埋弧焊SAW介绍及优缺点

埋弧焊SAW介绍及优缺点
最后一个所讨论的常用焊接方法是埋弧焊。

这种方法是目前所提及的在焊缝金属熔敷效率上最高的一种典型焊接方法。

SAW用实芯焊丝连续送进，焊丝产生的电弧完全被颗粒状的焊剂层所覆盖；因而被命名成“埋弧”焊。

图3.23显示该工艺是如何形成焊缝的。

正如所提到的，焊丝
送进到焊接区域的
方式与气体保护焊
和药芯焊丝焊非常
一致。

而最大的差别
是保护方式。

对于埋弧焊工艺，颗粒状焊剂被置于焊丝的前部或周围来实现对熔化金属的保护。

在焊接过程中，在焊道上有一层渣渣和仍然为颗粒状的焊剂。

焊渣清除后通常被丢弃，虽然有技术能在一些应用中，将一部分焊渣和新焊剂混合回用。

如果小心作好了防污染措施，颗粒状的焊剂是可以回收回用。

在某些情况下如果对焊剂的清洁度要求非常高，那么不推荐焊剂回用。

范例
表示焊剂
根据所给定的焊接条件，在所示焊剂焊丝的匹配下，焊缝金属的最小拉伸强度，以10,000psi递增。

表示试验时的热处理状态：A为焊态，P为焊后热处理态。

焊后热处理的时间及温度按规定。

表示焊缝金属的冲击强度能够达到或超过20ft-lb(27J)的最低温度。

E指的是实芯焊丝；EC指的是复合焊丝
L(低)，M（中）或H（高）锰含量，或C（复合焊丝）
F X X X -- E XXX
用于生产上述焊缝的焊丝的类别
F7A6-EM12K 是一个完整的标识。

它表示这是一种和焊丝EM12K 配合使用，焊缝金属具有在焊态下抗拉强度不小于70,000psi(480Mpa)，却贝V型冲击韧性在-60︒F(-51︒C)的温度下不小于20ft-lb(27J)。

F7A4-EC1 是一个完整焊剂的标识同时也标识了配合使用的焊丝牌号。

这种焊剂用于焊缝金属具有在焊态下抗拉强度不小于70,000psi(480Mpa)，却贝V型冲击韧性在40︒F(-40︒C)的温度下不小于20ft-lb(27J)。

图3.24-埋弧焊定义系统
由于SAW的焊丝和焊剂是各自分开的，所以在一个特定的应用中
会有多种组合可选用。

对于合金化焊缝，一般有两种组合：合金焊丝配合中性焊剂，或低碳焊丝配合合金焊剂。

因此，为了正确地描述SAW的填充材料，美国焊接学会的标识系统包括了指明焊丝和焊剂。

图3.24显示了焊丝/焊剂分类系统的各个部分，并附有两个例子。

埋弧焊设备由几个部分组成，见图 3.25。

由于该工艺能够实现全机械化或半自动化，所
以二者的设备略有不同。

然而，无论那种情况，都要求有一电源。

虽然大部分埋弧焊使用平特性电源，仍有相当数量的应用选择陡降特性电源。

这与用送丝机构把焊丝通过电缆内衬送到焊枪的气体保护焊和药芯焊丝焊一样。

焊剂必须放置在焊接区域；对于机械系统，焊剂一般放置在机头上部的焊剂料斗中，靠重力送料，通过围绕导电嘴的送料嘴把焊剂送至电弧前面一点或周围。

对于半自动埋弧焊，焊剂采用压缩空气强制送到焊枪，空气使颗粒状焊剂“流化”，使之容易流动。

或是通过直接连在手提焊枪上的料斗。

设备的另外一个差异就是在交流或直流(任何极性)之间选择。

焊接电流的类型影响熔深和焊道的外形。

对于一些应用，可以使用多丝焊。

这些焊丝可能采用一个电源供电，或需要多个电源。

多丝的使用可以提供多样性的工艺。

SAW已在许多工业领域得到认可，并可用在许多金属上。

由于很高的熔敷效率，它在表面堆焊上表现出很高的效率。

在表面需要改善耐腐蚀或耐磨性能的情况下，在薄弱金属表面覆盖耐蚀或耐磨焊缝是一种非常经济的办法。

如果用机械方法实现这种应用，埋弧焊是最佳选择。

可能SAW最大的优势是它的高熔敷效率。

与其它常用方法相比，它有着很高的焊缝金属熔敷效率。

埋弧焊工艺对操作工有很高的吸引力，因为没有可见的弧光，允许操作工在没有佩带防护镜和其他厚重保护服的情况下对焊接进行控制。

另外一个优点是它比其它一些焊接方法产生更少的烟。

该方法的其他一个特点是它在许多应用中具有获得满意熔深的能力。

SAW的局限是它只能在焊剂可以被支撑在焊接接头的位置进行焊接。

当焊接不是在常规的平焊或横焊位置进行时，就需要一些装置来保持焊剂在适当的位置，使焊接可以进行。

和大多数机械方法一样，SAW的另一个局限是它可能需要很多工具工装和变位设备。

和其它使用焊剂的方法一样，完工焊缝上有一层必须去掉的焊渣。

如果焊接参数不恰当，则焊缝成形会使清渣变的非常困难。

最后一个缺点与在焊接过程中覆盖在电弧上的焊剂有关。

当它很好地保护了焊工免受电弧伤害的时候，也阻挡了焊工地准确观
察电弧在接头中的位置。

对于采用机械设置方式，建议可跟踪全长度接头的偏移情况。

如果电弧方向不当，则会产生未熔合。

SAW有一些固有的问题。

首先是与颗粒状焊剂有关。

与低氢型的SMAW焊条一样，埋弧焊
的焊剂需要保护起来免遭潮气。

在使用前，可能需要将焊剂存储在加热的容器中。

如果焊剂受潮，可能会产生气孔和焊道下裂纹。

SAW的另一个问题是凝固裂纹。

这是焊道宽度和深度之比过大时产生的。

也就是说焊道的宽度远大于深度，反之亦然，则在固化过程中会产生中心收缩裂纹。

图3.26显示出一些会产生裂纹的情况。