带极堆焊

带极堆焊原理
带极堆焊的原理主要利用等离子弧放电的高温能量，将合金粉末和工件表面同时熔化，形成均匀的涂层。

这种方式在工件表面创造出耐用的保护层，以应对各种恶劣工作环境和磨损情况。

此外，带极堆焊还利用了电渣堆焊的原理，通过持电流流过液态熔渣所发生的电阻热作为热源，将电极（焊丝或板极）和工件表面消融，冷却后形成堆焊层。

具体过程包括引燃电弧、使焊剂消融组成渣池、电弧燃烧并过渡到熔渣电阻热、金属熔池和熔渣上升并冷却成形等步骤。

以上内容仅供参考，如需更准确全面的信息，建议查阅带极堆焊相关书籍或咨询专业人士。

带极堆焊技术的应用和发展现状摘要：本文简要介绍带极堆焊的基本原理，并分别对埋弧带极堆焊和电渣堆焊进行以下几方面综述:工艺因素对焊缝成型的影响，磁控技术和应用领域。

最后指出带极堆焊存在的不足和发展趋势。

关键词：带极堆焊；应用；发展0序言堆焊是指将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。

因此，堆焊既可用于修复材料因服役而导致的失效部位，亦可用于强化材料或零件的表面，其U的都在于延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本⑴。

堆焊技术的显著特点是堆焊层与母材具有典型的冶金结合，堆焊层在服役过程中的剥落倾向小，而且可以根据服役性能选择或设计堆焊合金，使材料或零件表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、耐辐射等性能，在工艺上有很大的灵活性。

山于带极堆焊具有熔敷率高和稀释率低的特点，适合于平面或曲面堆焊。

因此带极堆焊是压力容器内罹大面积不锈钢堆焊的重要方法。

对于不锈钢管件或傑基合金构件，在许多应用场合需要能够防止腐蚀。

但是，较高的成本在许多情况下使这些材料的堆焊一层保护层以满足使用要求。

因此，在压力容器产品制造过程中，常会用到堆焊技术，堆焊有效节约贵重金属的损耗，而带极堆焊因为其高效，焊接质量好而广受好评。

因其具有技术和经济的优势，近儿年来在石油化工、核电制造和海洋平台等领域得到广泛的应用W1带极堆焊技术带极堆焊的基本原理如图1所示，是利用“金属带”代替焊丝作为电极，在熔炼型焊剂或陶质焊剂层下进行的一种焊接方法。

带极堆焊从堆焊过程来讲，可分为带极埋弧堆焊和带极电渣堆焊法。

其中，带极电渣堆焊是在带极埋弧堆焊基础上发展起来的⑺。

图1带极堆焊原理示意图2带极堆焊特点2. 1带极埋弧堆焊的特点带极埋弧堆焊施焊时，电弧在带极端部来回移动。

山于带极产生的电阻热小，因而可以使用大电流堆焊使带极堆焊具有较高的生产率。

带极堆焊能将熔深控制在1mm以内，因而稀释率很低，熔池上的焊剂可以保护焊接熔池并且焊缝表面成形良好.因而堆焊层质量较高⑻。

厚壁筒体带极堆焊工艺厚壁筒体带极堆焊工艺是一种复杂的焊接工艺，它由厚壁筒体、极堆开环等部分组成。

这种焊接工艺被广泛应用于电气机械、船舶及钢铁等行业，它的特点使焊接更加稳定、牢固耐用，可以节约材料和减少成本。

厚壁筒体带极堆焊工艺适用于多种材料，具有耐腐蚀性和热稳定性，适用于厚壁筒体和中厚壁筒体的焊接，可以保证能量分布均匀，提高焊接性能。

厚壁筒体带极堆焊工艺的制作原理：极堆的开环让焊缝的形状和位置发生变化，使焊缝处的金属少量凝固，焊缝处的熔池更加深，使焊接质量较高。

接等离子焊机的电弧的安定性好，可以更加准确的控制焊接温度，使焊缝的深度与大小更加精确，焊接后的焊缝更加均匀，可以使其质量较高。

厚壁筒体带极堆焊工艺在焊接过程中，极堆的开环首先要安装在焊缝的两侧，然后控制电弧的强度以及极堆的深度和速度，使焊缝变得更加深厚稳定。

这种工艺除了有效地节约材料之外，还可以降低焊接成本，提高焊接质量。

此外，极堆的开环还会影响焊缝的深度，当焊缝的深度太深的时候，极堆的开环可以控制焊缝的深度，使焊缝更加稳定均匀。

厚壁筒体带极堆焊工艺的优点：（1）可以有效节约材料，减少焊接成本，提高整体质量；（2）厚壁筒体带极堆焊工艺可以保证焊接质量，使焊缝更加均匀，牢固耐用；（3）控制极堆的开环可以控制焊缝的深度，使焊缝更加稳定均匀；（4）可以更加准确的控制焊接温度，提高焊接性能；（5）适用于多种材料，具有耐腐蚀性和热稳定性。

然而，厚壁筒体带极堆焊工艺也有自身的缺陷，如焊接时间太长、极堆的开环不够均匀以及焊接熔池不够活跃等，都会影响焊接质量。

因此，在使用厚壁筒体带极堆焊工艺时，应当控制好极堆的开环，选择合适的焊接过程，控制焊接温度以及焊接时间，以保证焊接质量。

只有在做到这些前提下，我们才能实现真正的持久和稳定的焊接效果。

带极堆焊实验报告一、实验目的本次实验旨在探究带极堆焊的工艺特性，包括焊接过程、焊缝质量、焊接参数对焊缝性能的影响等，为实际工程应用提供理论依据。

二、实验设备与材料焊接设备：带极堆焊机焊接材料：不锈钢带极、填充材料试件材料：Q235钢三、实验步骤准备试件：将Q235钢板切割成适当尺寸的试件，保证试件平整、无锈迹。

焊接参数设定：根据实验要求，设定带极堆焊机的焊接电流、焊接速度、电极压力等参数。

焊接操作：将不锈钢带极放置在试件上，启动堆焊机进行焊接。

观察焊接过程，记录相关参数。

焊缝质量检测：采用外观检查、无损检测等方法对焊缝质量进行检测，记录检测结果。

焊缝性能测试：根据实验要求，对焊缝进行拉伸、弯曲等性能测试，记录测试结果。

数据分析：对实验数据进行分析，绘制图表，总结实验结果。

四、实验结果与数据分析焊接过程观察：观察带极堆焊的焊接过程，发现焊接过程中焊缝均匀，无明显的飞溅和气孔。

电极压力适中，焊接速度均匀。

焊缝质量检测：经过外观检查和无损检测，发现焊缝表面光滑，无裂纹、气孔等缺陷。

焊缝宽度适中，符合工艺要求。

焊缝性能测试：对焊缝进行拉伸、弯曲等性能测试，发现焊缝具有良好的力学性能。

拉伸实验中，焊缝无断裂现象，弯曲实验中，焊缝无开裂现象。

具体数据见下表：序号焊接电流(A) 焊接速度(mm/s) 电极压力(N) 拉伸强度(MPa) 弯曲角度(°)1 150 5 200 350 1802 180 6 250 400 1803 200 7 300 450 180根据实验数据，可以得出以下结论：在适当的焊接参数下，带极堆焊能够获得高质量的焊缝。

本实验中，焊接电流、焊接速度和电极压力等参数的合理搭配，使得焊缝均匀、光滑，无缺陷。

焊接参数对焊缝性能有显著影响。

随着焊接电流的增加，焊缝的拉伸强度逐渐提高。

同时，焊接速度和电极压力也会影响焊缝的性能。

在实验范围内，适当的焊接速度和电极压力可以提高焊缝的力学性能。

带极电渣堆焊是目前国际上先进的堆焊工艺，由于电渣带极堆焊与埋弧带极堆焊相比以其熔深浅，母材稀释率低，焊道成形好，熔敷效率高等优点被广泛应用于石化及核电产品的筒体、封头等的耐腐蚀堆焊。

但由于大面积的堆焊需要有稳定的焊接质量保证，而影响电渣堆焊焊道质量的因素很多，必须综合考虑。

这就需要在制定焊接工艺之前的焊接试验中对影响带极堆焊质量的每个重要环节进行严格控制，合理选用其堆焊工艺参数和堆焊工艺措施，才能够获得良好的堆焊质量和堆焊效果，从而制定出完善的焊接工艺。

1 电源特性的选择电源外特性的选择是个重要因素。

一般应选用平特性电源，等速送丝系统。

由于网络电压波动时，平特性电源的焊接电压变化较下降特性为小。

另外，平特性电源的电压变化很小而电流变化较大，致使焊接过程自调节性能好，送丝速度波动小，电弧电压稳定。

而电渣过程的稳定对电压变化比较敏感。

因此，电渣堆焊必须选用平特性电源，这样可保证电渣过程的稳定，控制了焊道的堆高和熔深，从而达到控制焊道质量的目的。

根据带宽目前一般选用的是瑞典伊萨公司的焊接电源AF1600A和LAF1250A。

如采用更大的带宽进行电渣带极堆焊，则需要两台电源并联使用。

2 焊接规范参数的控制试验证明，焊接规范参数对堆焊层的熔深影响很大。

焊接电流，焊接电压，焊接速度是焊接规范中最主要的三个参数，这三个参数合理匹配，才能使焊接过程稳定。

既能满足堆焊熔敷金属的厚度及性能要求，又能获得良好的表面成形。

因此，选择合理的焊接规范是研究中的一项重要工作。

2．1 焊接电流焊接电流对电渣过程的建立，焊道堆高，母材熔深以及焊道成形均有较大影响。

电流太小，不利于引弧造渣，且焊道堆高太小；电流太大，虽然能够很好的保证电渣过程的稳定，但随着热输入量的增加，使熔深增加，稀释率变大，进而影响焊道的化学成分，同时为防止咬边就得加大磁控电流。

焊剂的化学成分不同，建立稳定的电渣过程所需的焊接电流范围也不相同。

2．2 焊接电压电渣过程对电压比较敏感，焊接电压低，引弧困难，不利于渣池的建立。

壳体内璧带极堆焊技术1．2．2．2壳体内璧带极堆焊技术在石化行业的一些临氢设备和核容器及尿素设备中，内壁往往要求堆焊奥氏体不锈钢。

对于大面积堆焊而言，手工电弧焊和丝极自动堆焊不但效率低、堆焊层内部和表面质量差，而且在堆焊层与基层母材结合处往往易产生缺陷，因此带极自动堆焊技术应运而生，被广泛地用于容器内壁大面积堆焊之中。

带极自动堆焊具有效率高、堆焊层内部质量均匀、堆焊表面平整光滑等特点，而且由于稀释率较低，堆焊金属与基体母材之间的结合面处不易产生焊接缺陷和发生质量问题。

从堆焊方法原理上讲，带极堆焊可以分为埋弧自动堆焊和电渣堆焊两种。

电渣堆焊具有焊接熔深浅、稀释率低、堆焊层表面更加平整光滑等优点。

若焊带尺寸较宽时必须加磁控头，否则堆焊难以成型。

另外由于其焊接熔深浅，热输入量大，在容器使用时，堆焊层产生氢剥离的机率也较大。

一般来讲当焊带尺寸为0.4×75(厚×宽)及更小时，电渣堆焊层不会产生氢剥离。

因此，为确保堆焊层质量和容器运行中不出现问题，当采用大尺寸焊带堆焊时，推荐过渡层采用熔深较大的埋弧自动焊，而为使堆焊层表面平整光滑，表层堆焊时易采用电渣堆焊。

堆焊使用的焊带尺寸，国内已使用到最大达75mm宽的焊带，而国外最大已使用到150mm宽。

容器内壁堆焊层一般采用过渡层加表层的双层或多层堆焊，但对某些容器，根据需要，也已成功开发出单层浅熔深电渣堆焊技术。

堆焊用的材料大多使用进口焊带和焊剂，现在国产焊带和焊剂的质量也在逐步提高，已接近进口堆焊焊材的质量水平，并在一些容器制造厂广泛应用。

1．2．2．3小直径管内壁氩弧堆焊技术过去，小口径管内壁不锈钢堆焊，都采用手工电弧焊方法，不但效率低、堆焊质量不易保证，而且对于直径小、长度较长的接管无法实现内壁堆焊。

80年代中期，兰石厂首先从日本爱知公司购置了一台小接管内壁丝极氩弧焊设备，随着这一先进技术的开发，彻底解决了细而长且直径较小的接管内壁无法进行不锈钢堆焊的难题，它可以实现内径φ50mm以上的接管内壁堆焊，其堆焊效率高，堆焊质量好，堆焊层表面平整美观，完全达到国外小接管内壁堆焊的工艺水平。

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在进行带极堆焊操作之前，必须做好充分的准备。

1. 确定焊接材料：根据具体的焊接要求和工件材质，选择合适的带极、焊剂等材料。

先进的带极堆焊技术1．宽带极电渣堆焊技术（1）产生背景石油化工行业的加氢反应器、原流合成塔、煤液化反应器及核电站的厚壁压力容器等内表面均需大面积堆焊耐高温，抗氧及硫化氢等腐蚀的不锈钢衬里。

70年代，在该领域内，国内外大量采用了带极埋弧堆焊（SAW）技术。

带极的宽度也从窄带向60mm、90mom、120mm、150mm的宽带方向发展。

该技术在稀释率和熔敷速度上比丝极埋弧焊有了长足的进步，但随着压力容器日趋大型化、高参数化，促使堆焊技术向更优质更高效的方向发展。

70年代初，德国首先发明，后被日、美、前苏联等国进一步完善的带极电渣堆焊技术由于它具有比带极埋弧难焊更高的生产效率、更低的稀释率和良好的焊缝成形等优点，近年来在国内外得到迅速发展和较普遍的应用。

（2）技术内容和技术关键带极电渣夫焊是利用导电熔渣的电阻热熔化堆焊材料和母材的，除引现阶段外，整个堆焊过程应设有电弧产生。

为了获得稳定的电渣堆焊过程，有以下几个技术关键：1）焊接电源。

在电渣堆焊过程中，渣池的稳定性对堆焊质量影响极大，而电压的波动又是影响渣池稳定性的最关键因素，故希望堆焊过程电压波动最小，因此要求选用恒压特性的直流电源。

此外，电源应具有低电压，大电流输出、控制精度高、较强的补偿网路电压波动的能力和可靠的保护性能。

电源的额定电流视所用带宽而异，一般对60mm×0.5mm带极，额定电流为1500A，90mm×0.5mm为2000A，120mm×0.5mm为25O0A。

2）焊剂。

获得稳定电渣过程的另一个必要条件是焊剂必须具有良好的导电性。

一般电渣堆焊焊剂的电导率需达2～3Ω-1cm-1，为普通埋弧焊焊剂的4～5倍。

目前国内外采用的电渣焊剂多为烧结型。

焊剂电导率的大小，取决于焊剂组分中氯化物（NaF、CaF2、Na3AIF6等）的多少，当氯化物（质量分数）少于40％，堆焊过程为电弧过程，在40％～50％范围大致是电弧、电渣联合过程；当氯化物大于50％后，可形成全电渣过程。