技能培訓(xùn)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(dòng)焊機(jī)大都是機(jī)械化焊接設(shè)備，對(duì)坡口角度、鈍邊或間隙的誤差不能隨時(shí)調(diào)整焊接速度或其他規(guī)范參數(shù)以彌補(bǔ)坡口尺寸的偏差。因此，在焊縫坡口的制備過程中應(yīng)采取措施保證坡口加工尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，特別是鈍邊和間隙尺寸必須嚴(yán)加控制。對(duì)于重要的焊接結(jié)構(gòu)（如鍋爐、壓力容器等），焊縫坡口最好用機(jī)械加工方法制備，對(duì)于無法用機(jī)械加工設(shè)備加工坡口的焊件，也應(yīng)采用自動(dòng)切割機(jī)或靠模切割機(jī)加工坡口。采用手工火焰切割不能保證標(biāo)準(zhǔn)要求的坡口尺寸誤差，除非切割后再進(jìn)行修磨整形。所以，為了確保埋弧焊焊縫質(zhì)量符合要求，就要保證坡口加工的精度和加工的質(zhì)量。2.待焊部位的表面清理焊接坡口的表面狀態(tài)對(duì)焊縫質(zhì)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(yīng)將坡口及坡口兩側(cè)各20mm區(qū)域內(nèi)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(jī)、風(fēng)動(dòng)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(huì)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(xué)性能，故應(yīng)特別注意。3.焊件的裝配埋弧焊接頭的組裝狀況對(duì)焊接質(zhì)量有很大影響。焊接接頭的間隙和錯(cuò)邊在很大程度上影響著焊縫的熔透和外表成形，焊前應(yīng)仔細(xì)檢查。焊接接頭要求裝配間隙均勻，高低平整、錯(cuò)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(zhì)量是通過嚴(yán)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(shí)，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(yīng)嚴(yán)格控制，同一條焊縫上裝配間隙的誤差不應(yīng)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(cuò)邊也應(yīng)控制在允許范圍之內(nèi)，錯(cuò)邊超差，不僅影響焊縫外形，而且還會(huì)引起咬邊、夾渣等缺陷。接頭的錯(cuò)變量應(yīng)控制在不超過接頭板厚的10%，且不超過3mm。對(duì)直縫焊件的裝配，在焊縫兩端應(yīng)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(yīng)與焊縫等強(qiáng)度。定位焊縫應(yīng)平整，不許有氣孔、夾渣等缺陷，長度一般應(yīng)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(yīng)對(duì)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(yīng)妥善保存，防銹、防蝕，必要時(shí)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(yīng)有氧化皮、鐵銹、油污等。焊絲表面的清理，可在焊絲除銹機(jī)上進(jìn)行，在除銹的同時(shí)，還可矯直焊絲并裝盤。為了保證焊接質(zhì)量，焊劑在保存時(shí)，應(yīng)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(yīng)回收，下次使用前重新烘干。焊前的準(zhǔn)備工作是保證焊接質(zhì)量的前提，所以一定要把焊接前的準(zhǔn)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(duì)焊接質(zhì)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(duì)焊縫質(zhì)量也有影響。下面分別講述它們對(duì)焊縫質(zhì)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(shí)，電弧產(chǎn)生的熱量也增加，傳給焊件的熱量也增加，電弧對(duì)熔池的作用力也相應(yīng)在增強(qiáng)，所以熔深相應(yīng)隨之增加。同時(shí)，隨著焊接電流的增加，焊絲的熔化量也相應(yīng)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(dāng)焊接電流太大時(shí)，由于熔深較深，而焊縫寬度變化不大，會(huì)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(huì)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(shí)，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(zhì)量，在增加焊接電流的同時(shí)，必須相應(yīng)地提高電弧電壓，以保證相應(yīng)的焊縫寬度。5.2.電弧電壓當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí)，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(jié)果使焊縫的寬度增加。同時(shí)電弧長度的增加，會(huì)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(huì)降低。另外，由于弧長的增加，電弧擺動(dòng)作用會(huì)加劇，電弧對(duì)熔池的作用力相對(duì)減弱，從而使焊縫熔深變小。埋弧焊時(shí)，電弧電壓是依據(jù)焊接電流調(diào)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(shí)，不僅使熔深變小，產(chǎn)生未焊透，而且會(huì)導(dǎo)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(shí)，還應(yīng)適當(dāng)增加焊接電流。5.3.焊接速度當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊接速度增加時(shí)，焊接熱輸入量相應(yīng)減小，從而使焊縫的熔深也減小。同時(shí)，焊縫單位長度內(nèi)所得到的焊絲熔化量減少，所以焊縫的寬度及余高也相應(yīng)地減小，焊接速度太大時(shí)，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(zhì)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(shí)，也相應(yīng)提高焊接電流和電弧電壓，才能保證焊縫質(zhì)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(shí)，焊絲直徑不同，焊縫形狀會(huì)發(fā)生變化。其他條件不變，熔深與焊絲直徑成反比關(guān)系，但這種關(guān)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(shí)增加焊接電流的同時(shí)要增加電弧電壓，以保證焊縫成形質(zhì)量。5.4.2焊絲伸出長度當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊絲長度增加時(shí)，電阻也隨之增大，伸出部分焊絲所受到的預(yù)熱作用增加，焊絲熔化速度加快，結(jié)果使熔深變淺，焊縫余高增加。焊絲伸出太長，會(huì)使導(dǎo)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(duì)熔池的力和熱作用也不同，從而影響焊縫成形。當(dāng)焊絲后傾一定角度時(shí)，由于電弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了預(yù)熱作用，電弧對(duì)熔池的液態(tài)金屬排出作用減弱，而導(dǎo)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(dāng)其他焊接參數(shù)不變時(shí)，增加坡口的深度和寬度時(shí)，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(duì)接焊縫中，焊件的根部間隙增加，熔深也隨著增加。5.6.3