一般選用堿度較高的焊劑，以降低合金元素的燒損及摻加較多的合金元素。焊絲與焊劑的組配7.5.2SAW焊接冶金SAW一般冶金特點：焊縫韌性高（與MAW相比）：埋弧焊隔絕空氣效果要優(yōu)于焊條，焊縫金屬含氮量為0.002％，約為MAW1/10，盡管焊縫鑄造組織更加明顯但韌性仍然較高；2.冶金反應(yīng)更充分，熔池存在時間是MAW的幾倍，加強了液態(tài)金屬與熔渣之間的反應(yīng)，氣孔、夾渣更容易浮出；3.SAW單位時間內(nèi)熔化的焊劑和金屬的數(shù)量比較固定，其焊縫化學(xué)成分更加穩(wěn)定。7.5.2SAW焊接冶金SAW一般冶金特點：SAW冶金主要是四方面的問題：1.向焊縫補充合金元素，主要是Si、Mn還原反應(yīng)及向焊縫金屬的過渡；2.保證一部分C的氧化；3.減少S、P含量，防止熱裂和冷裂；4.脫H，防止H氣孔。SAW冶金主要是四方面的問題：1.Si、Mn還原反應(yīng)及向焊縫金屬的過渡1）.化學(xué)平衡理論:假設(shè)熔渣處于電中性分子狀態(tài),主要考察Si、Mn的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。

Si的反應(yīng)

(SiO2)＋[Fe]＝[Si]＋2(FeO)K’SiO2＝[%Si]·(%FeO)2/(%SiO2)[..]表示熔化金屬中的成分；(..)表示熔渣中的成分。K’SiO2:平衡常數(shù)，與溫度、熔渣的堿性度有關(guān),溫度越高數(shù)值越大；堿性度越大，數(shù)值越小，在一定溫度下是恒定數(shù)。熔渣中的SiO2越多，上式的反應(yīng)越向右邊進(jìn)行，促使一部分SiO2被還原，Si進(jìn)入熔化金屬。1.Si、Mn還原反應(yīng)及向焊縫金屬的過渡Mn的反應(yīng)(MnO)＋[Fe]＝[Mn]＋(FeO)K’Mn＝[%Mn]·(%FeO)/(%MnO)在一定溫度下，K’Mn也是恒定數(shù)，但受熔渣的堿性影響不大。當(dāng)熔化金屬中的Mn含量較少、熔渣中的MnO較多時，反應(yīng)向右進(jìn)行，促使Mn從熔渣中還原出來進(jìn)入熔化金屬。Mn的反應(yīng)2.離子理論：假設(shè)熔渣解離成離子

2(SiO2)＝(SiO44-)＋(Si4+)(Si4+)＋2[Fe]＝[Si]＋2(Fe2+)

Si從SiO2還原出來，并進(jìn)入熔化金屬中，而鐵(Fe)被氧化進(jìn)入熔渣。當(dāng)熔渣中含有的O2-離子不足時，Si就向熔化金屬中過渡。

(Mn2+)＋[Fe]＝[Mn]＋(Fe2+)

Si和Mn的反應(yīng)是同時進(jìn)行的，帶有高價電荷的陽離子Si4+的反應(yīng)更為強烈。2.離子理論：假設(shè)熔渣解離成離子焊劑430及渣的化學(xué)成分化學(xué)成分％SiO2MnOCaOMgOAl2O3FeOCaF2焊劑43042.445.01.90.51.50.68.2渣38.543.01.70.451.34.76.05焊劑變成熔渣后化學(xué)成分起了變化，SiO2、MnO含量都降低，F(xiàn)eO增加，說明焊劑中的SiO2、MnO在焊接時被還原，并以Si、Mn形式過渡到焊縫中去。焊劑430及渣的化學(xué)成分化學(xué)成分％SiO2MnOCaOMgO熔滴過渡過程中，弧柱中Si、Mn還原反應(yīng)最為劇烈，其次是焊絲端部，再次是熔池前部。在熔池的后部，接近結(jié)晶溫度時，Si、Mn還原反應(yīng)向左進(jìn)行，已經(jīng)還原出來的Si、Mn由于殘留在熔池中的FeO反應(yīng)，重新生成SiO2、MnO并最終以硅酸錳的形式進(jìn)入熔渣，同時使熔池脫氧，但這種低溫反應(yīng)比較緩慢，且熔池中的FeO僅僅是高溫反應(yīng)殘留的一小部分，因此綜合效果是Si、Mn從焊接中向焊縫中過渡。

熔滴過渡過程中，弧柱中Si、Mn還原反應(yīng)最為劇烈，其次是焊絲影響Si、Mn過渡的因素焊劑成份：采用SiO2含量為15-20％的焊劑和不含Si的低碳鋼焊絲焊接時Si不過渡，當(dāng)含量增加到40-50％時，過渡率增加到0.1-0.12％；MnO含量<10％時（SiO2含量為42-48％）Mn會燒損，增加到25-30％，過渡量顯著增加，繼續(xù)增加MnO含量意義不大。注意：MnO含量相同的兩種焊絲，SiO2含量高的焊絲，Mn的過渡量小，下列反應(yīng)易向右進(jìn)行：SiO2+2Mn＝Si+2MnO同時SiO2含量增高，渣的粘度增大，MnO向熔池界面擴散的速度降低，妨礙其還原。焊絲和母材中Si、Mn原始濃度：熔池中Si、Mn原始濃度越低越能促進(jìn)其過渡，反之則阻礙過渡甚至造成燒損。熔滴中的Si、Mn還原反應(yīng)遠(yuǎn)比母材金屬激烈，同等質(zhì)量下比母材金屬過渡的量高。因而焊縫中焊絲金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，過渡的Si、Mn越多。焊劑堿度：堿度的提高促進(jìn)Mn的過渡而抑制Si的過渡。堿度的提高既CaO、MgO等強堿性氧化物增加，替換出MnSiO3（MnO-SiO2）一部分MnO。使自由的MnO增多而自由的SiO2減少。焊接規(guī)范：小電流時，大滴過渡，熔滴存在時間長，加之母材稀釋率低，Si、Mn過渡多；適當(dāng)提高電弧電壓，焊劑熔化的多，Si、Mn過渡多。影響Si、Mn過渡的因素2.C的氧化焊劑不含碳，只能從焊絲和母材中進(jìn)入熔滴和熔池，高溫時C與O的親和力比Mn還大，焊絲中的C在熔滴形成與過渡過程中，也發(fā)生非常劇烈的氧化反應(yīng)，當(dāng)熔滴進(jìn)入熔池之后，還與母材中的C一起繼續(xù)氧化生成CO，適當(dāng)提高液態(tài)金屬中Si的含量能抑制C的氧化，但Mn與O親和力小于C沒有這種作用。適當(dāng)提高C的含量，可以生成大量CO，反應(yīng)劇烈，對熔池的攪拌作用加強，熔池中的氣體容易析出，有利于防止H氣孔。如果焊劑粒度選擇不當(dāng)，可能產(chǎn)生CO氣孔，但SAW氫氣孔是主要問題。

2.C的氧化3.S、P的限制S會引起熱裂紋，P會造成冷脆，焊劑中S、P要限制在0.1％以內(nèi)。3.S、P的限制4.脫H，防止H氣孔H氣孔是SAW焊接一種主要缺陷，防止途徑主要有兩條：杜絕H的來源，焊前注意清理，去除油、水、銹等；化學(xué)反應(yīng)脫H。CaF2和SiO2脫H：CaF2+SiO2

＝2CaSiO3+SiF4CaF2＝CaF+FSiF4電弧高溫分解：SiF4

＝SiF3+3FH+F＝HFH、O反應(yīng)脫H：生成不溶于液態(tài)金屬的OHMnO+H＝Mn+OHMgO+H＝Mg+OHCO2+H＝CO+OHSiO2+H＝SiO+OH4.脫H，防止H氣孔7.6SAW焊接現(xiàn)象7.6SAW焊接現(xiàn)象7.6.1SAW電弧特性及熔滴過渡通過X光透視得到的電弧電壓與電弧弧長的關(guān)系，兩者之間也有良好的線性關(guān)系電弧電壓隨焊接電流的增大而降低，SAW電弧呈現(xiàn)負(fù)阻特性7.6.1SAW電弧特性及熔滴過渡通過X光透視得到的電弧電SAW電弧在氣泡（空洞）中燃燒，電弧電壓越大、焊接速度越慢，所形成的空洞也就越大，變動也越大。SAW電弧在氣泡（空洞）中燃燒，電弧電壓越大、焊接速電弧電壓較低或者焊接速度較慢時，在焊絲的前面有未熔化的焊劑，在焊絲的后部形成空洞。埋弧焊是在相當(dāng)高的電流密度下進(jìn)行焊接，由于電磁拘束效果的作用，焊絲前端的熔化金屬呈細(xì)小顆粒過渡。低速焊接，熔滴多數(shù)是沿著前面的熔渣壁產(chǎn)生過渡。焊接速度增大后，熔滴多從后部過渡。由于電流密度低(與GMAW相比)，熔滴的過渡頻率達(dá)不到噴射過渡程度。電流400A、焊絲接負(fù)時每秒約過渡10次。焊絲接正時熔滴過渡的頻率是焊絲接負(fù)時的數(shù)倍。但即使在焊絲接負(fù)時，也許是熔滴接觸熔渣或電弧氣氛的緣故，熔滴的尺寸較小，熔滴的直徑大體與電極焊絲的直徑相當(dāng)。第七章埋弧焊課件7.6.3SAW焊絲及母材的熔化特性DRη表示焊絲電阻熱對焊絲熔化速度的增加成分，與電弧熱對焊絲的熔化速度DR0相比，DRη數(shù)值是很大的，不能忽略。電流密度δ、焊絲干伸長l增加時，焊絲的熔化速度亦增加，其增加量與(δ×l)1.22成比例。有效利用焊絲干伸長上的電阻熱，能夠提高焊接生產(chǎn)率。干伸長達(dá)到300mm時，焊絲熔化速度約為普通情況（50mm）的2倍。

7.6.3SAW焊絲及母材的熔化特性DRη表示焊絲電干伸長對焊縫形狀的影響干伸長對焊縫形狀的影響

焊絲極性對焊絲熔化速度的影響。焊絲接負(fù)時的熔化速度約為焊絲接正時的1.5倍。焊絲接正時，焊絲的熔化速度受焊劑成分的影響較小。而焊絲接負(fù)時，因焊劑成分的改變，焊絲熔化速度要發(fā)生變化。GMAW也有類似現(xiàn)象。

焊絲極性對焊絲熔化速度的影響。焊絲接負(fù)時的熔化速度約極性對熔深影響極性對熔深影響焊接參數(shù)與焊接熔深的實驗關(guān)系式P為焊接熔深；K為由焊劑確定的常數(shù)；I為焊接電流；v為焊接速度；Ua為電弧電壓。焊接熔深除了與焊接電流、電弧電壓、焊接速度有關(guān)外，還隨焊劑的種類而改變。即使是同一成分的焊劑，當(dāng)粒度改變時熔深亦發(fā)生變化，通常使用粗粒焊劑可以得到更大的熔深。

焊接參數(shù)與焊接熔深的實驗關(guān)系式模式(Ⅰ)是在大電流、低電壓、低焊速下觀察到的焊接現(xiàn)象。焊絲潛入母材中，電弧在對前方母材進(jìn)行熔化的同時，已熔化金屬上也有一部分電弧，焊絲前端被削成筆尖狀。模式(Ⅱ)是對模式(Ⅰ)的電弧增加了焊接速度，電弧只產(chǎn)生在前方母材未熔化固體面上，焊絲前端呈小刀形。SAW四種不同的電弧現(xiàn)象模式(Ⅰ)是在大電流、低電壓、低焊速下觀察到的焊接現(xiàn)象。焊絲模式(Ⅲ)屬于一般電弧狀態(tài)，其電弧電壓較高，焊接速度較低。模式(Ⅳ)是對模式(Ⅱ)的電弧再次提高焊接速度時所產(chǎn)生的現(xiàn)象。模式(Ⅲ)的狀態(tài)可以得到最為穩(wěn)定的焊縫。在多電極埋弧焊中，即使第1電極處于(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅳ)任一狀態(tài)下，通過后續(xù)電弧對焊縫進(jìn)行整形，亦可以得到良好的焊接結(jié)果。

模式(Ⅲ)屬于一般電弧狀態(tài)，其電弧電壓較高，焊接速度較低。對V型坡口進(jìn)行焊接時，如果坡口截面積一定，即使改變坡口角度，熔深(熔化形態(tài))也不發(fā)生改變。這是由于埋弧焊這樣的大電流焊接，坡口部分因瞬時(動態(tài))熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生大量的熔化，如果焊接條件一定，不論坡口形狀如何，母材都會有一定的熔化量。對V型坡口進(jìn)行焊接時，如果坡口截面積一定，即使改變坡口7.7SAW實際I對焊絲熔化速度及熔深有很大影響。隨焊接電流的增大，熔深及余高隨之增加。平板焊接中即使在同一焊接條件下，如果余高過大，將會產(chǎn)生焊瘤。電流再增大，將形成梨形焊縫，焊縫內(nèi)部將產(chǎn)生高溫裂紋。為得到合適的熔化深度及良好的斷面形狀，必須根據(jù)坡口條件進(jìn)行焊接電流的選擇。

焊接電流的影響(a)800A(b)1200A(c)1600A40V30cm/min7.7SAW實際I對焊絲熔化速度及熔深有很大影響。隨第七章埋弧焊課件電弧電壓的影響(a)30V(b)40V(c)50V電弧電壓對焊縫形狀的作用(平板焊接,焊絲直徑4.8mm,熔煉型焊劑,1200A,30cm/min)

電弧電壓低，電弧潛入母材表面下方，熱源處于母材中，形成深而窄的焊縫。如果電弧電壓再降低，將形成梨形焊縫，并會產(chǎn)生裂紋。電弧電壓提高，焊縫變平，同時焊劑的熔化量增加。電弧電壓的影響(a)30V第七章埋弧焊課件焊接速度的影響(a)30cm/min(b)60cm/min(c)90cm/min焊接速度對焊縫形狀的作用(平板焊接,焊絲直徑4.8mm,熔煉型焊劑,1200A,40V)增大焊接速度，焊縫寬度、熔深同時減小。與寬度相比，余高增加。如果繼續(xù)增加焊速，將會形成咬邊等缺陷。焊接速度很小容易產(chǎn)生熔化金屬向前流動現(xiàn)象。由于電弧在熔化金屬上燃燒，不能對坡口底部直接加熱熔化，使得熔深減小。極端場合會產(chǎn)生熔透不足以及熔渣卷到坡口底部。焊接速度過大容易產(chǎn)生咬邊、氣孔，得不到良好的焊縫。焊接速度的影響(a)30cm/min焊絲直徑的影響(a)絲徑3.2mm(b)絲徑4.8mm(c)絲徑6.4mm7.37焊絲直徑對焊縫形狀的作用(平板焊接,800A,35V,30cm/min)在相同的電流、電壓條件下，改變焊絲直徑也會使熔深、焊縫寬度產(chǎn)生變化。焊絲越細(xì)，熔深越大、焊縫寬度越窄。這是由于細(xì)徑的場合，電流密度大，電磁拘束效果使電弧更為集中、電弧力更強。焊絲越細(xì)，焊絲的熔化速度也越大，在效率上是有利的。但采用細(xì)絲大電流焊接，容易形成梨形焊縫，熔池不穩(wěn)定，焊接結(jié)果不好。因此必須依據(jù)所用電流值選擇合適直徑的焊絲。焊絲直徑的影響(a)絲徑3.2mm(b)絲第七章埋弧焊課件單面焊雙面成型同質(zhì)襯墊：母材與襯墊間的間隙亦是缺口的一種，不適合在動載荷下使用(疲勞載荷、沖擊載荷)銅襯墊：能夠進(jìn)行大電流焊接，背面焊縫均勻。銅襯墊與母材的緊密接觸比較困難，容易產(chǎn)生毛刺、飛邊，同時適應(yīng)的焊接條件范圍也較小，主要用在薄板的單面焊接中。單面焊雙面成型同質(zhì)襯墊：母材與襯墊間的間隙亦是缺口的一種，不用焊劑襯墊實現(xiàn)單面焊雙面成型用焊劑襯墊實現(xiàn)單面焊焊劑襯墊對母材背面的附著性好，能夠防止硬性襯墊與母材的密封不良所引起的缺陷。如果只是采用耐火性的焊劑做襯墊，根據(jù)其散布狀態(tài)，對母材的反壓力會產(chǎn)生變動，可能形成不均勻的背面焊縫，因此只適合于封底焊應(yīng)用。目前制造了襯墊專用焊劑，該種焊劑在電弧熱及母材熱量下以固態(tài)化形式附著在母材背面，在電弧正下方總是處于固體形態(tài)，其對熔池的壓力是穩(wěn)定的，所以能夠得到均勻的背面焊縫。其中有一部分焊劑熔化成為熔渣，而背面焊縫中不會產(chǎn)生缺陷。銅板和焊劑襯墊并用方式，銅板能夠抑制過大的熔透，可以進(jìn)行大電流高效率焊接，而對坡口精度可以降低要求。散布在銅板上的焊劑熔化后成為熔渣，能夠幫助形成無缺陷的背面焊縫。新型襯墊：陶瓷襯墊，使用方便焊劑襯墊對母材背面的附著性好，能夠防止硬性襯墊與母材的密封不焊接缺陷及其對策燒穿熔透不良高溫裂紋低溫裂紋HAZ軟化、脆化、耐蝕性降低氣孔

熔渣卷入

咬邊焊瘤

焊接缺陷及其對策RootdefectExamplesofincorrectweldjointsWeldingwithtoohighcurrentand/ortooslowspeed,resultsinanincorrectcross-section.Thereisabigriskforcracking.ToohighvoltagecancauseanincompletepenetrationRootdefectExamplesofincorre焊縫必須是直的焊縫必須干凈，事先用砂輪打磨焊絲的位置非常重要焊劑應(yīng)該覆蓋整個電弧焊劑應(yīng)該干燥焊接過程中需要注意的問題焊縫必須是直的焊接過程中需要注意的問題Thereareseveralwaystoincreaseproductivityfurther,relativetosinglewireonly:Twin-arc:Weldingwithtwowiresandonepowersource.Tandem:Weldingwithtwowiresandtwopowersources.Grain:Weldingwiththeadditionofmetalpowder.Coldwire:Weldingwiththeadditionofcoldwire.生產(chǎn)率的比較Thereareseveralwaystoincr

DCpowersource+

-Twin-arcwelding+-Twin-arcweldingA6SW/TwinArcKitA6TwinarcA6SW/TwinArcKitA6Twinarc

ACpowersource

DCpowersource+-

Directionofwelding~30mmTandemarcWeldingACpower+-Singlepool-HighestdepositionrateTwinpool-TravelspeedlimitedbyundercutVeryresistanttoporosityandcracks

TandemarcWeldingSinglepool-HighestdepositiA6TandemSubarcA6TandemSubarc提高焊接速度和熔敷率降低降低母材金屬的稀釋率，獲得較高的沖擊強度IronPowderfeedunit提高焊接速度和熔敷率IronPowderfeeduniIronPowderFeedUnitIronPowderFeedUnitSAW的熔敷率對于不同直徑的焊絲，推薦的電流和熔敷率SAW的熔敷率對于不同直徑的焊絲，推薦的電流和熔敷率kg/mWeldingspeedinm/h

0,40,300,10,2408060100160140120焊劑的消耗kg/mWeldingspeedinm/h0HigheramperagegivesdeeperpenetrationHighervoltagegiveswiderpenetration.Thearclengthgetsextended.焊接電流和電弧電壓的影響HigheramperagegivesdeeperpLongerstick-outgiveshigherdepositionrate,butalsomoreshallowpenetration.Above:Penetrationatdifferentstick-outRight:Depositionrateatdifferentstick-outs.A:25mmB:57mmC:83mm干伸長的影響Longerstick-outgiveshigherDeepestpenetrationwithpositiveelectrode.Normally,theweldingmachineisequippedwithDCpositiveelectrode.Atconstantamperage,thepenetrationgetsdeeperwithsmallerwirediameter,duetothehighercurrentdensity.極性和焊絲直徑DeepestpenetrationwithpositBackhandVerticalForehandThewireangleinfluencesbothpenetration,theweldconvexity,andthetendencytoundercutting.Backhandgiveshighpenetration,narrowandhighweldconvexity,andrelativelyhighriskforundercutting.Verticalweldinggivesnormalvalues.Forehandgiveslowpenetration,wideandlowweldconvexity,andrelativelyslightriskforundercutting.InfluenceofwireangleBackhandVerticalForehRootdefectExamplesofincorrectweldjointsWeldingwithtoohighcurrentand/ortooslowspeed,resultsinanincorrectcross-section.Thereisabigriskforcracking.ToohighvoltagecancauseanincompletepenetrationRootdefectExamplesofincorre鍋爐壓力容器壓力管道

焊工考試規(guī)則鍋爐壓力容器壓力管道

焊工考試規(guī)則第一十三條：焊接操作技能考試應(yīng)從焊接方法、試件材料、焊接材料及試件形式等方面進(jìn)行考核。焊接方法及代號見表1，焊條類別代號及適用范圍見表2，試件鋼號分類及代號見表3，各種試件形式、位置及代號見表4，焊接要素及代號見表5。第一十三條：焊接操作技能考試應(yīng)從焊接方法、試件材料、焊接材料表1焊接方法及代號

焊接方法代號焊條電弧焊SMAW鎢極氣體保護(hù)焊GTAW熔化極氣體保護(hù)焊GMAW（含藥芯焊絲電弧焊FCAW）埋弧焊SAW表1焊接方法及代號焊接方法代號焊條電弧焊SMAW（一）、“2002年考規(guī)”對八種焊接方法的焊工考試作出規(guī)定，除此以外的焊接方法都按四十三條規(guī)定進(jìn)行考試。藥芯焊絲電弧焊考試規(guī)定與熔化極氣體保護(hù)焊相同，常用半自動與自動焊方式(實質(zhì)上是手工焊與機械焊）。堆焊不能稱為焊接方法，只是焊接方法的運用，各種焊接方法焊接操作技能考試規(guī)定也適用于堆焊的運用。對于焊接方法按“2002年考規(guī)”分為手工焊接和機械化焊接兩種方法；（一）、“2002年考規(guī)”對八種焊接方法的焊工考試作出規(guī)定，

對焊工操作技能“2002年考規(guī)”分為手工和焊機操作技能兩種。對試件對接形式分為板材對接焊縫、管材對接焊縫和管板角接頭試件三種。

焊接不銹鋼復(fù)合鋼之間焊縫及過渡焊縫的焊工，應(yīng)取得耐蝕堆焊資格

對焊工操作技能“2002年考規(guī)”分為手工和焊機操作技能表2焊條類別、代號及范圍焊條類別焊條類別代號相應(yīng)型號牌號適用焊件的焊條范圍鈦鈣型F1EXX03J422/J502F1纖維素型鈦型F2EXX10J505GXF1、F2鈦型、鈦鈣型F3EXXX(X)-16/-17G202F1、F3低氫型、堿性F3JEXX15/-16J427/J507R507/R307F1、F3、F3J鈦型、鈦鈣F4EXXX(X)-16/-17A132/A302F4堿性F4JEXXX(X)-16/-17A137/A307F4、F4J表2焊條類別、代號及范圍焊條類別焊條類別代號相應(yīng)型號牌號適.二、鍋爐、壓力容器和壓力管道使用國產(chǎn)焊條所執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)有三個：GB/T983－1995，GB/T5117－1995，GB/T5118－1995，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一個：JB/T4747－2002。表2焊條代號、類別及適用范圍①F1

鈦鈣型EXX03

F1（J422、J502)

GB/T5117這類焊條為鈦鈣型，藥皮中含30%以上的氧化鈦和20%以下的鈣或鎂的碳酸鹽.二、鍋爐、壓力容器和壓力管道使用國產(chǎn)焊條所執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)有礦，熔渣流動性良好，脫渣容易，電弧穩(wěn)定熔池適中，飛濺少，焊波整齊。這類焊條適用于全位置焊接，焊接電流為交流或直流正、反接，主要焊接較重要的碳鋼結(jié)構(gòu)。②F2纖維素型EXX10，EXX11，（GB/T5117）

EXX10－X，EXX11－X，（GB/T5118）

EXX10、EXX10－X型焊條為高纖維素鈉型藥皮中纖維素含量較高，電弧穩(wěn)定，焊接時有機物在電弧區(qū)分解產(chǎn)生大量的氣體，保護(hù)熔敷金屬，電弧吹力大，熔深較深。

礦，熔渣流動性良好，脫渣容易，電弧穩(wěn)定熔池適中，飛濺少，焊波熔化速度快，熔渣少，脫渣容易，熔渣覆蓋較差，通常限制采用大電流焊接。這類焊條適用于全位置焊接，特別適用于立焊、仰焊的多道焊和有較高射線檢測要求的焊縫，也可用于向下立焊，焊接電流為直流反接。如J505GX（GB/T5118）

適用焊件的焊條范圍：F1、F2

熔化速度快，熔渣少，脫渣容易，熔渣覆蓋較差，通常限制采用大電③F3

鈦型、鈦鈣型型號：（GB/T983)

EXXX（X）－16型焊條（G202),藥皮可以是堿性的，也可以是鈦型或鈦鈣型。適用于交流或直流焊接，為了在交流施焊時獲得良好的電弧穩(wěn)定性，這類焊條藥皮中一般都含有易電離元素如鉀，直徑不大于4.0mm的焊條可用于全位置焊接。適用焊件的焊條范圍：F1、F3。

第七章埋弧焊課件

④F3J低氫型、堿性

GB/T5117J426、J506、J507GB/T5118

J427、J507、J507RHGB/T983

G207

EXX15、EXX15－X型焊條，這類焊條為低氫鈉型。藥皮主要組成物是碳酸鹽礦和螢石，堿度較高，熔渣流動性好，焊接工藝性能一般，焊波較粗，角焊縫略凸，熔深適中，脫渣性能好，焊接時要求焊條干燥，并采用短弧焊。這類焊條可全位置焊接，焊接電流為直流反接。這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能。EXX15、EXX15－X型焊條，這類焊條為低氫鈉型。

EXX16、EXX18－X型焊條，這類焊條為低氫鉀型藥皮。在與EXX15、

EXX15－X型焊條藥皮基本相似的基礎(chǔ)上添加了穩(wěn)弧劑，如鉀水玻璃等，電弧穩(wěn)定，工藝性能、焊接位置與EXX15型焊條相似，焊接電流為交流或直流反接。這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能。適用焊件的焊條范圍：

F1、F3、F3J

EXX16、EXX18－X型焊條，這類焊條⑤F4鈦型、鈦鈣型GB/T983

EXXX（X）－15

EXXX（X）－17（A132、A302）GB/T983⑥F4J

GB/T983

EXXX（X）－15

EXXX（X）－17（A137）（A307）⑤F4鈦型、鈦鈣型GB/T983上述三個焊條國家標(biāo)準(zhǔn)都是等效采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)，所謂等效采用則是將國外標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容全部照搬，只是計量單位從英制改為中國習(xí)慣采用的公制。當(dāng)焊工考試時若采用了美國焊條，便可直接按（2002考規(guī)）表2的規(guī)定將美國焊條劃入相應(yīng)的類別中。GB/T983－1995等效ANSI/AWS

A5.4－1992

《不銹鋼手工電弧焊焊條》GB/T5117－1995等效ANSI/AWS

A5.1－1991

上述三個焊條國家標(biāo)準(zhǔn)都是等效采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)，所謂等效采用

《碳鋼藥皮電焊條規(guī)程》

GB/T5118－1995等效ANSI/AWS

A5.5－1981

《低合金鋼藥皮電焊條規(guī)程》三、試件母材鋼號及代號見表3焊工焊接操作技能考試是要求焊工按照評定合格的焊接工藝施焊出沒有超標(biāo)缺陷的焊縫。從焊接缺陷角度出發(fā)，焊工焊接操作技能與母材鋼號沒有關(guān)系，對于焊條電弧焊，焊工焊接操作技能與藥皮類別密切相關(guān)。但因鋼材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊時所采取的焊接工藝措施

《碳鋼藥皮電焊條規(guī)程》不一樣，從焊接工藝復(fù)雜程度出發(fā)而將試件母材鋼號進(jìn)行分類，并制定出替代規(guī)則，手工焊焊工焊接操作技能也相應(yīng)分成四個等級。不一樣，從焊接工藝復(fù)雜程度出發(fā)而將試件母材鋼號進(jìn)行分類，并制表3試件鋼號分類及代號表

類別代號典型鋼號示例碳素鋼ⅠQ195、Q215、Q235、10、20、20R、20G、20gHP245、HP265、L175、L210、S205低合金鋼ⅡHP295、HP325、L245、L290、馬氏體鋼鐵素體不銹鋼Ⅲ奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼Ⅳ表3試件鋼號分類及代號表類別代號典型鋼號示例碳

表3中鋼號都是鍋爐、壓力容器、壓力管道和氣瓶現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號。

GB6653－1994《焊接氣瓶用鋼板》中所列氣瓶用鋼的牌號都用“HP”打頭，例如HP245、HP365?！?45”表示鋼材屈服點σs下限值。氣瓶用鋼的化學(xué)成分

都有控制范圍。

SY5297－1991《石油天然氣輸送管道用直縫電阻焊鋼管》中所列的鋼種等級都用“S”打頭，例如S240、S480?！?40’表示該等級鋼種的σt0.5下限值，（規(guī)定總伸長應(yīng)力即試樣標(biāo)距長度上產(chǎn)生0.5%的總伸長所需的拉應(yīng)力）對于每個等級鋼種化學(xué)成分都有控制范圍。

“

GB/T9711－1999《石油天然氣輸送鋼管交貨技術(shù)條件》中所列的鋼種等級都用“L”打頭，例如L175、L155。155”表示該等級鋼種的Rt0.5下限值，對于每個等級鋼種化學(xué)成分都有控制范圍。碳素鋼（Ⅰ類）：焊接性能良好，大多數(shù)情況下焊前不要求預(yù)熱，焊后不要求后熱，部分鋼號因為沒有沖擊要求，因而也不需要控制線能量。低合金鋼（Ⅱ類）：這類鋼號焊前要求預(yù)熱，焊后要求后熱，而且有沖擊“GB/T9711－1999《石油天然氣輸送鋼管交貨技術(shù)試驗要求，因而要求控制線能量上限。馬氏體鋼、鐵素體不銹鋼（Ⅲ類）：這類鋼焊接裂紋傾向較大，焊前不要求預(yù)熱，焊后要進(jìn)行熱處理，焊接工藝要求嚴(yán)格，要求控制焊接線能量范圍。

1Co5Mo與1Co9Mo1是代表這一類別鋼號，1Co5Mo鋼供貨狀態(tài)的金相組織與熱處理狀態(tài)有關(guān)。即便退火供貨時為珠光體，在焊后其焊縫與熱影響區(qū)將出現(xiàn)馬氏體組織，所以將它列入Ⅲ類。試驗要求，因而要求控制線能量上限。奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼（Ⅳ類）：這類鋼材用相應(yīng)的焊條施焊時熔池不易攤開，熔滴過渡不暢特點與碳鋼、低合金鋼很不同，故另列一類。表3內(nèi)所列鋼號只是典型鋼號示例，包含了鍋爐、壓力容器、壓力管道標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號。對于沒有列入表3的鋼號（例如新鋼號、國外鋼號）可根據(jù)第四十四條規(guī)定由焊工考委會將其列入相應(yīng)類別中。對焊機操作工來講，焊接操作技能考試是考核焊工掌握焊機能力，焊接過程“自動”奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼（Ⅳ類）：完成與鋼號無關(guān)，焊機操作工用某一鋼號經(jīng)焊接操作技能考試合格后，則焊接所有鋼號都可免除考試。

表4試件形式、位置及代號見圖：

完成與鋼號無關(guān)，焊機操作工用某一鋼號經(jīng)焊接操作技能考試合格后表4試件形式、位置及代號試件形式試件位置代號板材對接焊縫平焊1G橫焊2G立焊3G仰焊4G表4試件形式、位置及代號試件形式試件位置代號板材對接焊縫平管材對接焊縫試件水平轉(zhuǎn)動1G垂直固定2G

向上焊水平固定向下焊5G5GX

向上焊45°固定向下焊6G6GX管材水平轉(zhuǎn)動1G垂直固定2G5G5GX6G6GX管板角接頭試件水平轉(zhuǎn)動2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊4FG水平固定5FG45°固定6FG管板角接頭試件水平轉(zhuǎn)動2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊第十四條焊接操作技能考試合格的焊工，當(dāng)試件鋼號或焊材變化時，屬下列情況之一的不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試：（一）手工焊焊工采用某類別鋼號經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接該類別其它鋼號時；（二）手工焊焊工采用任一鋼號，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接該第十四條焊接操作技能考試合格的焊工，當(dāng)試件鋼號或焊材變化時，類別鋼號與類別代號較低鋼號所組成的異種鋼號焊接接頭時；（三）除Ⅳ類外，手工焊焊工采用某類別任一鋼號，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接較低類別鋼號時；（四）焊機操作工采用某類別任一鋼號，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接其它類別鋼號時；（五）變更焊絲鋼號（或型號）、類別鋼號與類別代號較低鋼號所組成的異種鋼號焊接接頭時；藥芯焊絲類型、焊劑型號、保護(hù)氣體種類和鎢極種類時；第十五條經(jīng)焊接操作技能考試合格的焊工，屬下列情況之一的，需重新進(jìn)行焊接操作技能考試：㈠、改變焊接方法；㈡、在同一焊接方法中，手工焊考試合格，從事焊機操作工時；㈢、在同一種焊接方法中，焊機操作藥芯焊絲類型、焊劑型號、保護(hù)氣體種類和鎢極種類時；考試合格，從事手工焊工作時；㈣、表五中焊接要素（代號）01、02、03、04、06和08之一改變時；㈤、焊件焊接位置超出表11規(guī)定的適用范圍時?？荚嚭细?，從事手工焊工作時；表5焊接要素及代號

焊接要素要素代號手工焊鎢極氣體保護(hù)焊填充金屬焊絲無01實芯02藥芯03機械化焊鎢極氣體保護(hù)焊自動穩(wěn)壓系統(tǒng)有04無05自動跟蹤系統(tǒng)有06無07每面坡口內(nèi)焊道單道08多道09表5焊接要素及代號焊接要素要素代號手工焊鎢極氣體保護(hù)焊

焊接要素實際上是影響焊工焊接操作技能的工藝因素和條件，增加表5焊接要素及代號是“2002年考規(guī)”特點，從表5可見，分兩種情況：一是手工焊，只對鎢極氣體保護(hù)焊填充金屬規(guī)定了三種情況（無焊絲、實芯、藥芯焊絲）；二是機械化焊對鎢極氣體保護(hù)焊的自動穩(wěn)壓系統(tǒng)和其他焊接方法的自動跟蹤系統(tǒng)及單道焊、多道焊重新考試規(guī)定?！阿璞?中焊接要素（代號）01、02、03、04、06和08之一改變時”這一句話中說明

表5中共有9個焊接要素，只有上述6個焊接要素改變時，需要重新進(jìn)行焊接操作技能考試，要素改變的含義是：

01改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊增加或取消填充金屬焊絲。

02改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊從實芯填充金屬焊絲變?yōu)樗幮咎畛浣饘俸附z，或取消填充金屬焊絲。

03改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊從藥芯填充金屬焊絲變?yōu)閷嵭咎畛浣饘俸附z，或取消填充金屬焊絲。

04改變含義：自動鎢極氣體保護(hù)焊取消自動穩(wěn)壓系統(tǒng)；

06改變含義：所有機械化焊接方法取消自動跟蹤系統(tǒng)。

08改變含義：所有機械化焊接方法在每面坡口內(nèi)從單道焊變?yōu)槎嗟篮?。焊縫金屬中的焊層與焊道是兩個概念，其定義可看GB/T3375－1994《焊接術(shù)語》，在圖A所示焊縫中有四個焊層6條焊道，在圖B所示焊縫中有兩個焊層2個焊道。

圖B

表5中“08”和“09”是指“每面坡口內(nèi)焊道”。如圖C所示雙面坡口的焊縫內(nèi)，正面為單道，而背面為多道。

圖A圖C圖B圖A圖C第十六條焊接操作技能考試可以由一名焊工在同一試件上采用一種焊接方法進(jìn)行，也可以由一名焊工在同一試件上采用不同焊接方法進(jìn)行組合考試；或由兩名（或以上）焊工在同一試件上采用相同或不同焊接方法進(jìn)行組合考試。由三名（含三名）以上焊工的組合考試試件，厚度不得小于20mm。第十六條例一、如16MnR，板厚12mm，平焊對接、一焊工用實芯焊絲，鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm，焊條電弧焊用低氫型焊條蓋面10mm?？荚嚭细窈?，他即具有兩個項目：

GTAW－Ⅱ－1G-2-02

SMAW－Ⅱ－1G（K）－10－F3J

第七章埋弧焊課件例二、一管板角接頭試件，管外徑為φ57，材質(zhì)為20號鋼，壁厚4mm；板厚12mm，材質(zhì)為16MnR，垂直固定，一焊工用實芯焊絲鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm，再用低氫型焊條電弧焊焊完，考試合格后，他即具有兩個項目：

GTAW－Ⅰ/Ⅱ－2FG－2/57－02

SMAW－Ⅰ/Ⅱ－2FG（K）－10/57－F3J例二、一管板角接頭試件，管外徑為φ57，材質(zhì)為20號鋼，壁手工焊焊工進(jìn)行焊接操作技能考試合格時，焊條熔敷金屬成分和組織應(yīng)與試件母材類同，不得用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類鋼號。當(dāng)使用GB/T983中的焊條進(jìn)行耐蝕堆焊時，手工焊焊工采用某類別任一鋼號作基層經(jīng)操作技能考試合格后，在較低類別鋼號上堆焊時不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試。手工焊焊工采用Ⅳ類中任一鋼號經(jīng)焊接操作技能考試合格后，當(dāng)使用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類鋼焊件時不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試。手工焊焊工進(jìn)行焊接操作技能考試合格時，焊條熔敷金屬成分和組織第十七條考試試件試件形式各種試件形式如圖所示，包括：對接焊縫試件、管板角接頭試件、堆焊試件。管板角接頭形式見圖4。對接焊縫試件、管板角接頭試件分帶襯墊和不帶襯墊兩種。雙面焊、部分焊透的對接焊縫和部分焊透的管板角接頭均視為帶襯墊。第十七條考試試件第七章埋弧焊課件

焊接操作技能考試試件分為：對接焊縫試件（下分板材對接焊縫試件和管材對接焊縫試件），管板角接頭試件，和堆焊試件。對接焊縫是鍋爐、壓力容器、壓力管道中最大量使用的焊縫形式，可將角焊縫看作坡口角度為90°的對接焊縫，從焊工熔敷焊縫金屬過程而言，角焊縫與對接焊縫是極其相似的，焊工采用對接焊縫試件經(jīng)焊接操作技能考試合格后在一定條件下適用于焊接焊接操作技能考試試件分為：對接焊縫試件（下分板材對接焊縫試角焊縫，“2002考規(guī)”中不再設(shè)角焊縫試件。角焊縫，“2002考規(guī)”中不再設(shè)角焊縫試件。第十八條㈠手工焊焊工采用對接焊縫試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于焊件金屬厚度范圍見表7。t為每名焊工、每種焊接方法在試件上的對接焊縫金屬厚度（余高不計），當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時，t與試件母材T相等。第十八條表7手工焊對接焊縫適用于對接焊縫焊件焊縫金屬厚度范圍mm

焊縫形式試件母材厚度T適用于焊件焊縫金屬厚度最小值最大值對接焊縫＜12不限

2t≥12不限不限（注）表7手工焊對接焊縫適用于對接焊縫焊件

注：t不得小于12mm，且焊縫不得少于3層

例①SMAW－Ⅱ－1G－8－F3J焊條電弧焊，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平位置，焊縫金屬厚度16mm,低氫型焊條施焊。（如果為T＞16則－－）②GTAW－Ⅱ－1G－3－02手工鎢極氣體保護(hù)焊，實芯焊絲，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平位置，焊縫金屬厚度≤6mm。（如果為T＞6則－－）

注：t不得小于12mm，且焊縫不得少于3層㈡、手工焊焊工采用管材對接焊縫試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管材對接焊縫焊件外徑范圍見表8

；適用于焊縫金屬厚度范圍見表7。

㈡、手工焊焊工采用管材對接焊縫試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后表8手工焊管材對接焊縫試件適用于對接焊縫焊件外徑范圍mm

管材試件外徑D適用于管材焊件外徑范圍最小值最大值＜25D不限25≤D＜7625不限≥7676不限≥300（注）76不限表8手工焊管材對接焊縫試件適用于對接焊縫焊件外徑范圍mm

管注：管材向下焊試件例：①SMAW－Ⅱ－1G－2/25－F3J焊條電弧焊，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平轉(zhuǎn)動，焊縫金屬厚度4mm,管外徑≥φ25mmn。（對φ24×4.5的管？）②GTAW－Ⅱ－1G－2/25－02手工鎢極氣體保護(hù)焊，實芯焊絲，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平轉(zhuǎn)動，焊縫金屬厚度4mm,管外徑≥φ25mmn。注：管材向下焊試件㈢、手工焊焊工采用管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管板角接頭焊件范圍見表9，當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時，t與試件板材厚度S0相等。㈢、手工焊焊工采用管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后表9手工焊管板角接頭試件適用于管板角接頭焊件范圍mm管板角接頭試件管外徑D適用焊件范圍管外徑管壁厚度焊件焊縫金屬厚度最小值最大值最小值最大值＜25D不限不限不限當(dāng)S0＜12時2t當(dāng)S0≥12時（注）不限

25≤D＜7625不限不限≥7676不限不限表9手工焊管板角接頭試件適用于管板角接頭焊件范圍mm管板角接注：當(dāng)S0≥12時，t應(yīng)不小于12mm，且焊縫不得少于3層例①SMAW－Ⅰ/Ⅱ-2FG－8/57－F3J焊條電弧焊，Ⅰ類和Ⅱ類材料相焊，管φ57×4，管板角焊縫，焊縫金屬厚度t≤16mm，焊條為低氫型。如果Ⅱ－Ⅱ，或板厚18mm以上？例②GTAW－Ⅰ/Ⅱ-2FG-3/57-02

手工鎢極氣體保護(hù)焊，實芯焊絲，Ⅰ類和Ⅱ類材料相焊，管板角焊縫，焊縫金屬厚度≤6mm。（如果Ⅱ－Ⅱ？）注：當(dāng)S0≥12時，t應(yīng)不小于12mm，且焊縫不得少于3層㈣、焊機操作工采用對接焊縫試件或管板角接頭試件考試時，母材厚度T或S0自定，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于焊件焊縫金屬厚度不限。例⑴SAW－1G（K）－07/08例⑵SAW－1G（K）－07/09例⑶GTAW－5FG（K）－04/06/09例⑷GTAW－5FG（K）－