技能培訓資料：埋弧焊的焊接工藝詳解

1.坡口的加工目前在工業(yè)生產(chǎn)上使用的埋弧焊自動焊機大都是機械化焊接設備，對坡口角度、鈍邊或間隙的誤差不能隨時調整焊接速度或其他規(guī)范參數(shù)以彌補坡口尺寸的偏差。因此，在焊縫坡口的制備過程中應采取措施保證坡口加工尺寸符合標準的規(guī)定，特別是鈍邊和間隙尺寸必須嚴加控制。對于重要的焊接結構（如鍋爐、壓力容器等），焊縫坡口最好用機械加工方法制備，對于無法用機械加工設備加工坡口的焊件，也應采用自動切割機或靠模切割機加工坡口。采用手工火焰切割不能保證標準要求的坡口尺寸誤差，除非切割后再進行修磨整形。所以，為了確保埋弧焊焊縫質量符合要求，就要保證坡口加工的精度和加工的質量。2.待焊部位的表面清理焊接坡口的表面狀態(tài)對焊縫質量也很重要，不容忽視。坡口表面如殘留鐵銹、水分、油污、氧化皮等，就可能在焊縫中引起氣孔。因此，焊前必須將這些污物清除干凈。在焊前應將坡口及坡口兩側各20mm區(qū)域內及待焊部位的表面鐵銹、水分、油污、氧化皮等清除干凈。氧化皮及鐵銹可用砂輪機、風動砂輪、鋼絲刷、噴丸處理等清除，油污和水分可用火焰加熱烘干。在低合金鋼和不銹鋼的焊接中，焊接坡口的清理更為重要，坡口表面的銹蝕和水分油污不但會引起氣孔，而且可能促使氫致裂紋、焊縫增碳，甚至降低不銹鋼焊接接頭的耐蝕性和低合金鋼接頭的力學性能，故應特別注意。3.焊件的裝配埋弧焊接頭的組裝狀況對焊接質量有很大影響。焊接接頭的間隙和錯邊在很大程度上影響著焊縫的熔透和外表成形，焊前應仔細檢查。焊接接頭要求裝配間隙均勻，高低平整、錯變量小，接頭的組裝誤差主要決定與劃線、下料、成形和坡口加工的精度。因此，接頭的裝配質量是通過嚴格控制前道工序的加工偏差來保證的。特別是單面焊雙面成形焊時，因接頭的裝配間隙是決定熔透深度的重要因素，裝配間隙應嚴格控制，同一條焊縫上裝配間隙的誤差不應超過1mm。否則就很難保證單面焊雙面成形的均勻熔透。焊接接頭的錯邊也應控制在允許范圍之內，錯邊超差，不僅影響焊縫外形，而且還會引起咬邊、夾渣等缺陷。接頭的錯變量應控制在不超過接頭板厚的10%，且不超過3mm。對直縫焊件的裝配，在焊縫兩端應加裝引弧板和收弧板，待焊后再割掉，其目的是使焊接接頭的始端和末端獲得正常尺寸的焊縫截面，而且還可除去引弧和收弧容易出現(xiàn)的缺陷。定位焊用的焊條，原則上應與焊縫等強度。定位焊縫應平整，不許有氣孔、夾渣等缺陷，長度一般應大于30mm。4.焊接材料的清理埋弧焊用的焊絲和焊劑，參加焊接冶金反應對焊縫金屬的成分、組織和性能影響較大。因此焊前必須清理好焊絲表面和烘干焊劑。焊絲在拉制成形后，應妥善保存，防銹、防蝕，必要時鍍上防銹層（如鍍銅），使用前、要求焊絲的表面清潔狀況良好，不應有氧化皮、鐵銹、油污等。焊絲表面的清理，可在焊絲除銹機上進行，在除銹的同時，還可矯直焊絲并裝盤。為了保證焊接質量，焊劑在保存時，應注意防潮，使用前必須按規(guī)定的溫度烘干并保溫，剩余的焊劑應回收，下次使用前重新烘干。焊前的準備工作是保證焊接質量的前提，所以一定要把焊接前的準備工作做好，這樣才能做出完美的焊接工藝。5焊接工藝工藝參數(shù)的選擇與焊條電弧焊相比，埋弧焊需要控制的工藝參數(shù)較多，對焊接質量和焊縫成形影響較大的工藝參數(shù)有：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑和伸出長度、焊絲傾角、裝配間隙與坡口的大小等，此外焊劑層厚度及粒度對焊縫質量也有影響。下面分別講述它們對焊縫質量和成型的影響。5.1.焊接電流隨著焊接電流的增加，熔深和焊縫余高都有顯著增加，而焊縫的寬度變化不大。這是由于焊接電流增加時，電弧產(chǎn)生的熱量也增加，傳給焊件的熱量也增加，電弧對熔池的作用力也相應在增強，所以熔深相應隨之增加。同時，隨著焊接電流的增加，焊絲的熔化量也相應增加，這就使焊縫的余高增加。反之，則熔深和余高都減小。但是，當焊接電流太大時，由于熔深較深，而焊縫寬度變化不大，會使熱影響區(qū)過大并產(chǎn)生焊瘤及焊件被燒穿等缺陷。也會使熔池中的氣體和夾雜物上浮及逸出困難，焊縫易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋等缺陷。電流過小時，則熔深不足，易產(chǎn)生熔合不好、未焊透和夾渣等缺陷。因此為了提高焊接質量，在增加焊接電流的同時，必須相應地提高電弧電壓，以保證相應的焊縫寬度。5.2.電弧電壓當其他參數(shù)不變時，隨著電弧電壓的增加，焊接寬度明顯增加，而熔深和焊縫余高則有所下降。這是由于電弧電壓與電弧長度成正比，電弧電壓的增加，也就是電弧長度的增加，這樣焊件被電弧加熱的面積也增加，結果使焊縫的寬度增加。同時電弧長度的增加，會使較多的熱量用來熔化焊劑，而焊絲的熔化量沒有增加，并且熔化的焊絲要分配在較大的面積上，所以焊縫的余高會降低。另外，由于弧長的增加，電弧擺動作用會加劇，電弧對熔池的作用力相對減弱，從而使焊縫熔深變小。埋弧焊時，電弧電壓是依據(jù)焊接電流調整的，即一定焊接電流要保持一定的弧長才可能保證焊接電弧的穩(wěn)定燃燒，所以電弧電壓的變化范圍是有限的。但是電弧電壓太大時，不僅使熔深變小，產(chǎn)生未焊透，而且會導致焊縫成形差、脫渣困難，甚至產(chǎn)生咬邊等缺陷。所以在增加電弧電壓的同時，還應適當增加焊接電流。5.3.焊接速度當其他焊接參數(shù)不變而焊接速度增加時，焊接熱輸入量相應減小，從而使焊縫的熔深也減小。同時，焊縫單位長度內所得到的焊絲熔化量減少，所以焊縫的寬度及余高也相應地減小，焊接速度太大時，熔化金屬量不足，容易產(chǎn)生咬邊、未焊透等缺陷。為保證焊接質量必須保證一定的焊接熱輸入量，即為了提高生產(chǎn)率而提高焊接速度的同時，也相應提高焊接電流和電弧電壓，才能保證焊縫質量。5.4.焊絲直徑與伸出長度5.4.1焊絲直徑焊接電流、電弧電壓、焊接速度一定時，焊絲直徑不同，焊縫形狀會發(fā)生變化。其他條件不變，熔深與焊絲直徑成反比關系，但這種關系隨電流密度的增加而減弱，這是由于隨著電流密度的增加，熔池熔化金屬量不斷增加，熔深增加較慢，并隨著熔化金屬量的增加，余高增加焊縫成形變差，所以埋弧焊時增加焊接電流的同時要增加電弧電壓，以保證焊縫成形質量。5.4.2焊絲伸出長度當其他焊接參數(shù)不變而焊絲長度增加時，電阻也隨之增大，伸出部分焊絲所受到的預熱作用增加，焊絲熔化速度加快，結果使熔深變淺，焊縫余高增加。焊絲伸出太長，會使導電嘴以下焊絲發(fā)紅。因此須控制焊絲伸出長度，不宜過長。5.5.焊絲傾角焊絲的傾斜方向分為前傾和后傾。傾角的方向和大小不同，電弧對熔池的力和熱作用也不同，從而影響焊縫成形。當焊絲后傾一定角度時，由于電弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了預熱作用，電弧對熔池的液態(tài)金屬排出作用減弱，而導致焊縫寬而熔深變淺。反之，焊縫寬度較小而熔深較大，但易使焊縫邊緣產(chǎn)生未熔合和咬邊，并且使焊縫成形變差。5.6.其他5.6.1坡口形狀當其他焊接參數(shù)不變時，增加坡口的深度和寬度時，焊縫熔深增加，焊縫余高和熔合比顯著減小，但焊縫厚度大致保持不變。5.6.2根部間隙在對接焊縫中，焊件的根部間隙增加，熔深也隨著增加。5.6.3