焊接工程基礎(chǔ)第三章課件

第三章埋弧焊

學(xué)習(xí)目標(biāo)明確埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；掌握焊絲和焊劑的選配；熟悉埋弧焊機(jī)的典型結(jié)構(gòu)和工作原理；了解埋弧焊技術(shù)的發(fā)展。

主要內(nèi)容第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用第二節(jié)埋弧焊機(jī)第三節(jié)埋弧焊技術(shù)2022/10/29第三章埋弧焊1第三章埋弧焊學(xué)習(xí)目標(biāo)2022/10/22第三章埋弧焊一、埋弧焊原理：在焊絲周圍撒上焊劑，接通電源，電流經(jīng)過導(dǎo)電嘴、焊絲和工件構(gòu)成焊接回路。引燃電弧后，周圍的焊劑熔化，部分焊劑分解蒸發(fā)、形成氣泡，電弧在氣泡中燃燒。熔化的焊劑與母材一起形成熔池。熔池上面覆蓋一層熔渣，熔渣上面是未熔化的焊劑。熔渣保護(hù)熔池，與熔池發(fā)生冶金反應(yīng)，影響焊縫化學(xué)成分。熔渣凝固溫度比液態(tài)熔池結(jié)晶溫度低，熔渣比液態(tài)金屬凝固遲，使得熔池中的氣體得以逸出，使焊縫不易產(chǎn)生夾渣和氣孔。未熔化焊劑起到隔離空氣、屏蔽電弧光、提高熱效率的作用。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用一、埋弧焊原理：在焊絲周圍撒上焊劑，接通電源，電流經(jīng)過導(dǎo)電嘴第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用二、埋弧焊的特點(diǎn)埋弧焊是指電弧掩埋在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。由于弧光不外露，稱為埋弧焊，英文縮寫SAW。2022/10/29第三章埋弧焊3埋弧自動(dòng)焊、焊劑層下自動(dòng)弧焊第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用二、埋弧焊的特點(diǎn)2022/12022/10/29第三章埋弧焊4埋弧焊焊縫形成過程示意圖1-焊劑2-焊絲3-電弧4-熔池金屬5-熔渣6-焊縫7-焊件8-渣殼第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊4埋弧焊焊縫形成過程示意圖主要優(yōu)點(diǎn)：（1）電弧性能獨(dú)特——焊縫質(zhì)量高、勞動(dòng)條件好。一方面由于埋弧焊的焊接參數(shù)通過電弧自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能夠保持穩(wěn)定，對焊工操作技術(shù)要求不高，因而焊縫成形好、成分穩(wěn)定；另一方面也與采用熔渣進(jìn)行保護(hù)，隔離空氣的效果好有關(guān)。埋弧自動(dòng)焊時(shí)，沒有刺眼的弧光，也不需要焊工手工操作。這既能改善作業(yè)環(huán)境，也能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。2022/10/29第三章埋弧焊5第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用主要優(yōu)點(diǎn)：2022/10/22第三章埋弧焊5第一節(jié)埋弧焊（2）弧柱電場強(qiáng)度高——設(shè)備調(diào)節(jié)性能好、焊接電流下限較高（適合粗絲大電流焊接）（3）節(jié)約金屬及電能厚度小于20mm板不需坡口，金屬飛濺損失少，電弧熱量損失少。（4）生產(chǎn)效率高埋弧焊所用的焊接電流可大到1000A以上，因而電弧的熔深能力和焊絲熔敷效率都比較大。2022/10/29第三章埋弧焊6第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用（2）弧柱電場強(qiáng)度高——設(shè)備調(diào)節(jié)性能好、焊接電流下限較高（適第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用主要缺點(diǎn)：（1）焊接適用的位置受到限制。由于采用顆粒狀的焊劑進(jìn)行焊接，因此一般只適用于平焊位置（俯位）的焊接，如平焊位置的對接接頭、平焊位置和橫焊位置的角接接頭以及平焊位置的堆焊等。對于其它位置，則需要采用特殊的裝置以保證焊劑對焊縫區(qū)的覆蓋。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用主要缺點(diǎn)：（2）焊接厚度受到限制。由于埋弧焊時(shí)，當(dāng)焊接電流小于100A時(shí)電弧的穩(wěn)定性通常變差，因此不適于焊接厚度小于1mm以下的薄板。（3）對焊件坡口加工與裝配要求較嚴(yán)。因?yàn)槁窕『覆荒苤苯佑^察電弧與坡口的相對位置，故必須保證坡口的加工和裝配精度，或者采用焊縫自動(dòng)跟蹤裝置，才能保證不焊偏。

（4）焊接材料和焊接長度受到限制。由于埋弧焊劑的氧化性，不能焊接還原性較強(qiáng)的Al、Ti等金屬。不適合短焊縫和空間位置有限的焊縫。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用（2）焊接厚度受到限制。由于埋弧焊時(shí)，當(dāng)焊接電流小于100A三、埋弧焊的應(yīng)用

2022/10/29第三章埋弧焊9焊接碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼及其復(fù)合鋼板、鎳基合金、銅合金以及耐磨、耐蝕合金的堆焊。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用埋弧焊具有生產(chǎn)效率高、焊縫質(zhì)量好、焊接熔深大、機(jī)械化程度高等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、船舶、橋梁、起重機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械以及海洋結(jié)構(gòu)、核電設(shè)備等制造，特別是當(dāng)用于中厚板、長焊縫的焊接時(shí)具有明顯的優(yōu)越性。三、埋弧焊的應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊9焊接碳素2022/10/29第三章埋弧焊10第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊10第一節(jié)埋弧焊的原理、2022/10/29第三章埋弧焊11第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊11第一節(jié)埋弧焊的原理、第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用四、埋弧焊的焊劑、焊絲及其選配埋弧焊用的焊接材料是焊劑和焊絲。焊劑的作用：起著隔離空氣、保護(hù)焊接金屬不受空氣侵害的作用對熔化金屬進(jìn)行冶金處理的作用。焊絲的作用：焊接時(shí)熔化進(jìn)入熔池，起到填充和合金化的作用尚未熔化的焊絲還起著導(dǎo)電的作用。當(dāng)被焊材料確定以后，焊縫的化學(xué)成分在很大程度上取決于焊劑和焊絲的選配，因此，正確選配焊劑和焊絲是埋弧焊工藝的一項(xiàng)重要內(nèi)容。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用四、埋弧焊的焊劑、焊絲及其選1、焊劑對焊劑的基本要求具有良好的保護(hù)性能和冶金特性具有良好的工藝性能(穩(wěn)弧、造渣、成形、脫渣)焊劑的分類按用途分：鋼用和有色金屬用按制造方法分：熔煉焊劑、燒結(jié)焊劑和粘結(jié)焊劑按化學(xué)成分分：通常按熔渣堿度分為堿性、酸性和中性

（根據(jù)MnO、SiO2和CaF2的含量劃分）按化學(xué)性質(zhì)分：氧化性、弱氧化性、惰性2022/10/29第三章埋弧焊13第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用1、焊劑2022/10/22第三章埋弧焊13第一節(jié)埋弧焊焊劑的型號(hào)與牌號(hào)熔煉焊劑2022/10/29第三章埋弧焊14<<第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用焊劑的型號(hào)與牌號(hào)2022/10/22第三章埋弧焊14<<第第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用燒結(jié)焊劑第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用燒結(jié)焊劑2、焊絲目前已有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、高合金鋼和各種有色金屬焊絲及堆焊用的特殊合金焊絲。焊絲直徑通常為1.6~6mm，焊絲表面應(yīng)當(dāng)干凈光滑，除不銹鋼和有色金屬外，各種低碳鋼和低合金鋼焊絲的表面最好鍍銅。鍍銅層不但可以防銹而且還可改善導(dǎo)電性能。2022/10/29第三章埋弧焊16第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2、焊絲2022/10/22第三章埋弧焊16第一節(jié)埋弧焊焊絲的牌號(hào)：第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用焊絲的牌號(hào)：第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用3、焊絲和焊劑的選配1）高硅焊劑→低碳鋼或者合金鋼a）高Si低Mn或無Mn焊劑/高M(jìn)n焊絲（1.5~1.9%）b）高Si中Mn焊劑/含Mn焊絲（0.8~1.1%）c）高Si高M(jìn)n焊劑/低碳鋼或含Mn焊絲2）中硅焊劑→合金結(jié)構(gòu)鋼3）低硅焊劑→高合金鋼（不銹鋼、熱強(qiáng)鋼）

第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用3、焊絲和焊劑的選配第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/29第三章埋弧焊19牌號(hào)H10Mn2第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊19牌號(hào)H10Mn2第一節(jié)第二節(jié)埋弧焊機(jī)埋弧焊機(jī)的主要功能：連續(xù)不斷地向焊接處送進(jìn)焊絲傳輸焊接電流沿接縫移動(dòng)電弧調(diào)控電弧的主要參數(shù)控制焊接的起動(dòng)與停止向焊接區(qū)送敷焊劑焊前調(diào)節(jié)焊絲端部位置2022/10/29第三章埋弧焊20第二節(jié)埋弧焊機(jī)埋弧焊機(jī)的主要功能：2022/10/22第三一、埋弧焊機(jī)分類按調(diào)節(jié)/送絲方式分類等速送絲式焊機(jī)、變速送絲式焊機(jī)按焊機(jī)用途分類通用焊機(jī)、專用焊機(jī)

按焊絲數(shù)量或形狀分類單絲、雙絲、多絲或帶狀電極埋弧焊機(jī)等。

按行走機(jī)構(gòu)形式分類焊車式、懸掛式、機(jī)床式、懸臂式以及門架式等。2022/10/29第三章埋弧焊21第二節(jié)埋弧焊機(jī)一、埋弧焊機(jī)分類2022/10/22第三章埋弧焊21第二節(jié)(a)焊車式(b)懸掛式(c)車床式(d)門架式(e)懸臂式2022/10/29第三章埋弧焊22第二節(jié)埋弧焊機(jī)(a)焊車式(b)懸掛式(c)車床式(d)門架式二、埋弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)埋弧焊機(jī)是由機(jī)械（送絲機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)）、電源和控制系統(tǒng)三個(gè)主要部分組成。2022/10/29第三章埋弧焊23第二節(jié)埋弧焊機(jī)二、埋弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)2022/10/22第三章埋弧焊23第二節(jié)1、機(jī)械結(jié)構(gòu)主要任務(wù)：送進(jìn)焊絲和移動(dòng)電弧、鋪撒焊劑。2022/10/29第三章埋弧焊24MZ-1000型埋弧自動(dòng)焊機(jī)焊接小車第二節(jié)埋弧焊機(jī)1、機(jī)械結(jié)構(gòu)2022/10/22第三章埋弧焊24MZ組成：送絲機(jī)頭、行走小車、送絲滾輪、導(dǎo)電嘴、機(jī)頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電嘴及焊絲盤、焊劑漏斗等

2022/10/29第三章埋弧焊25帶齒平頂帶齒弧形槽無齒V形槽粗焊絲雙主動(dòng)輪細(xì)焊絲單主動(dòng)輪第二節(jié)埋弧焊機(jī)組成：送絲機(jī)頭、行走小車、送絲滾輪、導(dǎo)電嘴、機(jī)頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)大多數(shù)焊機(jī)送絲和行走機(jī)構(gòu)采用直流電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。2022/10/29第三章埋弧焊26MZ-1000型小車機(jī)頭的調(diào)節(jié)自由度第二節(jié)埋弧焊機(jī)大多數(shù)焊機(jī)送絲和行走機(jī)構(gòu)采用直流電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。2022/12、埋弧焊電源埋弧焊機(jī)可配用交流或直流弧焊電源直流電源可更好地控制焊道形狀、熔深和焊接速度，也更容易引燃電弧。

通常直流電源適用于小電流、快速引弧、短焊縫、高焊速以及焊劑穩(wěn)弧性差、焊接參數(shù)穩(wěn)定性要求高的場合。

采用直流電源時(shí)，不同的極性將產(chǎn)生不同的效果。正接時(shí)焊絲的熔敷效率高，反接時(shí)焊縫熔深大。交流電源的熔絲熔敷效率及焊縫熔深介于直流正接與反接之間，而且次偏吹最小。因此當(dāng)焊接電流大或直流焊接時(shí)磁偏吹嚴(yán)重時(shí)就采用交流電源。2022/10/29第三章埋弧焊27第二節(jié)埋弧焊機(jī)2、埋弧焊電源2022/10/22第三章埋弧焊27第二節(jié)第二節(jié)埋弧焊機(jī)2、埋弧焊電源電源種類和極性應(yīng)與焊件的材質(zhì)及選用的焊劑相匹配。低碳鋼或低合金鋼選用高錳高硅低氟類焊劑時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用交流電源；若用低錳低硅高氟等焊劑，則應(yīng)配用直流反極性電源，以保證電弧穩(wěn)定及獲得較大的焊件熔深。埋弧焊多工作在電弧靜特性的水平段，電源的外特性為下降型。等速送絲調(diào)節(jié)式宜用緩降外特性電源；電弧電壓反饋式則應(yīng)選用陡降外特性電源；

細(xì)焊絲薄板采用平特性電源。由于埋弧焊弧柱電場強(qiáng)度較高，要求電源的空載電壓較高，一般在70~80V以上。電源額定電流一般在700～1000A。第二節(jié)埋弧焊機(jī)2、埋弧焊電源3、埋弧焊機(jī)控制系統(tǒng)

送絲與行走驅(qū)動(dòng)控制引弧和熄弧程序控制電源外特性控制大型專用焊機(jī)還包括橫臂升降、收縮、主柱旋轉(zhuǎn)、焊劑回收等控制系統(tǒng)?？刂圃虬惭b在控制箱里或安裝在焊車的控制盒和電源箱內(nèi)。2022/10/29第三章埋弧焊29第二節(jié)埋弧焊機(jī)3、埋弧焊機(jī)控制系統(tǒng)2022/10/22第三章埋弧焊29第2022/10/29第三章埋弧焊30(1)電路組成2022/10/22第三章埋弧焊30(1)電路組成（2）電路工作原理空載調(diào)整焊接起動(dòng)和停止2022/10/29第三章埋弧焊31M1第二節(jié)埋弧焊機(jī)（2）電路工作原理2022/10/22第三章埋弧焊31M1第三節(jié)埋弧焊技術(shù)一、常用埋弧焊(平焊位置)技術(shù)1、焊前準(zhǔn)備

坡口設(shè)計(jì)與加工：<14mm，一般可以不開坡口，

=14~22mm，一般開單面“V”形坡口，

=22~50mm時(shí)一般開雙“Y”形坡口。壓力容器還常采用“U”形或雙面“U”形坡口，以利于根部焊透并消除夾渣等缺陷。

焊前清理：采用手工或機(jī)械(噴砂)等方法予以清除。

裝配定位：間隙均勻，高低平整，直縫加引弧板及熄弧板。2022/10/29第三章埋弧焊32第三節(jié)埋弧焊技術(shù)一、常用埋弧焊(平焊位置)技術(shù)20222、平板對接雙面焊

技術(shù)要點(diǎn)：第一面焊保證足夠熔深，防止熔池流溢和燒穿。

常用工藝措施：小間隙懸空焊接法：間隙小于1mm且不開坡口焊劑墊法臨時(shí)工藝墊板法：薄鋼帶、石棉繩、石棉板等作工藝墊板2022/10/29第三章埋弧焊33第三節(jié)埋弧焊技術(shù)2、平板對接雙面焊2022/10/22第三章埋弧焊33第三3、平板對接單面焊雙面一次成形

使用較大的焊接電流和強(qiáng)制成形襯墊，在適當(dāng)?shù)钠驴凇㈤g隙條件下可以將焊件一次熔透，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形對接埋弧焊。一般用于25mm以下板厚的埋弧焊。

龍門壓力架-焊劑銅墊法2022/10/29第三章埋弧焊34第三節(jié)埋弧焊技術(shù)3、平板對接單面焊雙面一次成形2022/10/22第三章埋

水冷銅滑塊墊法

將一短的水冷銅滑塊，裝夾在焊件接縫背面，隨同電弧一起移動(dòng)，以強(qiáng)制焊縫反面成形。銅滑塊長度以保持熔池底部凝固不漏為限。2022/10/29第三章埋弧焊35第三節(jié)埋弧焊技術(shù)水冷銅滑塊墊法2022/10/22第三章埋弧焊35第三

熱固化焊劑襯墊法將板條狀熱固化焊劑緊貼于焊縫背面承托熔池，解決曲面對接焊縫的單面焊雙面成形這一難題。2022/10/29第三章埋弧焊36第三節(jié)埋弧焊技術(shù)熱固化焊劑襯墊法2022/10/22第三章埋弧焊36第三4、角接縫焊接

船形焊

將工件角焊縫的兩邊置于與垂直線各成45的位置，要求裝配間隙小于1~1.5mm。

橫角焊對接頭裝配間隙要求相對較低，焊絲偏角一般為20~30，每一單道焊縫的焊腳長度不能超過8mm×8mm。2022/10/29第三章埋弧焊37第三節(jié)埋弧焊技術(shù)4、角接縫焊接2022/10/22第三章埋弧焊37第三節(jié)5、主要缺陷2022/10/29第三章埋弧焊38第三節(jié)埋弧焊技術(shù)5、主要缺陷2022/10/22第三章埋弧焊38第三節(jié)2022/10/29第三章埋弧焊392022/10/22第三章埋弧焊39二、其它埋弧焊技術(shù)1、雙絲和多絲埋弧焊焊絲排列方式：縱列式、橫列式、直列式2022/10/29第三章埋弧焊40第三節(jié)埋弧焊技術(shù)二、其它埋弧焊技術(shù)2022/10/22第三章埋弧焊40第三串列雙弧埋弧焊

改變電弧電源2022/10/29第三章埋弧焊41直流-直流w第三節(jié)埋弧焊技術(shù)串列雙弧埋弧焊2022/10/22第三章埋弧焊41直流-直改變焊絲距離：單熔池、雙熔池改變焊絲直徑改變焊絲數(shù)量2022/10/29第三章埋弧焊42第三節(jié)埋弧焊技術(shù)改變焊絲距離：單熔池、雙熔池2022/10/22第三章埋弧單電源雙絲埋弧焊：

較高的熔覆速度熔深較小2022/10/29第三章埋弧焊43帶狀電極埋弧焊：焊接電流大電弧加熱面大稀釋率極低熔覆速度很高第三節(jié)埋弧焊技術(shù)單電源雙絲埋弧焊：2022/10/22第三章埋弧焊43帶狀2、附加熱絲、冷絲、鐵粉埋弧焊進(jìn)一步提高熔敷效率、降低熔深和稀釋率、甚至還可獲得特定成分的焊縫金屬。2022/10/29第三章埋弧焊44第三節(jié)埋弧焊技術(shù)2、附加熱絲、冷絲、鐵粉埋弧焊2022/10/22第三章埋3、窄間隙埋弧焊技術(shù)要點(diǎn)：常采用帶工藝墊板的打底焊。需用脫渣性良好的焊劑，常用高堿度燒結(jié)焊劑。采用焊絲橫向及高度方向自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)精確定位。設(shè)計(jì)專用導(dǎo)電嘴導(dǎo)入窄間隙根部又能自動(dòng)調(diào)節(jié)。窄間隙內(nèi)極易產(chǎn)生電弧磁偏吹，應(yīng)采用交流電源。要有合適的手段清除和修補(bǔ)焊接中出現(xiàn)的焊縫缺陷。2022/10/29第三章埋弧焊45第三節(jié)埋弧焊技術(shù)3、窄間隙埋弧焊2022/10/22第三章埋弧焊45第三節(jié)第三節(jié)埋弧焊技術(shù)三、埋弧焊工藝參數(shù)主要工藝參數(shù)：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、焊絲伸出長度、焊絲傾角、焊件傾斜。焊接電流：焊接電流增加，電弧吹力增強(qiáng)，焊縫厚度增大。熔絲速度加快，焊縫余高稍有增加。焊縫寬度變化不大。電流過大，容易產(chǎn)生咬邊或成型不良，熱影響區(qū)增大，甚至造成燒穿。電流過小，焊縫厚度減小，容易產(chǎn)生未熔透，電弧穩(wěn)定性差。電弧電壓：電弧電壓增加，焊縫寬度顯著增大，焊縫厚度與余高減小。電弧電壓越高，電弧越長，電弧擺動(dòng)越大，熱量損失越大。第三節(jié)埋弧焊技術(shù)三、埋弧焊工藝參數(shù)第三節(jié)埋弧焊技術(shù)焊接速度：焊接速度主要影響焊縫寬度和厚度。焊接速度增加，單位時(shí)間內(nèi)輸入熱量減少，焊縫寬度和厚度均大為下降。焊速過大，容易未熔透、咬邊、焊縫粗糙不平等。焊速過小，會(huì)形成蘑菇形焊縫。產(chǎn)生燒穿、夾渣、焊縫不規(guī)則等。焊絲直徑：直徑增大，電流密度減小。電弧擺動(dòng)加強(qiáng)，使焊縫寬度增加，深度減小。故同意的電流，細(xì)焊絲可獲得較大的焊縫深度。焊絲傾角：分前傾與后傾。后傾時(shí)，焊縫厚度和余高增大，前傾時(shí)，焊縫寬度增大，有效厚度減小。焊件傾斜：分上坡焊和下坡焊。上坡焊與后傾類似，焊縫深度和余高增加，焊寬減小。下坡焊與前傾類似，焊縫厚度和余高減小，焊寬變大。傾斜角<6~8?第三節(jié)埋弧焊技術(shù)焊接速度：焊接速度主要影響焊縫寬度和厚度作業(yè)1.埋弧焊機(jī)按送絲方式的分類及各適用于什么條件的焊接？2.焊劑按制造方法的分類？3.埋弧焊適用的材料和焊接位置？4何謂電弧自身調(diào)節(jié)作用和電弧電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)作用？5.埋弧焊的主要工藝參數(shù)對焊縫形狀及質(zhì)量有何影響？6.埋弧焊時(shí)，焊絲與焊劑的選配原則有哪些？48作業(yè)1.埋弧焊機(jī)按送絲方式的分類及各適用于什么條件的焊接？4第三章埋弧焊

學(xué)習(xí)目標(biāo)明確埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；掌握焊絲和焊劑的選配；熟悉埋弧焊機(jī)的典型結(jié)構(gòu)和工作原理；了解埋弧焊技術(shù)的發(fā)展。

主要內(nèi)容第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用第二節(jié)埋弧焊機(jī)第三節(jié)埋弧焊技術(shù)2022/10/29第三章埋弧焊49第三章埋弧焊學(xué)習(xí)目標(biāo)2022/10/22第三章埋弧焊一、埋弧焊原理：在焊絲周圍撒上焊劑，接通電源，電流經(jīng)過導(dǎo)電嘴、焊絲和工件構(gòu)成焊接回路。引燃電弧后，周圍的焊劑熔化，部分焊劑分解蒸發(fā)、形成氣泡，電弧在氣泡中燃燒。熔化的焊劑與母材一起形成熔池。熔池上面覆蓋一層熔渣，熔渣上面是未熔化的焊劑。熔渣保護(hù)熔池，與熔池發(fā)生冶金反應(yīng)，影響焊縫化學(xué)成分。熔渣凝固溫度比液態(tài)熔池結(jié)晶溫度低，熔渣比液態(tài)金屬凝固遲，使得熔池中的氣體得以逸出，使焊縫不易產(chǎn)生夾渣和氣孔。未熔化焊劑起到隔離空氣、屏蔽電弧光、提高熱效率的作用。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用一、埋弧焊原理：在焊絲周圍撒上焊劑，接通電源，電流經(jīng)過導(dǎo)電嘴第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用二、埋弧焊的特點(diǎn)埋弧焊是指電弧掩埋在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。由于弧光不外露，稱為埋弧焊，英文縮寫SAW。2022/10/29第三章埋弧焊51埋弧自動(dòng)焊、焊劑層下自動(dòng)弧焊第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用二、埋弧焊的特點(diǎn)2022/12022/10/29第三章埋弧焊52埋弧焊焊縫形成過程示意圖1-焊劑2-焊絲3-電弧4-熔池金屬5-熔渣6-焊縫7-焊件8-渣殼第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊4埋弧焊焊縫形成過程示意圖主要優(yōu)點(diǎn)：（1）電弧性能獨(dú)特——焊縫質(zhì)量高、勞動(dòng)條件好。一方面由于埋弧焊的焊接參數(shù)通過電弧自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能夠保持穩(wěn)定，對焊工操作技術(shù)要求不高，因而焊縫成形好、成分穩(wěn)定；另一方面也與采用熔渣進(jìn)行保護(hù)，隔離空氣的效果好有關(guān)。埋弧自動(dòng)焊時(shí)，沒有刺眼的弧光，也不需要焊工手工操作。這既能改善作業(yè)環(huán)境，也能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。2022/10/29第三章埋弧焊53第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用主要優(yōu)點(diǎn)：2022/10/22第三章埋弧焊5第一節(jié)埋弧焊（2）弧柱電場強(qiáng)度高——設(shè)備調(diào)節(jié)性能好、焊接電流下限較高（適合粗絲大電流焊接）（3）節(jié)約金屬及電能厚度小于20mm板不需坡口，金屬飛濺損失少，電弧熱量損失少。（4）生產(chǎn)效率高埋弧焊所用的焊接電流可大到1000A以上，因而電弧的熔深能力和焊絲熔敷效率都比較大。2022/10/29第三章埋弧焊54第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用（2）弧柱電場強(qiáng)度高——設(shè)備調(diào)節(jié)性能好、焊接電流下限較高（適第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用主要缺點(diǎn)：（1）焊接適用的位置受到限制。由于采用顆粒狀的焊劑進(jìn)行焊接，因此一般只適用于平焊位置（俯位）的焊接，如平焊位置的對接接頭、平焊位置和橫焊位置的角接接頭以及平焊位置的堆焊等。對于其它位置，則需要采用特殊的裝置以保證焊劑對焊縫區(qū)的覆蓋。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用主要缺點(diǎn)：（2）焊接厚度受到限制。由于埋弧焊時(shí)，當(dāng)焊接電流小于100A時(shí)電弧的穩(wěn)定性通常變差，因此不適于焊接厚度小于1mm以下的薄板。（3）對焊件坡口加工與裝配要求較嚴(yán)。因?yàn)槁窕『覆荒苤苯佑^察電弧與坡口的相對位置，故必須保證坡口的加工和裝配精度，或者采用焊縫自動(dòng)跟蹤裝置，才能保證不焊偏。

（4）焊接材料和焊接長度受到限制。由于埋弧焊劑的氧化性，不能焊接還原性較強(qiáng)的Al、Ti等金屬。不適合短焊縫和空間位置有限的焊縫。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用（2）焊接厚度受到限制。由于埋弧焊時(shí)，當(dāng)焊接電流小于100A三、埋弧焊的應(yīng)用

2022/10/29第三章埋弧焊57焊接碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼及其復(fù)合鋼板、鎳基合金、銅合金以及耐磨、耐蝕合金的堆焊。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用埋弧焊具有生產(chǎn)效率高、焊縫質(zhì)量好、焊接熔深大、機(jī)械化程度高等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、船舶、橋梁、起重機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械以及海洋結(jié)構(gòu)、核電設(shè)備等制造，特別是當(dāng)用于中厚板、長焊縫的焊接時(shí)具有明顯的優(yōu)越性。三、埋弧焊的應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊9焊接碳素2022/10/29第三章埋弧焊58第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊10第一節(jié)埋弧焊的原理、2022/10/29第三章埋弧焊59第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊11第一節(jié)埋弧焊的原理、第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用四、埋弧焊的焊劑、焊絲及其選配埋弧焊用的焊接材料是焊劑和焊絲。焊劑的作用：起著隔離空氣、保護(hù)焊接金屬不受空氣侵害的作用對熔化金屬進(jìn)行冶金處理的作用。焊絲的作用：焊接時(shí)熔化進(jìn)入熔池，起到填充和合金化的作用尚未熔化的焊絲還起著導(dǎo)電的作用。當(dāng)被焊材料確定以后，焊縫的化學(xué)成分在很大程度上取決于焊劑和焊絲的選配，因此，正確選配焊劑和焊絲是埋弧焊工藝的一項(xiàng)重要內(nèi)容。第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用四、埋弧焊的焊劑、焊絲及其選1、焊劑對焊劑的基本要求具有良好的保護(hù)性能和冶金特性具有良好的工藝性能(穩(wěn)弧、造渣、成形、脫渣)焊劑的分類按用途分：鋼用和有色金屬用按制造方法分：熔煉焊劑、燒結(jié)焊劑和粘結(jié)焊劑按化學(xué)成分分：通常按熔渣堿度分為堿性、酸性和中性

（根據(jù)MnO、SiO2和CaF2的含量劃分）按化學(xué)性質(zhì)分：氧化性、弱氧化性、惰性2022/10/29第三章埋弧焊61第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用1、焊劑2022/10/22第三章埋弧焊13第一節(jié)埋弧焊焊劑的型號(hào)與牌號(hào)熔煉焊劑2022/10/29第三章埋弧焊62<<第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用焊劑的型號(hào)與牌號(hào)2022/10/22第三章埋弧焊14<<第第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用燒結(jié)焊劑第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用燒結(jié)焊劑2、焊絲目前已有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、高合金鋼和各種有色金屬焊絲及堆焊用的特殊合金焊絲。焊絲直徑通常為1.6~6mm，焊絲表面應(yīng)當(dāng)干凈光滑，除不銹鋼和有色金屬外，各種低碳鋼和低合金鋼焊絲的表面最好鍍銅。鍍銅層不但可以防銹而且還可改善導(dǎo)電性能。2022/10/29第三章埋弧焊64第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2、焊絲2022/10/22第三章埋弧焊16第一節(jié)埋弧焊焊絲的牌號(hào)：第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用焊絲的牌號(hào)：第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用3、焊絲和焊劑的選配1）高硅焊劑→低碳鋼或者合金鋼a）高Si低Mn或無Mn焊劑/高M(jìn)n焊絲（1.5~1.9%）b）高Si中Mn焊劑/含Mn焊絲（0.8~1.1%）c）高Si高M(jìn)n焊劑/低碳鋼或含Mn焊絲2）中硅焊劑→合金結(jié)構(gòu)鋼3）低硅焊劑→高合金鋼（不銹鋼、熱強(qiáng)鋼）

第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用3、焊絲和焊劑的選配第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/29第三章埋弧焊67牌號(hào)H10Mn2第一節(jié)埋弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用2022/10/22第三章埋弧焊19牌號(hào)H10Mn2第一節(jié)第二節(jié)埋弧焊機(jī)埋弧焊機(jī)的主要功能：連續(xù)不斷地向焊接處送進(jìn)焊絲傳輸焊接電流沿接縫移動(dòng)電弧調(diào)控電弧的主要參數(shù)控制焊接的起動(dòng)與停止向焊接區(qū)送敷焊劑焊前調(diào)節(jié)焊絲端部位置2022/10/29第三章埋弧焊68第二節(jié)埋弧焊機(jī)埋弧焊機(jī)的主要功能：2022/10/22第三一、埋弧焊機(jī)分類按調(diào)節(jié)/送絲方式分類等速送絲式焊機(jī)、變速送絲式焊機(jī)按焊機(jī)用途分類通用焊機(jī)、專用焊機(jī)

按焊絲數(shù)量或形狀分類單絲、雙絲、多絲或帶狀電極埋弧焊機(jī)等。

按行走機(jī)構(gòu)形式分類焊車式、懸掛式、機(jī)床式、懸臂式以及門架式等。2022/10/29第三章埋弧焊69第二節(jié)埋弧焊機(jī)一、埋弧焊機(jī)分類2022/10/22第三章埋弧焊21第二節(jié)(a)焊車式(b)懸掛式(c)車床式(d)門架式(e)懸臂式2022/10/29第三章埋弧焊70第二節(jié)埋弧焊機(jī)(a)焊車式(b)懸掛式(c)車床式(d)門架式二、埋弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)埋弧焊機(jī)是由機(jī)械（送絲機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)）、電源和控制系統(tǒng)三個(gè)主要部分組成。2022/10/29第三章埋弧焊71第二節(jié)埋弧焊機(jī)二、埋弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)2022/10/22第三章埋弧焊23第二節(jié)1、機(jī)械結(jié)構(gòu)主要任務(wù)：送進(jìn)焊絲和移動(dòng)電弧、鋪撒焊劑。2022/10/29第三章埋弧焊72MZ-1000型埋弧自動(dòng)焊機(jī)焊接小車第二節(jié)埋弧焊機(jī)1、機(jī)械結(jié)構(gòu)2022/10/22第三章埋弧焊24MZ組成：送絲機(jī)頭、行走小車、送絲滾輪、導(dǎo)電嘴、機(jī)頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電嘴及焊絲盤、焊劑漏斗等

2022/10/29第三章埋弧焊73帶齒平頂帶齒弧形槽無齒V形槽粗焊絲雙主動(dòng)輪細(xì)焊絲單主動(dòng)輪第二節(jié)埋弧焊機(jī)組成：送絲機(jī)頭、行走小車、送絲滾輪、導(dǎo)電嘴、機(jī)頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)大多數(shù)焊機(jī)送絲和行走機(jī)構(gòu)采用直流電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。2022/10/29第三章埋弧焊74MZ-1000型小車機(jī)頭的調(diào)節(jié)自由度第二節(jié)埋弧焊機(jī)大多數(shù)焊機(jī)送絲和行走機(jī)構(gòu)采用直流電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。2022/12、埋弧焊電源埋弧焊機(jī)可配用交流或直流弧焊電源直流電源可更好地控制焊道形狀、熔深和焊接速度，也更容易引燃電弧。

通常直流電源適用于小電流、快速引弧、短焊縫、高焊速以及焊劑穩(wěn)弧性差、焊接參數(shù)穩(wěn)定性要求高的場合。

采用直流電源時(shí)，不同的極性將產(chǎn)生不同的效果。正接時(shí)焊絲的熔敷效率高，反接時(shí)焊縫熔深大。交流電源的熔絲熔敷效率及焊縫熔深介于直流正接與反接之間，而且次偏吹最小。因此當(dāng)焊接電流大或直流焊接時(shí)磁偏吹嚴(yán)重時(shí)就采用交流電源。2022/10/29第三章埋弧焊75第二節(jié)埋弧焊機(jī)2、埋弧焊電源2022/10/22第三章埋弧焊27第二節(jié)第二節(jié)埋弧焊機(jī)2、埋弧焊電源電源種類和極性應(yīng)與焊件的材質(zhì)及選用的焊劑相匹配。低碳鋼或低合金鋼選用高錳高硅低氟類焊劑時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用交流電源；若用低錳低硅高氟等焊劑，則應(yīng)配用直流反極性電源，以保證電弧穩(wěn)定及獲得較大的焊件熔深。埋弧焊多工作在電弧靜特性的水平段，電源的外特性為下降型。等速送絲調(diào)節(jié)式宜用緩降外特性電源；電弧電壓反饋式則應(yīng)選用陡降外特性電源；

細(xì)焊絲薄板采用平特性電源。由于埋弧焊弧柱電場強(qiáng)度較高，要求電源的空載電壓較高，一般在70~80V以上。電源額定電流一般在700～1000A。第二節(jié)埋弧焊機(jī)2、埋弧焊電源3、埋弧焊機(jī)控制系統(tǒng)

送絲與行走驅(qū)動(dòng)控制引弧和熄弧程序控制電源外特性控制大型專用焊機(jī)還包括橫臂升降、收縮、主柱旋轉(zhuǎn)、焊劑回收等控制系統(tǒng)?？刂圃虬惭b在控制箱里或安裝在焊車的控制盒和電源箱內(nèi)。2022/10/29第三章埋弧焊77第二節(jié)埋弧焊機(jī)3、埋弧焊機(jī)控制系統(tǒng)2022/10/22第三章埋弧焊29第2022/10/29第三章埋弧焊78(1)電路組成2022/10/22第三章埋弧焊30(1)電路組成（2）電路工作原理空載調(diào)整焊接起動(dòng)和停止2022/10/29第三章埋弧焊79M1第二節(jié)埋弧焊機(jī)（2）電路工作原理2022/10/22第三章埋弧焊31M1第三節(jié)埋弧焊技術(shù)一、常用埋弧焊(平焊位置)技術(shù)1、焊前準(zhǔn)備

坡口設(shè)計(jì)與加工：<14mm，一般可以不開坡口，

=14~22mm，一般開單面“V”形坡口，

=22~50mm時(shí)一般開雙“Y”形坡口。壓力容器還常采用“U”形或雙面“U”形坡口，以利于根部焊透并消除夾渣等缺陷。

焊前清理：采用手工或機(jī)械(噴砂)等方法予以清除。

裝配定位：間隙均勻，高低平整，直縫加引弧板及熄弧板。2022/10/29第三章埋弧焊80第三節(jié)埋弧焊技術(shù)一、常用埋弧焊(平焊位置)技術(shù)20222、平板對接雙面焊

技術(shù)要點(diǎn)：第一面焊保證足夠熔深，防止熔池流溢和燒穿。

常用工藝措施：小間隙懸空焊接法：間隙小于1mm且不開坡口焊劑墊法臨時(shí)工藝墊板法：薄鋼帶、石棉繩、石棉板等作工藝墊板2022/10/29第三章埋弧焊81第三節(jié)埋弧焊技術(shù)2、平板對接雙面焊2022/10/22第三章埋弧焊33第三3、平板對接單面焊雙面一次成形

使用較大的焊接電流和強(qiáng)制成形襯墊，在適當(dāng)?shù)钠驴?、間隙條件下可以將焊件一次熔透，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形對接埋弧焊。一般用于25mm以下板厚的埋弧焊。

龍門壓力架-焊劑銅墊法2022/10/29第三章埋弧焊82第三節(jié)埋弧焊技術(shù)3、平板對接單面焊雙面一次成形2022/10/22第三章埋

水冷銅滑塊墊法

將一短的水冷銅滑塊，裝夾在焊件接縫背面，隨同電弧一起移動(dòng)，以強(qiáng)制焊縫反面成形。銅滑塊長度以保持熔池底部凝固不漏為限。2022/10/29第三章埋弧焊83第三節(jié)埋弧焊技術(shù)水冷銅滑塊墊法2022/10/22第三章埋弧焊35第三

熱固化焊劑襯墊法將板條狀熱固化焊劑緊貼于焊縫背面承托熔池，解決曲面對接焊縫的單面焊雙面成形這一難題。2022/10/29第三章埋弧焊84第三節(jié)埋弧焊技術(shù)熱固化焊劑襯墊法2022/10/22第三章埋弧焊36第三4、角接縫焊接

船形焊

將工件角焊縫的兩邊置于與垂直線各成45的位置，要求裝配間隙小于1~1.5mm。

橫角焊對接頭裝配間隙要求相對較低，焊絲偏角一般為20~30，每一單道焊縫的焊腳長度不能超過8mm×8mm。2022/10/29第三章埋弧焊85第三節(jié)埋弧焊技術(shù)4、角接縫焊接2022/10/22第三章埋弧焊37第三節(jié)5、主要缺陷2022/10/29第三章埋弧焊86第三節(jié)埋弧焊技術(shù)5、主要缺陷2022/10/22第三章埋弧焊38第三節(jié)2022/10/29