埋弧焊工艺综述
201130160248 材控金属许国祥
摘要：埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%左右，且多年来一直变化不大。虽然埋弧焊的分量所占不是很多，但因为其优点明显（生产效率高、焊缝质量好、劳动条件好），所以在造船，锅炉，化工容器，桥梁，起重机械，冶金机械制造业，海洋结构，核电设备中应用尤为广泛。
关键字：埋弧焊
一、埋弧焊的起源及发展
在19世纪二十年代，美国国家管道公司根据宾夕法尼亚州麦基斯波特的一家管道工厂的需要发明了埋弧焊技术。当时该技术用于焊接管道中的纵缝。1930年前苏联人Robinoff获得了该技术专利权，随后又将其卖给Linde气体产品公司，Linde气体产品公司将其更名为Unionmelf焊接技术。1938年，美国的船厂和军械厂都采用了埋弧焊技术。它是比较高效的焊接方法之一，到目前埋弧焊技术得到了进一步的发展和应用。经过几十年的发展，衍生出了双丝埋弧焊等工艺，到了80年代中期，双丝埋弧焊已在国际上成为主要焊接方法，而且在先进工业国家的应用比例越来越大。因双丝埋弧焊工艺比较复杂，我国关于其理论的研究尚不成熟，且现场操作人员对这项技术的掌握还处于起步阶段，各种因素对焊接接头最终性能的影响还有待进一步研究。
二、埋弧焊的原理及特点
图（1）是埋弧焊焊缝形成过程示意图。焊接电弧在焊丝与工件之间燃烧，电弧热将焊丝端部及电弧附近的母材和焊剂熔化。熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂成为溶渣。熔池受熔渣和焊剂蒸汽的保护，不与空气接触。电弧向前移动时，电弧力将熔池中的液体金属推向熔池后方。在随后的冷却过程中，这部分液体金属凝固成焊缝。熔渣则凝固成渣壳，覆盖于焊缝表面。熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，焊接过程中还与熔化金属发生冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分。
埋弧焊时，被焊工件与焊丝分别接在焊接电源的两极。焊丝通过与导电嘴的滑动接触与电源联接。焊接回路包括焊接电源、联接电缆、导电嘴、焊丝、电弧、熔池、工件等环节，焊丝端部在电弧热作用下不断熔化，因而焊丝应连续不断地送进，以保持焊接过程的稳定进行。焊丝的送进速度应与焊丝的熔化速度相平衡。焊丝一般由电动机驱动的送丝滚轮送进。随应用的不同，焊丝数目可以有单丝、双丝或多丝。有的应用中采用药芯焊丝代替实心焊丝，或是用钢带代替焊丝。
1—焊剂2—焊丝(电极) 3—电弧4—熔池5—熔渣6—焊缝7—母材
8—渣壳
图（1）埋弧焊焊缝形成过程示意图
埋弧焊有自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种方式。前者的焊丝送进和电弧移动都由专门的机头自动完成，后者的焊丝送进由机械完成，电弧移动则由人工进行。焊接时，焊剂由漏斗铺撒在电弧的前方。焊接后，未被熔化的焊剂可用焊剂回收装置自动回收，或由人工清理回收。
埋弧焊使用的焊接电流较大，电弧具有较强的穿透能力，厚度在12mm以下的板材，可以开I形坡口，采用双面焊接，即能达到全焊透的要求。厚度大于12mm 至20mm的板材，为了达到全焊透，在单面焊后，焊件背面应进行清根，再进行焊接。厚度超过20mm的板材，应开坡口进行焊接，焊缝坡口的形式与手弧焊基本相同，但应采用较大的钝边以避免烧穿，通常钝边应保持在5～6mm左右。
埋弧焊因采用较大的焊接电流，所以在第一层焊接时，液态熔渣和金属会从间隙中流失，造成焊缝成形不良，严重时甚至无法焊接。因此在正面焊接时，反面一定要采取防漏措施，常用的措施有：在熔剂垫上焊接、在临时工艺垫板上焊接、手弧焊封底和锁底焊等。
埋弧焊的主要有如下优点：
(1)所用的焊接电流大，相应输入功率较大。加上焊剂和熔渣的隔热作用，热效率较高，熔深大。工件的坡口可较小，减少了填充金属量。单丝埋弧焊在工件不开坡口的情况下，一次可熔透20mm。
(2)焊接速度高，以厚度8～10mm的钢板对接焊为例，单丝埋弧焊速度可达50～80cm／min，手工电弧焊则不超过10～13cm/min。
(3)焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池金属较慢凝固。液体金属与熔化的焊剂间有较多时间进行冶金反应，减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性。焊剂还可以向焊缝金属补充一些合金元素，提高焊缝金属的力学性能。
(4)在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果比其他电弧焊方法好。
(5)自动焊接时，焊接参数可通过自动调节保持稳定。与手工电弧焊相比，焊接质量对焊工技艺水平的依赖程度可大大降低。
(6)没有电弧光辐射，劳动条件较好。
埋弧焊的主要缺点：
(1)由于采用颗粒状焊剂，这种焊接方法一般只适用于平焊位置。其他位置焊接需采用特殊措施以保证焊剂能覆盖焊接区。
(2)不能直接观察电弧与坡口的相对位置，如果没有采用焊缝自动跟踪装置，则容易焊偏。
(3)埋弧焊电弧的电场强度较大，电流小于100A时电弧不稳，因而不适于焊接厚度小于1mm的薄板。
三、埋弧焊的工艺参数及其对焊缝形状的影响
埋弧焊时主要的焊接工艺参数是焊接电流、电弧电压和焊接速度；其次是焊丝直径、焊丝倾斜、焊件倾斜、间隙或坡口及焊剂粒度等。焊接工艺参数对焊缝形状的影响见表（1）。
表（1）焊接工艺参数对焊缝形状的影响
四、埋弧焊与手工电弧焊焊接电流的比较
在埋弧焊中，焊接电流是一个非常重要的工艺参数，它会直接影响到焊缝的熔深，从而决定焊缝的质量。若用同样直径的焊丝（条）与手弧焊相比，埋弧焊可以使用较大的焊接电流，见表6。这是因为埋弧焊时焊丝的伸出长度（导电嘴至焊丝末端的距离）比焊条短，通电时间少，产生的电阻热小，因而可以适当提高焊接
电流值，见图6。
表6 手弧焊和埋弧焊的焊接电流
五、埋弧焊的操作规范
1、操作技术
(1)对接直焊缝焊接技术
对接直焊缝的焊接方法有两种基本类型，即单面焊和双面焊。根据钢板厚度又可分为单层焊、多层焊，又有各种衬垫法和无衬垫法。以下介绍几种常用的焊接技术。
①焊剂垫法埋弧自动焊。在焊接对接焊缝时，为了防止熔渣和熔池金属的泄漏，采用焊剂垫作为衬垫进行焊接。焊剂垫的焊剂与焊接用的焊剂相同。焊剂要与焊件背面贴紧，能够承受一定的均匀的托力。要选用较大的焊接规范，使工件熔透，以达到双面成形。
②手工焊封底埋弧自动焊。对无法使用衬垫的焊缝，可先行用手工焊进行封底，然后再采用埋弧焊。
③悬空焊。悬空焊一般用于无破口、无间隙的对接焊，它不用任何衬垫，装配间隙要求非常严格。为了保证焊透，正面焊时要焊透工件厚度的40％～50％，背面焊时必须保证焊透60％～70％。在实际操作中一般很难测出熔深，经常是靠焊接时观察熔池背面颜色来判断估计，所以要有一定的经验。
④多层埋弧焊。对于较厚钢板，一次不能焊完的，可采用多层焊。第一层焊时，规范不要太大，既要保证焊透，又要避免裂纹等缺陷。每层焊缝的接头要错开，不可重叠。
(2)对接环焊缝焊接技术
圆形简体的对接环缝的埋弧焊要采用带有调速装置的滚胎。如果需要双面焊，第一遍需将焊剂垫放在下面简体外壁焊缝处。将焊接小车固定在悬臂架上，伸到筒体内焊下平焊。焊丝应偏移中心线下坡焊位置上。第二遍正面焊接时，在筒体外，上平焊处进行施焊。
(3)角接焊缝焊接技术
埋弧自动焊的角接焊缝主要出现在T形接头和搭接接头中。一般可采取船形焊和斜角焊两种形式。
(4)埋弧半自动焊
埋弧半自动焊主要是软管自动焊，其特点是采用较细直径(2mm或2mm以下)的焊丝，焊丝通过弯曲的软管送入熔池。电弧的移动是靠手工来完成，而焊丝的送进是自动的。半自动焊可以代替自动焊焊接一些弯曲和较短的焊缝，主要应用于角焊缝，也可用于对接焊缝。
2、埋弧焊的安全操作注意事项
(1)埋弧自动焊机的小车轮子要有良好绝缘，导线应绝缘良好，工作过程中应理顺导线，防止扭转及被熔渣烧坏。
(2)控制箱和焊机外壳应可靠的接地(零)和防止漏电。接线板罩壳必须盖好。
(3)焊接过程中应注意防止焊剂突然停止供给而发生强烈弧光裸露灼伤眼睛。所
以，焊工作业时应戴普通防护眼镜。
(4)半自动埋弧焊的焊把应有固定放置处，以防短路。
(5)埋弧自动焊熔剂的成分里含有氧化锰等对人体有害的物质。焊接时虽不像手弧焊那样产生可见烟雾，但将产生一定量的有害气体和蒸气。所以，在工作地点最好有局部的抽气通风设备。
六、埋弧焊的最新研究进展及发展趋势
埋弧焊是一种传统的焊接方法，在长期的应用中，为适应工业生产发展的需要，在不断改进常规埋弧焊的基础上，又研究、发展了一些新的、高效率的埋弧焊方法。现在介绍几种较为重要的埋弧焊新方法。
一、附加填充金属的埋弧焊
二、多丝埋弧焊
多丝埋弧焊是一种既能保证合理的焊缝成形和良好的焊接质量，又可以提高焊接生产率的有效方法。采用多丝单道埋弧焊焊接厚板时可实现一次焊透，其总的热输入量要比单丝多层焊时少。因此，多丝埋弧焊与常规埋弧焊相比具有焊接速度快、耗能省、填充金属少等优点。
三、带极埋弧焊
带极埋弧焊是由多丝（横列式）埋弧焊发展而成的。它用矩形截面的钢带取代圆形截面的焊丝作电极，不仅可提高填充金属的熔化量，提高焊接生产率，而且可增大焊缝成形系数，即在熔深较小的条件下大大增加焊道宽度，很适合于多层焊时表层焊缝的焊接，尤其适合于埋弧堆焊，因而具有很大的实用价值。四、窄间隙埋弧焊
窄间隙埋弧焊是近年来新发展起来的一种高效率的焊接方法。它主要适用于一些厚板结构，如厚壁压力容器、原子能反应堆外壳、涡轮机转子等的焊接。这些焊件壁厚很大，若采用常规埋弧焊方法，需开U形或双U形坡口，这种坡口的加工量及焊接量都很大，生产效率低且不易保证焊接质量。采用窄间隙埋弧焊时，坡口形状为简单的I形，不仅可大大减小坡口加工量，而且由于坡口截面积小，焊接时可减小焊缝的热输入和熔敷金属量，节省焊接材料和电能，并且易实现自动控制。
由以上的新工艺可以看出，这些年埋弧焊的主要朝着提高生产率、节省能源及材料和自动化生产的方向上发展，并且已经取得了相当大的突破，相信随着埋弧焊技术的逐渐成熟，它在生产中的比重会越来越大，为我们的生产和生活带来极大的方便。
参考文献：
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ZGGY-0924-2004 浙江精工钢结构有限公司 埋弧自动焊焊接施工工艺标准 （第二次修订版） 编制： 审核： 批准： 2003-09-25发布2004-10-01实施浙江精工钢结构有限公司重钢分公司发布
目录 1.总则 (1) 2.规范与标准 (1) 3.埋弧自动焊焊接技术 (1) 3.1埋弧自动焊焊接原理 (1) 3.2埋弧自动焊焊接施工工艺流程 (1) 3.3焊前准备工作 (1) 3.4埋弧自动焊焊接规范的选择 (1) 3.5埋弧自动焊焊接参考规范 (1) 4.埋弧自动焊质量控制 (1) 5.埋弧自动焊焊接质量自检规范 (1) 6.埋弧自动焊应注意的事项 (1)
第一部分：总则 《埋弧自动焊焊接施工工艺标准》（以下简称“本标准”）是由浙江精工钢结构建设集团有限公司（以下简称“精工”）贯彻了《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）、《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》(GB986-88)等，并根据操作人员素质、设备和工艺特点、以及多个工程的加工经验编制而成的企业标准。本标准若有与国家标准相抵触之处，则以国家标准为准。 本标准适用于工业与民用建筑钢结构工程中普通碳素结构钢和低合金钢结构钢的焊接。 本标准同设计详图和设计说明一起，作为本公司建筑工程的单层、多层、高层结构中钢板埋弧自动焊过程中必须执行的技术要求及检验标准。 本标准制定的主要目的是为了使生产工人及质量检查员在日常工作中使用方便，同时，也使操作者容易理解与掌握产品质量的要求，从而保证产品的质量。 为了提高本标准质量，请工厂各车间班组在执行过程中认真总结经验，积累资料，随时将有关意见和建议反馈给重钢技术部，以便做进一步修改、完善。 本标准自2004年11月01日起实施 本标准由浙江精工钢结构建设集团有限公司提出 本标准由重钢制造分公司技术部负责起草 本标准主要求起草人：万进鸿刘代龙
埋弧焊工艺参数及焊接技术 1. 影响焊缝形状、性能的因素 埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。下面我们主要讨论平焊位置的情况。1.1焊接工艺参数的影响影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。 <1）焊接电流 当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响(如图1所示>，无论是Y 形坡口还是I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。 图1 焊接电流与熔深的关系<φ4.8mm）
图2 焊接电流对焊缝断面形状的影响 a>I形接头b>Ｙ形接头 <2）电弧电压 电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊 剂不同， 电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图3所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。 图3电弧电压对焊缝断面形状的影响 a>I形接头b>Ｙ形接头
<3>焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接 熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图 5 所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量 图4 焊接速度对焊缝形成的影响 Ｈ－熔深Ｂ－熔宽 图５焊接速度对焊缝断面形状的影响 a>I形接头b>Ｙ形接头 <4>焊丝直径焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。表 1 所示的电流密度对焊缝形状尺寸的影响，从表中可见，其他条件不变，熔深与
1.3 埋弧焊工艺参数及焊接技术 1．3．1 影响焊缝形状、性能的因素 埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。本节主要讨论平焊位置的情况。 (1) 焊接工艺参数的影响影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。 1）焊接电流当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响(如图1所示)，无论是Y 形坡口还是I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹 图1 焊接电流与熔深的关系（φ4.8mm）
图2 焊接电流对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 2）电弧电压电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同，电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图3所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的 图3电弧电压对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 3)焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，
埋弧焊焊接参数选择标准 本标准所引用的技术规范与标准分为“执行技术规范与标准”和“参考技术规范与标准”两部分。 2.1执行技术规范与标准 2.1.1 GB50205-2002 《钢结构工程施工及验收规范》 2.1.2 GB986-88 《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》 2.1.3 JGJ81-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》 2.1.4 GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》 2.1.5 GB5293 《碳素钢埋弧焊用焊剂》 2.2参考技术规范与标准 2.2.1 《钢结构制作安装手册》 2.2.2 《建筑钢结构施工手册》 2.2.3 《焊接手册》 2.2.4 《钢结构工程施工工艺标准》 三部分：埋弧自动焊接技术 3.1焊接原理： 焊接电弧是在焊剂层下的焊丝与母材之间产生，电弧热使其周围的母材、焊丝和焊剂熔化以致部分蒸发，金属和焊剂的蒸发气体形成一个气泡，电弧就在这个气泡内燃烧。气泡上部被一层熔化了的焊剂——熔渣构成的外膜所包围，这层外膜以及覆盖在上面的未熔化的焊剂共同对焊接起隔离空气、绝热、和屏蔽光辐射作用。焊丝熔化的熔滴落下与已局部熔化的母材混合而构成金属熔池，部分熔渣因密度小而浮在熔池表面。随着焊丝向
前移动，电弧力将熔池中熔化金属推向熔池后方，在随后的冷却过程中，这部分熔化金属凝固成焊缝。熔渣凝固成渣壳，覆盖在焊缝金属表面上。在焊接过程中，熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，还与熔化金属发生冶金反应（如脱氧、去杂质、渗合金等），从而影响焊缝金属的化学成分。 3.2埋弧焊焊接施工工艺流程 ZGGY-0920-2004 3.3 焊前准备工作 3.3.1焊剂及焊丝的选择 根据目前钢结构的钢材类型，常用埋弧焊丝和焊剂的选择如下表：表3.1 3.3.2焊接材料的保管和使用 1 ZGGY-0920-2004 3.3.2.1焊剂的烘焙 埋弧焊用焊剂的烘焙温度如下表： 表3.2 3.3.2.2焊剂的保存 焊接低碳钢的熔炼焊剂在使用中放置时间不超过24h；焊接低合金钢的熔炼焊剂在使用中放置时间不超过8h；烧结焊剂经高温烘焙后，应转入100~150℃的低温保温箱中存放，从保温箱中取出时间不超过4h。 3.3.2.3焊剂的领用和使用 焊接所用的埋弧焊焊剂必须在二级库领取；埋弧焊过程中，未熔化的
弧焊焊接工艺及操作方法 一、焊前准备 1准备焊丝焊剂，焊丝就去污、油、锈等物，并有规则地盘绕在焊丝盘内，焊剂应事先烤干(250°C下烘烤1—2小时)，并且不让其它杂质混入。工件焊口处要去油去污去水。 2接通控制箱的三相电源开关。 3检查焊接设备，在空载的情况下，变位器前转与后转，焊丝向上与向下是否正常，旋转 焊接速度调节器观察变位器旋转速度是否正常；松开焊丝送进轮，试控启动按扭和停止 按扭，看动作是否正确，并旋转电弧电压调节器，观察送丝轮的转速是否正确。 4弄干净导电咀，调整导电咀对焊丝的压力，保证有良好的导电性，且送丝畅通无阻。 5按焊件板厚初步确定焊接规范，焊前先作焊接同等厚度的试片， 根据试片的熔透情况（X光透视或切断焊缝，视焊缝截面熔合情况）和表面成形，调整焊接规范，反复试验后确定最好的焊接规范。 6使电咀基本对准焊缝，微调焊机的横向调整手轮，使焊丝与焊缝对准。7按焊丝向下按扭，使焊丝与工件接近，焊枪头离工件距离不得小于15mm，焊丝伸出长度不得小与30mm。 8检查变位器旋转开关和断路开关的位置是否正确，并调整好旋转速度。 9打开焊剂漏头闸门，使焊剂埋住焊丝，焊剂层一般高度为30—50mm。 二、焊接工作 1按启动按扭，此时焊丝上抽，接着焊丝自动变为下送与工件接触摩擦并引起电弧，以保证电弧正常燃烧，焊接工作正常进行。 2焊接过程中必须随时观察电流表和电压表，并及时调整有关调节器（或按扭） 。使其符合所要求的焊接规范，在发现网路电压过低时应立刻暂停焊接工作，以免严重影响熔透质量，等网路电压恢复正常后再进行工作。在使用4mm焊丝时要求焊缝宽度>10mm，焊接沟槽时焊接速度≈15m/h，电压≈24V，电流≈300A，在接近表面时，电压>27V，电流≈450A。在焊接球阀时一般在焊第一层时尽量用低电压小电流，因无良好冷却怕升温过高损坏内件及内应力大。在焊第二层及以后一定通水冷却，电压及电流均可加大，以焊渣容易清理为好。 3焊接过程还应随时注意焊缝的熔透程度和表面成形是否良好， 熔透程度可观察工件的反 面电弧燃烧处红热程度来判断，表面成形即可在焊了一小段时，就去焊渣观察，若发现 熔透程度和表面成形不良时及时调节规范进行挽救，以减少损失。 4注意观察焊丝是否对准焊缝中心，以防止焊偏，焊工观察的位置应与引弧的调整焊丝时的位置一样，以减少视线误差，如焊小直径筒体的内焊缝时，可根据焊缝背面的红热情 况判断此电弧的走向是否偏斜，进行调整。 5经常注意焊剂漏斗中的焊剂量，并随时添加，当焊剂下流不顺时就及时用棒疏通通道，排除大块的障碍物。 三、焊接结束 1关闭焊剂漏斗的闸门，停送焊剂。 2、轻按（即按一半深，不要按到底）停止按扭，使焊丝停止送进，但电弧仍燃烧，以填满金属熔池，然后再将停止按扭按到底，切断焊接电流，如一下子将停止按扭按到底，不 但焊缝末端会产生熔池没有填满的现象，严重时此处还会有裂缝，而且焊丝还可能被粘
本标准所引用的技术规范与标准分为“执行技术规范与标准”和“参考技术规范 与标准”两部分。 2.1执行技术规范与标准 2.1.1 GB50205-2002 《钢结构工程施工及验收规范》 2.1.2 GB986-88 《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》 2.1.3 JGJ81-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》 过程中，这部分熔化金属凝固成焊缝。熔渣凝固成渣壳，覆盖在焊缝金属表面上。在焊接过程中，熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，还与熔化金属发生冶金反应（如脱氧、去杂质、渗合金等），从而影响焊缝金属的化学成分。 3.2埋弧焊焊接施工工艺流程
3.3.2焊接材料的保管和使用
3.3.2.1焊剂的烘焙 埋弧焊用焊剂的烘焙温度如下表：表3.2 3.3.2.2焊剂的保存 焊接低碳钢的熔炼焊剂在使用中放置时间不超过24h；焊接低合金钢的熔炼焊剂 e.焊咀的角度和位置准确。 3.3.5埋弧自动焊坡口的制备 根据钢板厚度和技术要求制备坡口，坡口尺寸符合工艺标准，要求使用半自动切 割坡口。 坡口加工完毕后，应对坡口面及周围50mm的范围内进行打磨，去除铁锈、氧化 皮及焊点等杂物。
3.3.6组装和定位焊 3.3.6.1接头的组装 接头的组装是指组合件或者分组件的装配，它直接影响焊缝质量、强度和变形。 应严格控制错边和间隙的允差，参照下表、 表3.3 头的始末端，从而保证焊缝质量均匀。引弧板材质应与母材相同，其坡口尺寸形状也应与母材相同。埋弧焊焊缝引出长度应大于60mm，其引弧、引出板的板宽不小于100mm，长度不小于150mm；引弧板及熄弧板的设置形式及点焊位置如下示意图所示：
埋弧焊工艺 1、悬空埋弧焊是一种不用任何衬托和辅助设备、装置的埋弧焊工艺方法，埋弧焊焊接电流大，电弧压力大，电弧穿透能力强，在无任何衬托和辅助装置情况下，易造成焊穿或液态金属流失；为防止焊穿，减小正面第一层焊接电流，造成第一层厚度减薄，在施焊背面第一层时，焊接电流受正面第一层厚度限制而无法增大，不能保证接头熔透，出现连续性中心未焊透、大气孔。其次，为排除未焊透、气孔等缺陷，须通过提高电弧穿透力来增加焊缝熔深，必须增加焊接电流，焊接电流增大时：一方面，若坡口较窄，限制了熔池扩展，熔池深度增加，电弧搅拌作用增强，熔渣卷入熔池不易上浮，同时，熔融金属过热，熔渣高温时间长，金属、渣界面处渣中阴离子长大，使熔渣质点移动困难，粘度增大，进一步阻碍了渣的浮出，渣与界面金属紧密结合，造成脱渣困难和夹渣；另一方面，电弧搅拌作用增强，熔渣高温存在时间长，强制冷却成型作用弱化，焊缝表面成型粗糙；尤其环缝焊接时，熔池运动结晶，焊缝尺寸更难控制，造成成型不良；其三焊丝熔化量增大，造成余高过高；同时，焊接大线能量条件下，焊缝、热影响区组织晶粒严重长大，使接头性能，尤其是韧性受到显著影响。如此，要改善悬空埋弧焊工艺应注意以下几方面问题：（1）降低每层热输入，保证接头性能。（2）保证焊透，防止焊穿、气孔、裂纹等缺陷产生；（3）改善表面成型，降低余高，提高焊缝表面质量；（4）背面不清根，减少层间清渣、打磨量，降低劳动强度，减少污染。考虑采用大坡口小钝边双面悬空埋弧焊工艺。 2、采用大坡口,小钝边双面悬空埋弧焊工艺方法，直流反接。以厚度8㎜、10㎜、12㎜、14㎜、16㎜、18㎜、20㎜、22㎜等常用于压力容器的16MnR试板、筒体及其钛／钢复合板筒体焊缝焊接作为跟踪考察对象，进行工艺试验和参数优化。 3 坡口加工，机械加工方法进行试板或产品纵、环焊缝坡口加工,，根据工件厚度,其接头坡口型式如图1所示: 4 焊接材料 选用H10Mn2焊丝配HJ431焊剂, 焊丝直径Φ3.2㎜\Φ4㎜,焊剂焊前经250℃,2小时烘干。 5 焊接工艺参数 开坡口工件焊接线能量相应不开坡口情况要小。第一层焊接电流选择应防止焊穿，即保证一定电流值，以保证熔化50%以上钝边；背面第一层焊接时，焊接电流在防止焊穿的情况下尽可能大，以保证熔深，从而排除未焊透和气孔缺陷；其它道次焊接采用中等电流多层(道)次焊接。参数选择上应注意焊接电流(I)、电压（U）、和速度（V）匹配，其焊
WELDING PROCEDURE SPECIFICATION(WPS)焊接工艺规程Yes[√] PREQUALIFIED免除评定QUALIFEID BY TESTING试验评定√or PROCEDURE QUALIFICATION RECORDS或工艺评定记录(PQR)Yes[ ] 焊接方法welding process 焊接方法welding process:自动埋弧焊(SAW)预热Preheat 预热温度Preheat Temp.Min 手工/机械manual/machine 自动/半自动: /semi-auto 接头形式j oint type 机械machine 自动auto 层间温度Interpass Temp 加 热方法Preheat Process::--- 焊接位置p osition 接头joint type:Butt (25+25)mm 衬垫backing: --- 根部间隙Root opening: 0~1 mm 背部清根B ack gouging: 6~8mm 母材B ase material 母材牌号m aterial spec: Q345B 执行标准standard : GB/T 1591 -2008 厚度thickness: 25mm 焊丝welding wire 牌号spec: EM13K AWS级别c lass:AWS A5.17 焊丝直径welding wire spec Φ4 mm 焊接位置welding position: 1G 角焊缝f illet weld: 立焊方向v ertical progression: --- 电特性e lectrical characteristics 电流类型current type:DC 极性power source:: EP 过渡形式transfer mode: --- 焊接技巧t echnique 焊接层数welding layer: 5~6 摆动方式weave bead:String 焊丝数量n umber of electrodes: 1 焊丝间距electrode spacing: 焊剂F lux c:焊丝伸出长度:wire extension20 mm 牌号spec: F7AO-EH14(SJ101) AWS级别c lass:AWS A5.17 保护气体Shielding gas 类型:type --- 混合比例composition: --- 流量flow rate; 焊枪角度w eld gun angle:86° 焊丝角度wire angle: °焊后热处理p ostweld treatment 温 度Temp.: --- 加热方式h eat process: --- 时间time: --- 焊角 Fillet weld leg mm 焊道/ 层数 Bead/layer 焊接电流 current 焊接电压 voltage V 焊接速度 welding接头详图Joint details 送丝速度 speed cm/min 电流 current A cm/min 255~6600~68036~4254~58 speed
1.3埋弧焊工艺参数及焊接技术 1. 3. 1??影响焊缝形状、性能的因素 埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位 置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。本 节主要讨论平焊位置的情况。 (1)焊接工艺参数的影响 影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、 电弧电压、 焊接速度和焊丝直径等。 1) 焊接电流 当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响(如图1所示)，无 论是Y 形坡口还是I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的 影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大， 易产生咼温裂纹 图2焊接电流对焊缝断面形状的影响 a)I 形接头 b) Y 形接头 2) 电弧电压 电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果 选用 的焊剂不同， 电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变 电弧电压对焊缝形状的影响如图 3所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热 裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流 调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧 电压的变化范围是有限的 图3电弧电压对焊缝断面形状的影响 a)I 形接头 b) Y 形接头 3) 焊接速度？???旱接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊 缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊 接速度成反比，如图 4所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图 5所示。焊接速 图1焊接电流与熔深的关系( 4.8mm )
埋弧焊工艺参数及焊接技术 1．3．1 影响焊缝形状、性能的因素 埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。本节主要讨论平焊位置的情况。 (1) 焊接工艺参数的影响影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。 1）焊接电流当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响(如图1所示)，无论是Y 形坡口还是I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。 图1 焊接电流与熔深的关系（φ）
图2 焊接电流对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 2）电弧电压电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同，电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图3所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。 图3电弧电压对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图 5 所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量。
埋弧自动焊接工艺 本工艺适用于板厚6~22mm的碳钢及高强度低合金钢焊接。 一.焊前准备 1.所焊产品的钢种及板材厚度按工艺要求选择焊丝牌号，焊丝直径及焊剂牌号，选用焊接规范。 2.检查埋弧焊机是否完好，电流表、电压表的正确性。 3.检查焊缝两端的始终点引弧板及灭弧板，其规格尺寸为80×80(mm)厚度≥母材。 4.焊件边缘加工和装配要求高，焊件边缘必须打磨清洁干净至光洁金属为止(距焊件边缘20mm处)，用砂轮机进性打磨。 5.焊件边缘加工必须平直，装配间隙均匀一致，高低平整，装配间隙＜1mm，两板高低差＜0.5mm。 6.定位焊缝间距300~400mm，焊缝长度15~20mm，A3钢使用J427焊条，16Mn钢使用J507焊条，并清除点焊焊渣。 二.焊丝与焊剂选用 1.焊丝与焊剂根据不同钢种的焊件进行选用(如表1)。 表1
2.焊丝直径根据板厚不同选用，＜10mm板厚选用直径4mm，≥ 12mm板厚选用5mm。 .1. 3.焊丝外表不得有油、锈存在，且应在干燥室存放。 4.焊剂使用前必须进行烘焙150~200℃×2后使用，使用剩余焊剂应重新烘焙。 三.焊接规范参数： 1.本规范适应于双面焊接板厚≤14mm可不开坡口焊接，板厚≥16mm 应开坡口，焊接坡口为65°±5°，根部8mm。 2. 板厚≥16mm正面焊后，反面进行用气刨扣槽，碳棒φ10mm，扣槽深度为6~7mm。 3.焊接规范参数如表2，船形角焊(平对接焊)如表3，平角焊如表4。 表2 焊接规范参数
注：以上规格指间隙在标准范围内，如间隙超差则焊接电流及速度应相应调整。 四.焊接(纵缝焊接)： 1.根据不同板厚用试板调试焊接规范，不允许在产品上边焊接边调试，防止未焊透现象生。 2.开始焊前应校核焊丝与焊缝对中，焊丝伸出长度应等于焊接时长 度，并把 .2. 指针纠正与焊丝对一直线。 3.起、熄弧应在引、熄弧板上进行，其起、熄焊缝长度不少于60mm。 表3 船形角焊
钢结构作业文件 文件编号： 版本号/修改次数： 埋弧焊焊接通用工艺 受控状态： 发放序号： 发布日期:2017.05.27 实施日期：2017.05.29 工艺编写
本标准所引用的技术规与标准分为“执行技术规与标准”和“参考技术规与标准”两部分。 2.1执行技术规与标准 2.1.1 GB50205-2002 《钢结构工程施工及验收规》 2.1.2 GB986-88 《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》 2.1.3 JGJ81-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》 2.1.4 GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规》 2.1.5 GB5293 《碳素钢埋弧焊用焊剂》 2.2参考技术规与标准 2.2.1 《钢结构制作安装手册》 2.2.2 《建筑钢结构施工手册》 2.2.3 《焊接手册》 2.2.4 《钢结构工程施工工艺标准》 三部分：埋弧自动焊接技术 3.1焊接原理： 焊接电弧是在焊剂层下的焊丝与母材之间产生，电弧热使其周围的母材、焊丝和焊剂熔化以致部分蒸发，金属和焊剂的蒸发气体形成一个气泡，电弧就在这个气泡燃烧。气泡上部被一层熔化了的焊剂——熔渣构成的外膜所包围，这层外膜以及覆盖在上面的未熔化的焊剂共同对焊接起隔离空气、绝热、和屏蔽光辐射作用。焊丝熔化的熔滴落下与已局部熔化的母材混合而构成金属熔池，部分熔渣因密度小而浮在熔池表面。随着焊丝向前移动，电弧力将熔池中熔化金属推向熔池后方，在随后的冷却过程中，这部分熔化金属凝固成焊缝。熔渣凝固成渣壳，覆盖在焊缝金属表面上。在焊接过程中，熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，还与熔化金属发生冶金反应（如脱氧、去杂质、渗合金等），从而影响焊缝金属的化学成分。 3.2埋弧焊焊接施工工艺流程
埋弧焊工艺参数及焊 接技术
1.3 埋弧焊工艺参数及焊接技术 1．3．1 影响焊缝形状、性能的因素 埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。本节主要讨论平焊位置的情况。 (1) 焊接工艺参数的影响影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。 1）焊接电流当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响(如图1所示)，无论是 Y 形坡口还是 I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹 图1 焊接电流与熔深的关系（φ4.8mm）
图2 焊接电流对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 2）电弧电压电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同，电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图3所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的
图3电弧电压对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图5 所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量 3)焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图 5 所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量
□1弧焊焊接工艺及操作方法 一、焊前准备 1准备焊丝焊剂，焊丝就去污、油、锈等物，并有规则地盘绕在焊丝盘内，焊剂应事先烤 干(250°C下烘烤1—2小时)，并且不让其它杂质混入。工件焊口处要去油去污去水。 2接通控制箱的三相电源开关。 3检查焊接设备，在空载的情况下，变位器前转与后转，焊丝向上与向下是否正常，旋转 焊接速度调节器观察变位器旋转速度是否正常；松开焊丝送进轮，试控启动按扭和停止 按扭，看动作是否正确，并旋转电弧电压调节器，观察送丝轮的转速是否正确。 4弄干净导电咀，调整导电咀对焊丝的压力，保证有良好的导电性，且送丝畅通无阻。 5按焊件板厚初步确定焊接规范，焊前先作焊接同等厚度的试片， 根据试片的熔透情况（X光透视或切断焊缝，视焊缝截面熔合情况）和表面成形，调整焊接规范，反复试验后确定最好的焊接规范。 6使电咀基本对准焊缝，微调焊机的横向调整手轮，使焊丝与焊缝对准。7按焊丝向下按扭，使焊丝与工件接近，焊枪头离工件距离不得小于15mm，焊丝伸出长度不得小与30mm。 8检查变位器旋转开关和断路开关的位置是否正确，并调整好旋转速度。 9打开焊剂漏头闸门，使焊剂埋住焊丝，焊剂层一般高度为30—50mm。 二、焊接工作 1按启动按扭，此时焊丝上抽，接着焊丝自动变为下送与工件接触摩擦并引起电弧，以保 证电弧正常燃烧，焊接工作正常进行。 2焊接过程中必须随时观察电流表和电压表，并及时调整有关调节器（或按扭） 。使其符合所要求的焊接规范，在发现网路电压过低时应立刻暂停焊接工作，以免严重影响熔透质量，等网路电压恢复正常后再进行工作。在使用4mm焊丝时要求焊缝宽度>10mm，焊接沟槽时焊接速度≈15m/h，电压≈24V，电流≈300A，在接近表面时，电压>27V，电流≈450A。在焊接球阀时一般在焊第一层时尽量用低电压小电流，因无良好冷却怕升温过高损坏内件及内应力大。在焊第二层及以后一定通水冷却，电压及电流均可加大，以焊渣容易清理为好。 3焊接过程还应随时注意焊缝的熔透程度和表面成形是否良好， 熔透程度可观察工件的反 面电弧燃烧处红热程度来判断，表面成形即可在焊了一小段时，就去焊渣观察，若发现 熔透程度和表面成形不良时及时调节规范进行挽救，以减少损失。 4注意观察焊丝是否对准焊缝中心，以防止焊偏，焊工观察的位置应与引弧的调整焊丝时 的位置一样，以减少视线误差，如焊小直径筒体的内焊缝时，可根据焊缝背面的红热情况判断此电弧的走向是否偏斜，进行调整。 5经常注意焊剂漏斗中的焊剂量，并随时添加，当焊剂下流不顺时就及时用棒疏通通道， 排除大块的障碍物。 三、焊接结束 1关闭焊剂漏斗的闸门，停送焊剂。 2、轻按（即按一半深，不要按到底）停止按扭，使焊丝停止送进，但电弧仍燃烧，以填满 金属熔池，然后再将停止按扭按到底，切断焊接电流，如一下子将停止按扭按到底，不 但焊缝末端会产生熔池没有填满的现象，严重时此处还会有裂缝，而且焊丝还可能被粘 在工件上，增加操作的麻烦。 3、按焊丝向上按扭，上抽焊丝，焊枪上升。 4、回收焊剂，供下次使用，但要注意勿使焊渣混入。
第四章埋弧焊 第一节埋弧焊的工作原理及特点 埋弧焊也是利用电弧作为热源的焊接方法。埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧不外露，埋弧焊由此得名。所用的金属电极是不间断送进的光焊丝。 一、工作原理 图4—1是埋弧焊焊缝形成过程示意图。焊接电弧在焊丝与工件之间燃烧，电弧热将焊丝端部及电弧附近的母材和焊剂熔化。熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂成为溶渣。熔池受熔渣和焊剂蒸汽的保护，不与空气接触。电弧向前移动时，电弧力将熔池中的液体金属推向熔池后方。在随后的冷却过程中，这部分液体金属凝固成焊缝。熔渣则凝固成渣壳，覆盖于焊缝表面。熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，焊接过程中还与熔化金属发生冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分。 埋弧焊时，被焊工件与焊丝分别接在焊接电源的两极。焊丝通过与导电嘴的滑动接触与电源联接。焊接回路包括焊接电源、联接电缆、导电嘴、焊丝、电弧、熔池、工件等环节，焊丝端部在电弧热作用下不断熔化，因而焊丝应连续不断地送进，以保持焊接过程的稳定进行。焊丝的送进速度应与焊丝的熔化速度相平衡。焊丝一般由电动机驱动的送丝滚轮送进。随应用的不同，焊丝数目可以有单丝、双丝或多丝。有的应用中采用药芯焊丝代替实心焊丝，或是用钢带代替焊丝。 1—焊剂2—焊丝(电极) 3—电弧4—熔池5—熔渣6—焊缝7—母材8—渣壳 图4—1 埋弧焊焊缝形成过程示意图 埋弧焊有自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种方式。前者的焊丝送进和电弧移动都由专门的机头自动完成，后者的焊丝送进由机械完成，电弧移动则由人工进行。焊接时，焊剂由漏斗铺撒在电弧的前方。焊接后，未被熔化的焊剂可用焊剂回收装置自动回收，或由人工清理回收。 二、埋弧焊的优点和缺点 1．埋弧焊的主要优点 (1)所用的焊接电流大，相应输入功率较大。加上焊剂和熔渣的隔热作用，热效率较高，熔深大。工件的坡口可较小，减少了填充金属量。单丝埋弧焊在工件不开坡口的情况下，一次可熔透20mm。 (2)焊接速度高，以厚度8～10mm的钢板对接焊为例，单丝埋弧焊速度可达50～80cm ／min，手工电弧焊则不超过10～13cm/min。
埋弧焊焊接工艺及操作方法 一、焊前准备 1、准备焊丝焊剂，焊丝需去除污、油、锈等物，并有规则地盘绕 在焊丝盘内，焊剂应事先烘干(250°C下烘烤1—2小时)，并且不让其它杂质混入。工件焊口处要去除油、污、水。 2、接通控制箱的三相电源开关。 3、检查焊接设备，在空载的情况下，变位器前转与后转，焊丝向 上与向下是否正常，旋转焊接速度调节器观察变位器旋转速度是否正常；松开焊丝送进轮，试控启动按扭和停止按扭，看动作是否正确，并旋转电弧电压调节器，观察送丝轮的转速是否正确。 4、清净导电咀，调整导电咀对焊丝的压力，保证有良好的导电性， 且送丝畅通无阻。 5、按焊件板厚初步确定焊接规范，焊前先作焊接同等厚度的试 片，根据试片的熔透情况（X光透视或切断焊缝，视焊缝截面熔合情况）和表面成形，调整焊接规范，反复试验后确定最好的焊接规范。 6、使电咀基本对准焊缝，微调焊机的横向调整手轮，使焊丝与焊 缝对准。 7、按焊丝向下按扭，使焊丝与工件接近，焊枪头离工件距离不得 小于15mm，焊丝伸出长度不得小与30mm。 8、检查变位器旋转开关和断路开关的位置是否正确，并调整好旋
转速度。 9、打开焊剂漏头闸门，使焊剂埋住焊丝，焊剂层一般高度为 30—50mm。 二、焊接工作 1、按启动按扭，此时焊丝上抽，接着焊丝自动变为下送与工件接 触摩擦并引起电弧，以保证电弧正常燃烧，焊接工作正常进行。 2、焊接过程中必须随时观察电流表和电压表，并及时调整有关调 节器（或按扭）。使其符合所要求的焊接规范，在发现网路电压过低时应立刻暂停焊接工作，以免严重影响熔透质量，等网路电压恢复正常后再进行工作。在使用4mm焊丝时要求焊缝宽度>10mm，焊接沟槽时焊接速度≈15m/h，电压≈24V，电流≈300A，在接近表面时，电压>27V，电流≈450A。在焊接球阀时一般在焊第一层时尽量用低电压小电流，因无良好冷却怕升温过高损坏内件及内应力大。在焊第二层及以后一定通水冷却，电压及电流均可加大，以焊渣容易清理为好。 3、焊接过程还应随时注意焊缝的熔透程度和表面成形是否良好， 熔透程度可观察工件的反面电弧燃烧处红热程度来判断，表面成形即可在焊了一小段时，就去焊渣观察，若发现熔透程度和表面成形不良时及时调节规范进行挽救，以减少损失。 4、注意观察焊丝是否对准焊缝中心，以防止焊偏，焊工观察的位 置应与引弧的调整焊丝时的位置一样，以减少视线误差，如焊小
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。 1 埋弧焊的原理及特点 一、埋弧焊的过程及原理 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。 二、埋弧焊的特点 1．埋弧焊的主要优点：（1）焊接生产率高；（2）焊缝质量好；（3）焊接成本较低；（4）劳动条件好； 2．埋弧焊的主要缺点：（1）难以在空间位置施焊；（2）对工件装配质量要求高；（3）不适合焊接薄板和短焊缝。 三、埋弧焊的分类及应用范围 埋弧焊的应用范围 （1）焊缝类型和焊件厚度凡是焊缝可以保持在水平位置、或倾斜度不大的工件，不管是对接、角接和搭接接头，都可以用埋弧焊焊接，如平板的拼接缝、圆筒形工件的纵缝和环缝、各种焊接结构中的角缝和搭接缝等。 埋弧焊可焊接的焊件厚度范围很大。除了厚度在5mm以下的焊件由于容易烧穿，埋弧焊用得不多外，较厚的焊件都适于用埋弧焊焊接。目前，埋弧焊焊接的最大厚度已达650mm。
（2）焊接材料种类随着焊接冶金技术和焊接材料生产技术的发展，适合埋弧焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属，如镍基合金、铜合金等。此外，埋弧焊还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。 2 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 1．焊丝 根据焊丝的成分和用途可将其分为碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝和不锈钢焊丝三大类，随着埋弧焊所焊金属种类的增加，焊丝的品种也在增加，目前生产中已在应用高合金钢焊丝、各种有色金属焊丝和堆焊用的特殊合金焊丝等新品种焊丝。 焊丝选用原则: 埋弧焊焊接低碳钢时，常用的焊丝牌号有H08、H08A、H15Mn等，其中以H08A的应用最为普遍。当工件厚度较大或对力学性能的要求较高时，则可选用含Mn量较高的焊丝。在对合金结构钢或不锈钢等合金元素较高的材料焊接时，则应考虑材料的化学成分和其它方面的要求，选用成分相似或性能上可满足材料要求的焊丝。 为适应焊接不同厚度材料的要求，同一牌号的焊丝可加工成不同的直径。埋弧焊常用的焊丝直径有2mm、3mm、4mm、5mm和6mm五种。 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。 按制造方法可将焊剂分为熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂三大类。
埋弧焊工艺参数及焊接技 术 Last revision on 21 December 2020
埋弧焊工艺参数及焊接技术 1．3．1影响焊缝形状、性能的因素 埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。本节主要讨论平焊位置的情况。 (1) 焊接工艺参数的影响影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。 1）焊接电流当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响(如图1所示)，无论是 Y 形坡口还是 I 形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变化成正比，即状的影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹 图1 焊接电流与熔深的关系（φ） 图2 焊接电流对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 2）电弧电压电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时，如果选用的焊剂不同，电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图3所示。电弧电压低，熔深大，焊缝宽度窄，易产生热
裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的 图3电弧电压对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 3)焊接速度焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4 所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图 5 所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时，熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量。 图4 焊接速度对焊缝形成的影响 Ｈ－熔深Ｂ－熔宽 图５焊接速度对焊缝断面形状的影响 a)I形接头b)Ｙ形接头 4)焊丝直径焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径不同，焊缝形状会发生变化。表 1 所示的电流密度对焊缝形状尺寸的影响，从表中可见，其他条件不变，熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随电流密度的增加而减弱，这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加，熔融金属后排困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高增加焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，以保证焊缝成形质量。 表 1 电流密度对焊缝形状尺寸的影响（U=30-32V，U w =33cm／min）
埋弧焊焊接工艺参数实验报告 一、试验目的： 由于埋弧焊焊机改造，原有工艺参数已不适用，需要重新摸索埋弧焊焊接参数，为保证产品质量提供依据。 二、实验方法及工艺： 1、试验方法及材料 本次试验采用了不同腹板厚度（4.5,5,6,8），不同焊接速度的焊接进行试验对比，具体焊接试验见下表。 表 1 试件 编号 试板厚度（mm ） 试板材质 试板尺寸（mm ） 接头形式 焊接速度（mm/min ） 焊丝直径/材质 上翼板/腹板 /下翼板 上翼板/腹板/下 翼板 上翼板/腹板/下翼板 1 8/4.5/8 700L/700L/700L 800*94/800*220/800*94 工字型角接 1600~1700 φ2.0 H08MnA 2 8/4.5/8 700L/700L/700L 800*94/800*220/800*94 工字型角接 1700~1800 3 8/4.5/8 700L/700L/700L 800*94/800*220/800*9 4 工字型角接 1800~1900 4 8/5/10 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 1500~1600 5 8/5/10 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*14 6 工字型角接 1600~1700 6 8/5/10 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 1700~1800 7 10/6/12 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 1200~1300 8 10/6/12 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 1300~1400 9 10/6/12 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 1400~1500 10 12/8/12 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 900~1000 11 12/8/12 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 1000~1100 12 12/8/12 700L/610L/700L 800*146/800*220/800*146 工字型角接 1100~1200 焊接接头形式：工字形角接