第三章 埋弧焊

null第三章 埋弧焊第三章 埋弧焊 埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。它与焊条电弧焊相比，虽然灵活性差一些，但焊接质量好、效率高、成本低，劳动条件好。 ▪ 埋弧焊的原理、特点及应用范围； ▪ 埋弧焊的自动调节原理 ▪ 埋弧焊设备的结构和典型焊机 ▪ 埋弧焊的冶金过程和焊接工艺 ▪ 埋弧焊的其它方法。 点击看埋弧焊视频§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点 埋弧焊是利用焊丝与工件之间在焊剂层下燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝的熔化极电弧焊方法。由于焊接时电弧掩埋在焊剂层下燃烧，电弧光不外露，因此被称为埋弧焊。 一、埋弧焊的过程及原理§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点二、埋弧焊的特点 1．埋弧焊的主要优点 （1）焊接生产率高 （2）劳动条件好 （3）焊接成本较低 （4）焊缝质量好2．埋弧焊的主要缺点 （1）不适合焊接薄板和短焊缝 （2）对工件装配质量要求高 （3）难以在空间位置施焊§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点 三、埋弧焊的分类及应用范围 1、分类 　按送丝方式：等速送丝 变速送丝 按焊丝形状及数目：丝极——单丝、双丝、多丝 带级 按焊缝成型条件：双面埋弧焊和单面焊双面成型埋弧焊§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点 三、埋弧焊的分类及应用范围 2、应用 　　焊缝类型和焊件厚度：5mm以上的长直缝/对接、角接和搭接接头，最厚达到650mm。 　　 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ：碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、镍基合金、铜合金等。 　　结构：具有长而规则焊缝的大型结构，如船舶、压力容器、桥梁、起重机械等。 　　位置：平、横位置。补充:埋弧焊的焊接现象补充:埋弧焊的焊接现象埋弧焊的特殊性导致焊接电弧不能被直接观察，为此人们出现过对该方法的一些误解，如开始人们认为电流流过液态熔渣产生的电阻热对母材熔化。埋弧焊的电弧现象埋弧焊的电弧现象埋弧焊电弧处在焊剂层下，电弧引然后，金属和焊剂的蒸汽及分解气体围绕电弧形成一个气泡，电弧在这个气泡中燃烧。 肉眼观测不到气泡和电弧，需要通过X射线透视才能了解电弧区所发生的现象。埋弧焊的电弧现象 ---------------------电弧特性埋弧焊的电弧现象 ---------------------电弧特性X射线观察 电压与弧长具有良好的线性关系埋弧焊的电弧现象 ---------------------电弧特性埋弧焊的电弧现象 ---------------------电弧特性负阻特性埋弧焊的电弧现象 ------------------熔滴过渡埋弧焊的电弧现象 ------------------熔滴过渡埋弧焊的电弧现象 ------------------熔滴过渡埋弧焊的电弧现象 ------------------熔滴过渡由于电流密度(单位面积所通过的电流)低（与MIG、CO2焊相比），熔滴的过渡频率达不到喷射过渡的程度，电流400A焊丝接负时，每秒钟过渡10次左右。焊丝接正的时候过渡频率是接负的时候的数倍。 熔滴尺寸比较小，直径与焊丝直径相当埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性焊丝直径的影响实质是电流密度大小影响埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性干伸长(焊丝伸出枪嘴的长度 )的影响很大埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性熔化速度的增加量与(电流密度*干伸长)1.22成正比。 利用这一点可以提高生产率 埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性焊丝干伸长达到280mm时，焊丝熔化速度为普通情况的俩倍。埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性埋弧焊的电弧现象 ------------电极焊丝的熔化特性焊丝接负约为焊丝接正时熔化速度的1.5倍埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化埋弧焊的特征就是利用大电流获得较大的熔深。 关于熔深有以下的经验公式： P=熔深；K=焊剂常数；I=焊接电流；vw=焊接速度；Ua=焊接电压埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化焊丝熔化与母材熔化的X射线观察I为大电流、低电压、低焊速：焊丝潜入母材，电弧在前方金属及熔化金属上都有存在，焊丝前端呈笔尖状 II相比I速度提高，电弧只在前方金属上，电弧呈小刀状 III属于一般电弧，电压较高、焊速较低 IV相对于II极高速焊接埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化埋弧焊的电弧现象 --------------------母材的熔化V型坡口焊接时，坡口面积一定，即使改变坡口角度，熔深（熔化形态）也不发生变化。§3-2 埋弧焊的自动调节原理 1.埋弧焊稳定工作的基本概念 保证焊接质量的基本要求：维持电弧稳定燃烧和保持焊接参数（主要是电流、电压）稳定不变，此时送丝速度=熔化速度！ 稳定条件：电源外特性曲线与电弧静特性曲线有交点，且交点处电源外特性曲线斜率要小于电弧静特性曲线的斜率。 稳定工作点：当系统受到干扰时，能快速恢复到原平衡状态的工作点。否则为不稳定工作点。§3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 埋弧焊的电弧静特性曲线处于水平段。要求电源外特性曲线与电弧静特性曲线相交，即要求埋弧焊电源具有下降的外特性。§3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 一、埋弧焊的自动调节 2．埋弧焊自动调节的必要性 埋弧焊时，为了保证获得稳定可靠的焊缝质量，要求焊接过程中工艺参数稳定，特别是焊接电流和电弧电压要能稳定不变。 焊接过程中许多因素如板材变形、网压波动等，会影响电弧工作点的稳定（焊接参数，尤其是电弧电压），从而影响焊缝质量。 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 工艺参数稳定指：无外界干扰的情况下能稳定，埋弧焊过程受到干扰时，还应具有自动调节的能力，保持工艺参数稳定以消除或减弱外界干扰的影响，保证焊接质量的稳定。 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-2 埋弧焊的自动调节原理 弧长变短，焊接电压降低，焊接电流增加§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-2 埋弧焊的自动调节原理 网压突变等，使焊接电源的外特性发生变化，焊接电流相应改变。 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 因此，埋弧焊机应具有自动调节功能，来消除或减弱外界干扰的影响，从而保证焊接质量。§3-2 埋弧焊的自动调节原理 埋弧焊的自动调节 埋弧焊的自动调节 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 3．埋弧焊自动调节的目标和方法 调节的主要目标：消除电弧长度变化的干扰电弧自身调节系统 电弧电压反馈自动调节系统 埋弧焊自动调节系统等速送丝埋弧焊机变速送丝埋弧焊机 埋弧焊调节途径：保证焊丝熔化速度与焊丝送进速度相等。§3-2埋弧焊的自动调节原理 特点：优点——设备简单，无须另加专门的调节机构 缺点——调节灵敏度取决于电流密度/粗丝时调节灵敏度低 适用场合：细丝（约0.8～3.0mm）焊接/平（缓降）外特性电源 典型焊机：MZ1-1000 §3-2埋弧焊的自动调节原理 电弧自身调节系统 §3-2埋弧焊的自动调节原理 特点：优点——不论粗、细丝，调节灵敏度均高 缺点——须另加专门的调节机构，设备复杂 适用场合：粗丝（约3.0 ～ 6.0mm）焊接/陡降外特性电源 典型焊机：MZ-1000 §3-2埋弧焊的自动调节原理 电弧电压反馈自动调节系统 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-2 埋弧焊的自动调节原理 二、熔化极电弧的自身调节系统 焊丝以预定的速度等速送进，利用电弧焊时焊丝的熔化速度与焊接电流和电弧电压之间固有的关系这一规律而自动进行的。 等熔化速度曲线（电弧的稳定工作曲线，调节系统的静特性曲线）§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-2 埋弧焊的自动调节原理 1．弧长波动 电弧自身调节系统的调节作用 稳定工作点为00点。干扰使弧长缩短，电弧静特性曲线变为ι1，并与电源外特性曲线交干о1点，实际电流Ｉ１大于维持稳定燃烧所需的电流Ｉ0，因而焊丝的熔化速度大于焊丝送进速度，这将使弧长逐渐增加 . §3-2 埋弧焊的自动调节原理 实质：等速送丝时，弧长变化导致焊接电流变化，进而导致焊丝熔化速度的变化而使得弧长恢复。§3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-2 埋弧焊的自动调节原理 2．网压波动 网压降低，将使焊接电源的外特性曲线由 MN变到MˊNˊ，电弧工作点移至о2点。显然，о2点的焊接参数满足焊丝熔化速度等于送丝速度的稳定条件，因而也是稳定工作点。此时电弧长度缩短，电弧静特性曲线变为ι2。这种情况下，除非网压恢复至原先的值。 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 电弧自身调节系统无法消除网络电压波动对于焊接参数的影响； 自身调节系统对于电源外特性的要求：缓降或者平特性的焊接电源； 选择原因： 焊接电流变化大，自身调节速度快（弧长波动） 网络波动，弧长变化小（网压波动）§3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 概念（P54） 必要性 埋弧焊通常采用比较粗的焊丝，直径一般在4mm以上的居多，如果仍然依靠电弧自身的调节保证弧长的稳定，则由于系统对粗丝的调节灵敏度低，反映慢，无法满足参数的稳定调节； 另外，弧长变化和调节过程中，电流的变动比较大，焊缝成形不均匀（宽度、深度） §3-2 埋弧焊的自动调节原理 三、电弧电压反馈自动调节系统 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 实质：利用电弧电压作为反馈量，通过转速调节机构（调节器），迫使送丝速度改变，把焊接规范调节到原来的数值。 调节器的静态特征方程为：§3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-2 埋弧焊的自动调节原理 　　这种调节系统是利用电弧电压反馈来控制送丝速度的。与电弧自身调节系统一样，系统静特性曲线上每一点都是稳定工作点，焊接过程稳定进行。 电弧电压反馈自动调节系统静特性曲线 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-2 埋弧焊的自动调节原理 1．弧长波动 A: 系统静特性曲线 MN： 电源外特性曲线 l0、l1： 电弧静特性曲线电压调节与自动调节双重机制§3-2 埋弧焊的自动调节原理 调节器分类： 发电机-电动机电弧电压反馈自动调节器 晶闸管电弧电压反馈自动调节器 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-2 埋弧焊的自动调节原理 2.网路电压波动电压反馈调节系统对于电源外特性的要求：陡降特性的焊接电源； 选择原因： 焊接电流变化小，稳定§3-2 埋弧焊的自动调节原理 四、两种调节系统的比较（了解）§3-2 埋弧焊的自动调节原理 §3-3 埋弧焊设备§3-3 埋弧焊设备一、埋弧焊机的功能和分类 1．埋弧焊机的主要功能 一般电弧焊的焊接过程包括有起动引弧、焊接和熄弧停焊三个阶段。埋弧焊机应具有的主要功能是： （l）建立焊接电弧，并向电弧供给电能。 （2）连续不断地向焊接区送进焊丝，并自动保持确定的弧长和工艺参数不变，使电弧稳定燃烧。 （3）使电弧沿接缝移动，并保持确定的行走速度。 （4）在电弧前方不断地向焊接区铺撒焊剂。 （5）控制焊机的引弧、焊接和熄弧停机的操作过程。 §3-3 埋弧焊设备 组成部分：§3-3 埋弧焊设备 null§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 2．埋弧焊机的分类 常用的埋弧焊机有等速送丝式和变速送丝式两种类型。按照不同的工作需要，埋弧焊机可做成不同的型式。常见的有焊车式、悬挂式、车床式、悬臂式和门架式等。 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 焊车式 悬挂式 车床式 悬臂式 门架式 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 二．埋弧焊机的结构特点 埋弧焊机主要由送丝机构、行走机构、机头调整机构、焊接电源和控制系统等部分组成 .1. 送丝机构：包括送丝电动机及传动系统、送丝滚轮和矫直滚轮等，有直流电动机拖动和交流电动机拖动两种型式. §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 焊丝送给机构1-电动机 2、4-圆柱齿轮 3-蜗轮蜗杆 5-摇杆 6、7-送丝滚轮 null2. 焊车行走机构：包括行走电动机及传动系统、行走轮及离合器等。 小车行走机构1-行走电动机 2、4-蜗轮蜗杆 3-行走轮 5-手柄 6-离合器 7-行走轮§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 3．焊接电源:焊接电源一般采用普通的交流电(可减小电弧的磁偏吹)，电源容量从500A到2000A，负载持续率为100％。 薄板焊接多采用直流电源。 电源外特性一般为陡降特性新式焊机用逆变电源（体积小、重量轻、能耗低） null4．控制系统:送丝拖动控制、行走拖动控制、引弧和熄弧的自动控制等。 应采用专用供电设备，且容量足够大，焊接电缆应该足够粗。 注意事项：null 通用焊机（小车式）通常用于平板的拼接和工字／T形／箱形梁的角缝等简单构件的焊接，筒体的纵、环缝和复杂结构的焊接还要升降机构和焊接滚轮架（变位机）的配合。 二、辅助设备null 滚轮架（用于圆筒形结构焊缝的焊接）null变位器（用于把焊缝置于平焊位置）null升降机构（用于提升机头）焊剂垫（用于在背面承托熔池），有带式、盘式和热固化焊剂垫等多种形式。夹紧机构（用于固定焊件，多用于专机上） 另外，在有的埋弧焊机（特别是各种专机）上还会有焊剂回收装置和焊缝跟踪传感器等。§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 三、典型埋弧焊机 国内使用最普遍的埋弧焊机是MZ－1000型，是一种变速送丝式埋弧焊机。这种埋弧焊机适合于水平位置或与水平面倾斜不大于15°的各种有无坡口的对接、角接和搭接接头的焊接，也可借助滚轮转胎焊接圆筒形焊件的内外环缝。 （一）焊机结构 1．自动焊车 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 MZT-1000型自动焊车 §3-3 埋弧焊设备 §3-3 埋弧焊设备 2．控制箱 MZ－1000型埋弧焊机配用的控制箱是MZP-1000型。控制箱内装有电动机一发电机组、接触器、中间继电器、变压器、整流器、镇定电阻和开关等元件，用以和焊车上的控制元件配合，实现送丝和焊车拖动控制及电弧电压反馈自动调节。 3．焊接电源 MZ-1000型埋弧焊机可配用交流或直流电源。配用交流电源时，一般用BX2－1000型同体式弧焊变压器；配用直流电源时，可配用ZX5-1000型或ZXG－1000R型弧焊整流器。 §3-3 埋弧焊设备 §3-3 埋弧焊设备 发电机-电动机电弧电压反馈自动调节系统电路原理图 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 （二）电路原理 1．焊接电源控制电路 2．送丝拖动电路 3．焊车拖动电路§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 MZ－1000型埋弧焊机的电路原理图（交流焊接电源） §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 （三）焊机操作程序 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 （五）焊机的使用维护 埋弧焊机安装时，要仔细研读使用说明书，严格按照说明书中的要求进行安装接线。 要注意外接电网电压应与设备要求的电压一致。外接电缆要有足够的容量和良好的绝缘。连接部分的螺母要拧紧，尤其是地线连接的可靠性很重要，否则可能危及人身安全。通电前，应认真检查接线的正确性；通电后，应仔细观察设备的运行情况，如有无发热、有无声音异常等，并应注意运动部件的转向和测量仪表指示的方向是否正确无误等。若发现异常，应立即停机处理。 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 用交流电源时MZ—1000型埋弧焊机的外部接线图 §3-1 埋弧焊的原理及特点§3-1 埋弧焊的原理及特点§3-3 埋弧焊设备 用直流电源时MZ—1000型埋弧焊机的外部接线图 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 埋弧焊熔深比较大，使焊缝金属的性质受母材的化学成分影响比较大，但焊丝及焊剂的组合对焊缝金属的性质也有较大影响。§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 1.焊丝 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ：IIW(International Institute of welding)[国际焊接学会 ]、 ISO(International Standards Organization)[国际标准化组织] 、GB[国标] §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 一、埋弧焊的焊接材料及选用 参见GB／T14957-1994《熔化焊用钢丝》、YB／T5092-1996 《焊接用不锈钢丝》及GB／T10045-1998《碳钢药芯焊丝》、 GB／T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》 （标准的详细内容，见《机械工程标准手册焊接与切割卷》）§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 作用：（1）填充金属； （2）作为电极导电。 分类：（根据焊丝的成分和用途） 碳素结构钢焊丝 合金结构钢焊丝 不锈钢焊丝 有色金属焊丝 堆焊用特殊合金焊丝§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 直径系列（mm）： 熔化焊用钢丝、焊接用不锈钢丝： 1.6、2.0、2.5、3.0、3.2、4.0、5.0、6.0 碳钢药芯焊丝、低合金钢药芯焊丝： 1.2、1.4、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2、4.0§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 补充：埋弧焊焊丝牌号补充：埋弧焊焊丝牌号“H”-焊丝 ； H后面的头两个数字表示焊丝平均含碳量的万分之几； 焊丝中如果有合金元素，则将它们用元素符号依次写在碳含量的后面。当元素的含量在1％左右时，只写元素名称，不注含量；若元素含量达到或超过2％时，则依次将含量的百分数写在该元素的后面。 若牌号最后带有A字，表示为S、P含量较少的优质焊丝。 强度钢用焊丝牌号如H08、H08A、H10Mn2等，§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 焊丝选择总体原则： 低碳钢和低合金高强钢的焊接选用与母材强度相匹配的焊丝. 耐热钢和不锈钢的焊接选用与母材成分相近的焊丝. §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 2．焊剂 焊剂在埋弧焊中的主要作用是造渣，以隔绝空气对熔池金属的污染，控制焊缝金属的化学成分，保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂纹和夹渣等缺陷的产生。同时，考虑实施焊接工艺的需要，还要求焊剂具有良好的稳弧性能，形成的熔渣应具有合适的密度、粘度、熔点、颗粒度和透气性，以保证焊缝获得良好的成形，最后熔渣凝固形成的渣壳具有良好的脱渣性能。 型号：参见GB／T5293-1999《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》、 GB／T12470-1990《低合金钢埋弧焊用焊剂》及 GB／7854-1999《埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂》§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 按制造方法可将焊剂分为熔炼焊剂、烧结焊剂和粘结焊剂三大类。 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 按化学成分： SiO2-CaO-MgO SiO2-MnO SiO2-MnO-CaO-CaF SiO2-CaO-MgO-Al2O3 SiO2-MnO-TiO§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 熔炼焊剂: 制备过程：将配制好的原料在电炉中溶解，冷却后加以粉碎制备成的焊剂，呈玻璃状。§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 熔炼焊剂的优点： 焊缝外表美观 不吸湿，使用前不需要干燥 未熔化的焊剂可重复利用 熔炼焊剂的缺点： 无法加入脱氧剂和铁合金§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 烧结焊剂： 制备过程：混合加入粘结剂烘干烧结（400~1000℃） 粉碎筛选烧结焊剂的优点： 大电流下焊接操作性好，适合焊接厚板，生产效率高 焊缝金属性能特别是冲击韧性优良 易于加入合金元素 消耗少，经济性好 对不同的电流范围有较好的适应性 烧结焊剂的缺点： 吸潮，要在350~400℃烘干§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 碱性、酸性的尺度 焊剂熔化成为熔渣，熔渣呈碱性还是呈酸性，对焊缝金属的性能、焊接操作性都有很大的影响。 一般酸性焊剂的焊接操作性好，能得到漂亮的焊缝，但焊缝冲击值低。 而碱性焊剂得到的焊缝冲击值高，抗裂纹能力强，但焊接操作性不太好。§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 补充：埋弧焊焊剂牌号补充：埋弧焊焊剂牌号埋弧焊用焊剂的作用相当于手工焊焊条的药皮。国产焊剂主要依据化学成分分类，其编号方法是在牌号前面加HJ（焊剂），如HJ431。 牌号后面的第一位数字表示氧化锰的平均含量，如“４”表示含MnO>30％； 第二位数字表示二氧化硅、氟化钙的平均含量，如“３”表示高硅低氟型（SiO2>30% , CaF2<10%）； 末位数字表示同类焊剂的不同序号。 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 焊丝与焊剂的组配对埋弧焊焊缝金属的性能有着决定作用。 低碳钢：高锰高硅型焊剂，配用H08MnA焊丝； 低锰低硅型焊剂配用H08MnA、H10Mn2焊丝。 低合金高强钢： 中锰中硅型焊剂，配用适当的低合金高强钢焊丝。 耐热钢、低锰钢、耐蚀钢： 中硅过低硅型焊剂，配用相应的合金钢焊丝。 铁索体、奥氏体钢： 碱度较高的焊剂，以降低合金元素的烧损及掺加较 多的合金元素。§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 二、埋弧焊的冶金过程 基本过程：氧化、还原、脱硫、脱磷、除气 （一）冶金过程的特点1．空气不易侵入焊接区 2．冶金反应充分 3．焊缝金属的合金成分易于控制 4．焊缝金属纯度较高且成分均匀§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 （二）低碳钢埋弧焊时的主要冶金反应 1．焊缝中硅、锰的还原反应 2．埋弧焊时碳的氧化烧损 3．硫、磷杂质的限制 4．熔池中的去氢反应§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 锰可以降低焊缝中形成热裂纹的倾向，且可以提高焊缝金属的力学性能 硅可以镇静熔池，加快脱氧过程，保证焊缝金属的致密性§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 1．焊缝中硅、锰的还原反应§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 （SiO2）+2[Fe] = 2（FeO）+[Si]+ΔG （MnO）+ [Fe] =（FeO）+[Mn]+ΔG  ΔG>0，即反应为吸热反应  FeO大部分进入渣  Si、Mn进入熔池，合金化 Si镇静熔池、 Mn 抵消S的不利作用。基本反应：§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 2.碳的氧化烧损 焊剂中不含有碳元素，只有通过母材和焊丝过渡碳元素 [C]+O = CO↑ [C]+[FeO] = [Fe]+CO↑ 2[C]+（SiO2） = Si+2CO↑ CO逸出时对熔池有搅拌作用，有利于H折出   影响因素：①焊丝母材中的含碳量 ②[Si]↑抑制烧损，镇静熔池§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 ②结合成羟基OH 利用MnO、MgO、SiO2等 MnO+H = Mn+OH MgO+H = Mg+OH SiO2+H = Si+OH CO2+H = CO+OH§3-4 埋弧焊的焊接材料与冶金过程 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺一、埋弧焊工艺的内容和编制 1．埋弧焊工艺的主要内容 　　 埋弧焊工艺主要包括焊接工艺方法的选择；焊接工艺装备的选用；焊接坡口的设计；焊接材料的选定；焊接工艺参数的制定；工件组装工艺编制；操作技术参数及焊接过程控制技术参数的制定；焊缝缺陷的检查方法及修补技术的制定；焊前预处理与焊后热处理技术的制定等内容。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺2．编制焊接工艺的原则和依据 (1)保证接头的质量完全符合工件技术条件或标准的规定； 保证接头质量的前提下，最大限度的降低生产成本，即以最高的焊接速度，最低的焊材消耗和能量消耗以及最少的焊接工时完成整个焊接过程。 编制焊接工艺的依据:工件材料的牌号和规格，工件的形状和结构，焊接位置以及对焊接接头性能的技术要求等。§3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺3．埋弧焊工艺规程及实例 根据上述基本原始资料，可编制出初步的工艺规程，即结合工厂生产车间现有的焊接设备和工艺装备，选择焊接工艺方法(如单丝焊或多丝焊、加焊剂衬垫或悬空焊、单面焊或双面焊，多层多道焊等)、焊接参数、焊剂与焊丝配合、焊丝直径、焊接坡口设计以及组装工艺等。 §3-1 埋弧焊工艺§3-1 埋弧焊工艺 §3-5 埋弧焊工艺 §3-5 埋弧焊工艺二、焊接工艺参数的影响及选择 1．工艺参数对焊缝质量的影响 埋弧焊工艺参数分主要参数和次要参数。 主要参数是指那些直接影响焊缝质量和生产效率的参数。它们是焊接电流、电弧电压、焊接速度、电流种类及极性和预热温度等。 对焊缝质量产生有限影响或无多大影响的参数次要参数。它们是焊丝伸出长度、焊丝倾角、焊丝与工件的相对位置、焊剂粒度、焊剂堆散高度和多丝焊的丝间距离等。§3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺埋弧焊工艺参数对焊缝成形的影响（用交流电焊接） §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺焊接工艺参数从两方面决定了焊缝质量： 一方面，焊接电流、电弧电压和焊接速度三个参数合成的焊接线能量影响着焊缝的强度和韧性； 另一方面，这些参数分别影响到焊缝的成形，也就影响到焊缝的抗裂性、对气孔和夹渣的敏感性。 这些参数的合理匹配才能焊出成形良好无任何缺陷的焊缝。 对于操作者来说，最主要的任务是正确选择和调整各工艺参数，控制最佳的焊道成形。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺2．工艺参数的选择方法 可通过计算法、查表法和试验法进行。 计算法是通过对焊接热循环的分析计算以确定主要工艺参数的方法。 查表法是查阅与所焊产品类似焊接条件下所用的焊接各种工艺参数表格，从中找出所需参数的方法。 试验法是将计算或查表所得的工艺参数或人们根据经验初步估算的工艺参数，结合产品的实际状况进行试验，以确定恰当的工艺参数的方法。 不论用哪种方法确定的焊接工艺参数, 都必须以相应的焊接工艺试验结果或焊接工艺评定试验结果为依据,并在实际生产中加以修正后确定出符合实际情况的工艺参数。§3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺焊接工艺参数选择程序 选定埋弧焊工艺方法； 选择适用的焊剂和焊丝的牌号； 选定预热温度、层间温度、后热温度以及焊后热处理温度和保温时间； 选定焊接参数（焊接电流、电弧电压和焊接速度）并配合其它次要工艺参数。§3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺三、埋弧焊工艺 1．坡口的选择与加工 2．焊件的清理与装配 3．焊丝表面清理与焊 剂烘干 4． 焊机的检查与调试 （一）埋弧焊的焊前准备1—引弧板 2—工件 3—焊接试板 4—引出板 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺（二）对接接头的焊接工艺 1. 对接接头双面埋弧焊 双面焊是埋弧焊焊对接接头最主要的焊接技术，适用于中厚板的焊接。 这种方法须由焊件的两面分别施焊，焊完一面后翻转焊件再焊另一面。由于焊接过程全部在平焊位置完成，因而焊缝成形和焊接质量较易控制，焊接工艺参数的波动小，对焊件装配质量的要求不是太高，一般都能获得满意的焊接质量。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺在焊接双面埋弧焊第一面时，既要保证一定的熔深，又要防止熔化金属的流溢或烧穿焊件。所以焊接时必须采取一些必要的工艺 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，以保证焊接过程顺利进行。按采取的不同措施，可将双面埋弧焊分为： （l）不留间隙双面焊 （2）预留间隙双面焊 （3）开坡口双面焊 （4）焊条电弧焊封底双面焊 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺 (1)不留间隙双面埋弧焊的焊接工艺 第一面焊接时所用的工艺参数不能太大，只需使焊缝的熔深达到或略小于焊件厚度的一半即可。而焊接反面时由于已有了第一面的焊缝作依托，且为了保证焊件焊透，便可用较大的工艺参数焊接，要求焊缝的熔深应达到焊件厚度的60％～70％。这种焊接法一般不用于厚度太大的焊件焊接，其焊接工艺见表3－16。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺 (2)预留间隙双面埋弧焊的焊接工艺 第一面的焊接工艺参数应保证焊缝熔深超过焊件厚度的60％～70％；焊完第一面后翻转工件，进行反面焊接，其工艺参数可与第一面焊接时相同，但必须保证完全熔透。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺焊剂垫结构 a）软管式 b）橡皮膜式 1—工件 2—焊剂 3—帆布 4—充气软管 5—橡皮膜 6—压板 7—气室 §3-1 埋弧焊工艺§3-1 埋弧焊工艺临时工艺垫结构 1—薄钢带垫 2—石棉绳垫 3—石棉板垫 null （3）开坡口双面焊 对于不宜采用较大线能量焊接的钢材或厚度较大的焊件，可采用开坡口双面焊。坡口形式由焊件厚度决定，通常焊件厚度小于22mm时开“Y”形坡口；大于22mm时开“双Y”形坡口。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺（4）焊条电弧焊封底双面焊 焊条电弧焊封底多层埋弧焊典型坡口 对无法使用衬垫或不便翻转的工件，也可采用焊条电弧焊先仰焊封底，再用埋弧焊焊正面焊缝的方法。这类焊缝可根据板厚情况开或不开坡口。保证封底厚度大于8mm，以免埋弧焊时烧穿。§3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺2．对接接头单面埋弧焊 在对接接头中采用单面埋弧焊，可用强迫成形的方法实现单面焊双面成形，因而可免除工件翻转带来的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，大大提高生产率，减轻劳动强度，降低生产成本。但用这种方法焊接时，电弧功率和线能量大，接头的低温韧性较差，通常适用于中、薄板的焊接。 §3-1 埋弧焊工艺§3-1 埋弧焊工艺 为了改善背面成形条件，常采用焊剂一铜垫法。使用这种方法时焊件可以不开坡口，但要留合适的装配间隙。焊接前先在铜衬垫的成形槽中铺上一层薄焊剂，焊接时这部分焊剂既可避免因局部区段铜衬垫没有贴紧而使熔池金属流溢，又可保护铜衬垫免受电弧的直接作用。这种焊接法对焊件装配质量、焊接参数要求不是十分严格，其焊接工艺见表. （1）在铜衬垫上焊接 §3-1 埋弧焊工艺§3-1 埋弧焊工艺龙门压力架固定式铜衬垫顶紧机构 §3-1 埋弧焊工艺§3-1 埋弧焊工艺随焊车联动的移动式水冷铜滑块结构 §3-5 埋弧焊工艺利用焊件的自重或充气的橡皮软管衬托的焊剂垫，也可防止熔池金属的流溢，达到单面焊双面成形的目的。一般用压力架式电磁平台等方法将焊件紧紧吸附在电磁平台上，使焊件保持平整。 §3-5 埋弧焊工艺（2）在焊剂垫上焊接 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺热固化焊剂垫构造和装配示意图 对于焊件位置不固定的曲面焊缝，可采用热固化焊剂垫法焊接。这种方法是将热固化焊剂制成柔性板条，使用时将此板条紧贴在焊件接缝的背面，并用磁铁夹具等固定。由于这种焊剂垫中加入了一定比例的热固化物质，当温度升高到100～150℃时焊剂垫固化成具有一定刚性的板条，用以在焊接时支承熔池和帮助焊缝成形。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺（3）在永久性垫板或锁底上焊接 当焊件结构允许焊后保留永久性垫板时，厚度在10mm力下的焊件可采用永久性垫板单面焊的方法。永久钢垫板的尺寸见表3－24。垫板必须紧脱待焊焊件表面，垫板与焊件极面问的间隙不得超过lmm。厚度大于10mm的焊件，可采用锁底接头焊接的方法，如图3－32所示。§3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺3．对接接头环缝埋弧焊 　　由于筒体内部通风较差，为改善劳动条件，环缝坡口通常不对称布置，将主要焊接工作量放在外环缝，内环缝主要起封底作用。焊接时，通常采用机头不动，让工件匀速转动的方法进行焊接. 环缝埋弧焊是制造圆柱形容器最常用的一种焊接形式，它一般先在专用的焊剂垫上焊接内环缝，然后再在滚轮转胎上焊接外环缝。§3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺内环缝埋弧焊焊接示意图 1—焊丝 2—工件 3—辊轮 4—焊剂垫 5—皮带 §3-1 埋弧焊工艺§3-1 埋弧焊工艺环缝埋弧焊焊丝偏移位置示意图 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺（三） T形接头和搭接接头的埋弧焊 　　T形接头和搭接接头的焊缝均是角焊缝，用埋弧焊时可采用船形焊和横角焊两种形式。小工件及工件易翻转时多用船形焊；大工件及不易翻转时则用横角焊。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺船形焊的焊接工艺(交流电源) §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺　　当采用T形接头和搭接接头工件太大，不便翻转或因其它原因不能进行船形焊时，可采用焊丝倾斜布置的横角焊来完成。2．横角焊缝埋弧焊 横角焊时焊丝与工件的相对位置对焊缝成形影响很大，当焊丝位置不当时，易产生咬边或使立板产生未熔合。为保证焊缝的良好成形，焊丝与立板的夹角α应保持在15°～45°范围内（一般为20°～30°）。 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺横角焊焊缝埋弧焊示意图 a）示意图 b）焊丝与立板间距过大 c) 焊丝与立板间距过小 §3-5 埋弧焊工艺§3-5 埋弧焊工艺横角焊焊的焊接工艺(交流电源) null四、埋弧焊的常见缺陷及防止方法 §3-1 埋弧焊工艺§3-1 埋弧焊工艺