第三章常用焊接方法

1常用的焊接方法

埋弧焊、氣體保護焊（CO2、MIG、MAG、TIG）電阻焊（ERW）了解一種焊接方法可以從以下幾個方面入手：原理特點應用對焊接材料的要求焊接工藝2§1埋弧焊

Submergedarcwelding（SMAW）

一、埋弧焊原理二、埋弧焊特點、應用三、埋弧焊冶金過程四、埋弧焊電弧控制五、埋弧焊設備、焊接材料、焊接工藝、常見缺陷3一、埋弧焊原理

WeldingTheoryofSMAW埋弧焊是利用電弧作為熱源的焊接方法。埋弧焊時電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，電弧熱使焊劑熔化形成熔渣泡，將液態(tài)熔池包圍，弧光不外露。所用的金屬電極是不間斷送進的裸焊絲。45焊接過程4個步驟：焊接電源在導電嘴和工件之間產(chǎn)生電弧焊絲由焊絲盤、送絲機構(gòu)和導電嘴送入焊接區(qū)顆粒焊劑由焊劑斗經(jīng)軟管均勻敷到焊接區(qū)行走小車帶動焊絲及送絲機構(gòu)、焊劑漏斗、焊接控制盤等行走

6焊縫形成過程連續(xù)送進的焊絲在焊劑下引燃電弧電弧熱使焊絲、母材、焊劑熔化蒸發(fā)，形成一個空腔電弧在空腔內(nèi)穩(wěn)定燃燒空腔底部是熔池，上部是液態(tài)熔渣，液態(tài)熔渣外部是焊劑熔池凝固后形成焊縫7二、埋弧焊特點、應用

feature＆application1、優(yōu)點（1）生產(chǎn)效率高：焊絲直徑大，焊接電流高，電弧的熔深能力＆焊絲的熔覆效率都比較高。

ds為4～6mm，dsmax＝8mm。單絲、8mm、8～10mm厚、對接接頭，焊接速度可達30~50m/h=0.5~0.8m/min。熱量大，單絲一次熔深可達20mm。（2）有利于焊縫成形：熔渣的作用8（3）熔池存在時間長：冶金反應充分、[O]、[H]、[N]少（4）焊縫質(zhì)量穩(wěn)定：有渣殼保護，減少了焊縫中[O]、

[H]、[N]的含量，從而減少了產(chǎn)生氣孔、裂紋的可能。（5）工藝參數(shù)自動調(diào)節(jié)，對焊工技術要求不高。（6）勞動條件好：沒有弧光輻射（7）抗風性能好：與其他弧焊方法比埋弧抗風能力好92、缺點（1）焊接位置受限制：只能平焊（焊劑的原因）（2）只適用于長焊縫：靈活性差（3）不能直接觀察電弧：需靠焊縫自動跟蹤裝置來保證不會焊偏（4）不適用于小電流、薄板：電場強度高，電流小于100A時，電弧的穩(wěn)定性不好（5）一般電流大，不宜焊接板厚<1mm的焊件103、應用（1）適用金屬：黑色金屬，有氧化性不適于Al、Ti的焊接，對熱敏感材料也不適用埋弧焊（韌性差）（2）適用板厚：≥50mm特厚板；

20～50mm厚板；

4.5～20mm中板；≤4mm薄板X（3）適用位置：平焊（船形焊）位置

flatpositionofwelding（4）應用領域：在造船、橋梁、鍋爐壓力容器制造、化工、起重機械、工程機械等領域有廣泛應用。11121314三、埋弧焊冶金過程

metallurgyprocess

一般焊縫的成分主要由焊絲和焊劑共同決定，埋弧焊時熔合比較大，母材的影響不容忽視。埋弧焊用焊絲、焊劑？1．埋弧焊用焊劑：（1）對焊劑的要求：焊劑與焊條藥皮相似工藝性要求冶金性要求151）有良好的保護性能和冶金性能良好的保護作用：保護電弧和熔池，防止焊縫氧化、氮化，防止合金元素的燒損抗氣孔能力強：氣孔是埋弧焊的常見缺陷，由于焊接熔池大，長度＝3～5B，甚至10B，母材熔化量大，易出現(xiàn)氣孔。脫氧＆滲合金作用：防止熱裂、冷裂、保證化學成分＆力學性能162）有良好的工藝性能良好的穩(wěn)弧、造渣、脫渣、成形性能有害氣體少，限制CaF2的量有適當?shù)念w粒度＆足夠的強度：保證透氣性、成形要求、能夠重復使用17其他要求3）顆粒均勻：0.45～2.5mm4）含水量小于0.10％5）機械夾雜物含量不得大于0.30％6）含S≤0.06％，含P≤0.08％18（2）焊劑分類191）按制造方法分：

熔煉焊劑：抗?jié)裥院?、強度高、合金成分受限制非熔煉焊?易吸潮，易滲合金（高溫，不宜加入碳酸鹽、脫氧劑、合金劑）玻璃狀――透明顆粒、堆積比重>1.4g/ml

浮石狀――起泡顆粒、堆積比重<1g/ml

結(jié)晶狀――呈晶體狀

燒結(jié)焊劑:600－1000℃

粘結(jié)焊接：400℃以下HJ－－熔煉焊劑SJ－－燒結(jié)焊劑20比較項目熔煉焊劑燒結(jié)焊劑焊接工藝性能高速焊接性能焊道均勻，不易產(chǎn)生氣孔和夾渣焊道無光澤，易產(chǎn)生氣孔，夾渣大電流焊接性能焊道凹凸顯著，易粘渣焊道均勻，易脫渣吸潮性能比較小，可不必再烘干比較大，必須再烘干抗銹性能比較敏感不敏感韌性受焊絲成分和焊劑堿度影響大比較容易得到較好的韌性焊縫性能成分波動焊絲參數(shù)變化時，成分波動小，均勻成分波動大，不容易均勻多層焊性能焊縫金屬的成分變動小焊縫金屬成分波動比較大合金劑的添加幾乎不可能容易熔煉焊劑與燒結(jié)焊劑比較212）按化學成分分：

酸性焊劑中性焊劑堿性焊劑我國根據(jù)MnO、SiO2、CaF2的含量把熔煉焊劑分為：高Mn高Si低F焊劑，如HJ431

低Mn中Si中F焊劑，如HJ250

中Mn中Si中F焊劑，如HJ35022焊劑－－HJ431第一位數(shù)字表示MnO的含量焊劑牌號焊劑類型w(MnO)(％)HJl××無錳>2HJ2××低錳2～15HJ3××中錳15～30HJ4××高錳>30HJ5××陶質(zhì)HJ6××燒結(jié)23焊劑牌號焊劑類型w(SiO2)(％)w(CaF2)(％)HJ×1×低硅低氟<10<10HJ×2×中硅低氟10～30<10HJ×3×高硅低氟>30<10HJ×4×低硅中氟<1010～30HJ×5×中硅中氟10～3010～30HJ×6×高硅中氟>3010～30HJ×7×低硅高氟<10>30HJ×8×中硅高氟10～30>30第二位數(shù)字表示SiO2的含量焊劑－－HJ43124牌號成分類型組成成分（質(zhì)量分數(shù)）(%)SiO2CaF2CaOMgOAl2O3MnOFeOK2O+Na2OSP其他HJ430高錳高硅低氟38～455～9≤6—≤538～47≤1.8—≤0.10≤0.10—HJ431高錳高硅低氟40～443～6.5≤5.55～5.7≤434.5～38≤1.8—≤0.10≤0.10—第三位數(shù)字表示同類焊劑的型號HJ430、HJ431用于低碳鋼、低合金鋼的焊接焊劑－－HJ431用途：重要低碳鋼及低合鋼，配焊絲H08A，H08MnA，交直流252．埋弧焊用焊絲

作為電極產(chǎn)生電弧，通過熔滴過渡到熔池與熔化的母材共同形成焊縫過渡合金，保證焊縫的成分組織性能直徑1.6～6mm，鍍銅，耐腐蝕要求或核反應堆材料的焊接不允許鍍銅，焊絲焊前應進行清理，除去油、銹等常用焊絲如H08A、H08MnA焊絲和焊劑是配合使用的

HJ430＋H08MnA或H08AHJ431＋H08MnA或H08A選用原則：性能接近或成分接近（如不銹鋼）

263．埋弧焊的冶金特點以HJ430＋H08A為例：

2Fe＋SiO2→2FeO+Si

高溫區(qū)，熔滴、熔池前沿發(fā)生2Fe＋SiO2←2FeO+Si

低溫區(qū)，熔池后沿發(fā)生2Fe＋MnO2→2FeO+Mn

高溫區(qū)，熔滴、熔池前沿發(fā)生，高溫時還原Mn2Fe＋MnO2←2FeO+Mn

低溫區(qū)，熔池后沿發(fā)生，低溫時消耗Mn2C＋O2

→2CO27高溫反應生成的FeO大部分進入熔渣，少部分留在熔池中；高溫反應生成的Si、Mn大部分留在熔池中，并且在熔池后沿發(fā)生還原反應，使得殘留的少量的FeO重新被Mn、Si還原，生成MnO2和SiO2進入熔渣，焊縫中仍然有過渡的Mn、Si。過多的Mn可能會形成低熔點共晶物MnS，引起結(jié)晶裂紋傾向增大。所以Mn、Si量要合適。

284、氣孔的產(chǎn)生和預防（1）CO氣孔低溫時在熔池后沿發(fā)生反應：

C＋FeO→CO＋Fe如果焊縫中Mn、Si的含量比較高，可擬制反應的進行，減小氣孔形成的可能C％降低也可以擬制反應的進行，減小氣孔形成的可能對于低碳鋼：“HJ431＋H08A”的搭配，CO氣孔不是主要問題。

29（2）H2氣孔

埋弧焊的氣孔問題主要是H氣孔的問題，來源水、油、銹等。防止途徑：杜絕來源、生成HF、OH，不溶于熔池生成HF：CaF2+3SiO2→2CaSiO3+SiF4SiF4→SiF+3FCaF2→CaF+F

生成的F很活潑，很容易與H反應生成HF

但是HF有毒，對人體有害30生成OH，進入熔渣：

MnO＋H→Mn＋OHMgO＋H→Mg＋OHSiO2＋H→SiO＋OHCO2＋H→CO＋OH

實際生產(chǎn)中為防止氣孔生成，采取降低焊接速度的方法也是一種有效的方法

31四、埋弧焊設備、焊接技術、常見缺陷1．埋弧焊機埋弧焊機包括：埋弧焊電源、控制系統(tǒng)、機械系統(tǒng)（送絲機構(gòu)、行走小車、導電嘴、焊絲盤、焊劑漏斗）、輔助裝備（焊接夾具、工件變位機、焊機變位設備、焊縫成形裝置、焊劑回收裝置）32MZ-1-1000直流自動埋弧焊1．埋弧焊機33342．焊接技術（1）焊前準備：1）坡口設計：與其他焊接方法比，母材稀釋率大，母材對焊縫性能的影響大，坡口設計必須考慮。坡口加工可用刨邊機、氣割機、電弧氣刨。

板厚δmm坡口間隙<14不開坡口留間隙14～22單面V留間隙22～50雙V留間隙352）焊前清理坡口及周圍的油銹污氧化物。兩側(cè)100mm。刷子刷、噴丸噴砂裝配定位：保證裝配間隙均勻，無錯邊，在需要的地方加引弧板＆熄弧板。36（2）平板對接雙面焊：一般先焊第一面，然后清根焊第二面。小間隙懸空焊接法：1mm間隙，不開坡口，第一面電流小于第二面電流。焊劑墊法、臨時工藝墊板（薄板、石棉繩、石棉板等承托焊縫）37（3）平板對接單面焊雙面成形

水冷銅滑塊墊法焊劑銅墊法：凹內(nèi)撒焊劑允許情況下永久墊板或鎖底接頭（>10mm）熱固化焊劑襯墊法38（4）角焊縫的焊接最好是變位到船