埋弧自動焊工藝大全

一、埋弧自動焊概念
埋弧自動焊：是指利用連續送進的焊絲在焊劑層下產生電弧而自動進行焊接的方法。又稱焊劑層下自動電弧焊，簡稱埋弧焊。
埋弧焊自動焊接過程示意圖如圖6-2-34所示。
圖6-2-34 埋弧自動焊示意圖
焊接時，焊機送絲機構將光焊絲自動送進，在引弧板上引燃電弧，並保持一定的弧長，進行焊接。在焊絲前面，粒狀焊劑從漏斗中不斷流出，撒在工件接合處的表面上，電弧在焊劑層下面燃燒，熔化被焊工件、焊絲和焊劑，液態金屬形成熔池，熔化的焊劑??熔渣覆蓋在熔池表面。隨焊接小車沿著軌道均勻地向前移動（或小車不動，工件以勻速運動），電弧向前移動，前方金屬不斷熔化形成新的熔池，而其後面冷卻凝固形成焊縫，液態熔渣凝固形成渣殼，蓋在焊縫上面，最後電弧在引出板上熄滅，焊接結束。焊后將引弧板和引出板切掉，未熔化的熔劑可重新回收利用。
埋弧自動焊的縱向截面圖如圖6-2-35。
圖6-2-35 埋弧自動焊縱向截面圖
焊接電弧埋在焊劑層下面，電弧熱使工件、焊絲和焊劑熔化，以致部分蒸發。蒸發的氣體形成一個氣泡，電弧在氣泡內燃燒，氣泡上層被一層燒化了的焊劑??熔渣所構成的膜所包圍，該膜可以隔絕空氣與電弧和熔池的接觸，又可使弧光輻射不外射出來，同時可防止金屬熔滴向外飛濺。
二、埋弧自動焊設備
埋弧自動焊的設備有焊接電源，焊車和控制箱等三部分，其中埋弧自動焊的動作程序和焊接過程中弧長的自動調節，均由電氣控制系統來完成。
常用埋弧自動焊機型號有MZ-1000和MZ1-1000等，其中「MZ」表示埋弧焊機，「1000」表示額定電流為1000A，前者為電弧電壓反饋調節式，後者為等速送絲式。
1、埋弧自動焊機的分類：
（1）按用途分可分為通用和專用焊機。前者用於各種結構的對接、角接、環縫和縱縫等焊接生產；後者則只能用來焊接某些特定的金屬結構或焊縫。如埋弧自動角焊機。T形梁焊機。
（2）按送絲方式可分為等速送絲式和電弧電壓調節式焊機。前者適用於細焊絲或高電流密度的情況；後者適用於粗焊絲或低電流密度的情況。
（3）按行走機構形式分可分為小車式、門架式、懸臂式三種。小車式較常用，適合於焊接各種平板對接、角接及內外環縫；門架式適用於某些大型結構的平板對接、角接焊縫；懸臂式適用於大型工字梁，化工容器等圓筒、圓球形結構的縱縫和環縫焊接。
（4）按焊絲（電極或電弧）數量分可分為單絲、雙絲和多絲焊機。目前國內大都用單絲焊機。
2、埋弧自動焊焊接電源：
埋弧自動焊可採用交流或直流電源進行焊接。一般碳素鋼及低合金結構鋼配用「焊劑430」或「焊劑431」時均應優先採用交流電源。若用低錳低硅焊劑，必須採用直流才能保證電弧穩定。採用直流電源時，一般採用直流反接（以便獲得較大熔深）。
三、焊接材料
埋弧自動焊的焊接材料有焊絲和焊劑。
1、焊絲：焊接專用鋼絲，同焊條的焊芯同屬一個國家標準。
作用：（1）作為電極和填充金屬；
（2）滲合金、脫氧、去硫等冶金處理作用。
焊絲直徑為1.6～6mm，不同牌號焊絲不能混用。
焊絲在焊前應進行仔細清理，去除鐵鏽和油污等雜質，以防產生氣孔等缺陷。
2、焊劑
1）焊劑的作用：
（1）保護作用??焊劑熔化產生氣和渣，保護電弧和熔池。
（2）脫氧和滲合金作用。
2）焊劑的分類
（1）按製造方法分有熔煉焊劑（將原材料配好后在爐中熔煉而成，呈玻璃狀，顆粒強度高，化學成分均勻，不吸收水分，適於大量生產）和非熔煉焊劑（又稱陶質焊劑，是用礦石、鐵合金及粘接劑按一定比例配製成顆粒狀，經300～400℃乾燥固結而成。該類焊劑易於向焊縫金屬補充或添加合金元素、但顆粒強度較低，易吸潮）。非熔煉焊劑又分為粘結焊劑和燒結焊劑。
熔煉焊劑主要起保護作用；非熔煉焊劑除了保護作用外，還有滲合金、脫氧、去硫等冶金處理作用。
國內目前使用的絕大多數焊劑為熔煉焊劑
（2）按化學成分分有無錳焊劑、低錳焊劑、中錳焊劑和高錳焊劑
一般焊劑在使用前必須在250℃下烘乾，並保溫1～2左右。如HJ431。限用直流焊的焊劑使用前必須經300～400℃烘乾。保溫2h，烘乾后立即使用。
3）焊劑的牌號
牌號：「焊劑（HJ）×××」，其中「焊劑」兩字表示埋弧焊及電渣焊用焊劑。第一位數字錶示焊劑中氧化錳的含量，1—無錳；2—低錳；3—中錳；4—高錳；5—粘結型；6—燒結型。第二位數字錶示焊劑中二氧化硅，氟化鈣的含量，1—低硅低氟；2—中硅低氟；3—高硅低氟；4—低硅中氟；5—中硅中氟；6—高硅中氟；7—低硅高氟；8—中硅高氟。第三位數字錶示同一類型焊劑的不同牌號，按0、1、2、3…9順序排列。例如：焊劑131---表示第一號高硅低氟無錳型焊劑
3、焊劑和焊絲的選配
（1）低碳鋼焊接可選用高錳高硅型焊劑（HJ431），配合H08MnA焊絲，或選用低錳、無錳型焊劑（如HJ130、HJ230等），配H08MnA、H10Mn2焊絲。
（2）低合金高強度鋼焊接可選用中錳中硅（如HJ350）或低錳中硅（如HJ250）型焊劑配合適當低合金高強度鋼焊絲（如：H08MnMoA，H08Mn2MoA等）。
（3）耐熱鋼、低錳鋼、耐蝕鋼的焊接可選用中硅或低硅型焊劑配合相應的合金鋼焊絲。
（4）鐵素體、奧氏體等高合金鋼，一般選用鹼度較高的熔煉焊劑或燒結、粘結焊劑，以降低合金元素的燒損及滲加合金。
低碳鋼和低合金高強度鋼焊接應選擇與鋼材強度相匹配的焊絲；耐熱鋼和不鏽鋼的焊接應選擇與鋼材成分相近的焊絲。常用焊劑及配用焊絲如下表表6-3.
表6-3 埋弧常用熔煉焊劑牌號

四、埋弧自動焊工工藝：
1、焊前準備：包括厚焊件的坡口加工，焊接部位的清理及焊件的裝配等。
埋弧焊的焊接電流大，熔深大，故一般板厚小於14mm的鋼板可不開坡口；當焊件為14～22mm時，一般開「V」形坡口；厚度為22～50mm時可開「X」形坡口；對一些要求較高的焊件的重要焊縫，如鍋爐汽包等壓力溶器，一般多開「u」形坡口。加工后坡口邊緣必須平直焊前要清除坡口及其兩側的銹、油、水，以防止氣孔。
焊接裝配時，要保證組裝間隙均勻，高低平整不錯邊，在直縫焊裝時尚需加引弧板和熄弧板（或引出板），以保證焊縫質量（因引弧和斷弧處易產生缺陷），焊后再去掉。
如果不採用上述措施，則要求焊件在裝配時不留間隙或間隙很小，一般不超過1mm。
2、埋弧自動焊工藝
埋弧焊工藝參數主要有焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。一般電流越大，熔深就越大，生產率就高，電弧電壓高，焊縫熔寬就大。
對焊接厚20mm以下工件，可採用單面焊接，如設計要求也可雙面焊接。工件厚度超過20mm時，可進行雙面焊接，或者開坡口採用單面焊接。單面焊時為保持焊縫成形和防止燒穿，生產中常採用各種類型的焊劑墊與墊板，或者先用手弧焊封底等。
焊接筒體對接環縫時，工件以選定的焊速作旋轉（由滾輪架帶動旋轉），焊絲位置不動，為防止熔池中液態金屬流失，焊絲位置應逆旋轉方向偏離焊件中心線一定距離a。如圖5-2-36所示。設計要求雙面焊時，先焊內環縫，清根后再焊外環縫。
五、埋弧自動焊的特點：
1、優點
（1）生產率高（比焊條電弧焊提高5～10倍） ①允許採取大電流（可高達1000A以上）焊接；②焊劑和熔渣有隔熱作用，熱能利用率高，可以不開或少開坡口；③省工、省料，焊絲利用率高；④焊劑用量少，且便宜。
（2）焊接質量高且穩定??保護效果好，焊接規範可自動控制調正。
（3）勞動條件好??沒弧光，沒飛濺，勞動強度輕。
2、缺點
（1）主要適用於平焊，不適於焊空間位置焊縫。
（2）難以用來焊接Al、Ti等氧化性強的金屬及合金??因焊劑成分主要為MnO、SiO2等金屬及非金屬氧化物。
（3）只適於長直焊縫和大直徑（φ>500mm）環焊縫的焊接。
（4）不適合焊接厚度小於1mm的薄板??因其電流較大，電流小時，電弧穩定性不好。
（5）設備複雜，一次性投資較大，且對焊前準備工作要求較嚴格。
六、埋弧自動焊的應用
主要用於焊接各種鋼結構。可焊接的鋼種包括碳素結構鋼、低合金結構鋼、不鏽鋼、耐熱鋼及其複合鋼材等，還可用於在基體金屬表面堆焊耐磨、耐蝕合金。
適用於大批量生產的中、厚板結構的長直縫與較大直徑的環縫的平焊。