焊接方法与设备-埋弧焊讲解

埋弧焊的原理及特点
埋弧焊生产效率高：
可使用大电流，从而功率、熔透深度及焊接速 度增加；例如20mm的钢板不开坡口一次焊透。 热量损失少，从而热效率提高，焊接速度大大 提高，可达60-150m/h,而焊条电弧焊只有68m/h。

埋弧焊的原理及特点
埋弧焊分类： 1）按电源种类：直流和交流 2）按电极数目：单丝和多丝 3）按电极形状：丝极和带极
其他工艺参数对焊缝成形的影响
焊剂颗粒度 细颗粒焊剂适用于大的焊接电流，能获得较大的熔深和宽而平坦的焊缝表面。 如在低电流下使用细颗粒焊剂，因焊剂层密封性较好，气体不宜逸出，而在焊 缝表面留下斑点。相反，如在大电流下使用粗颗粒焊剂，则因焊剂层保护不良 而在焊缝表面形成凹坑或出现粗糙的波纹。 焊剂堆散高度 焊剂堆散高度太薄或太厚都会在焊缝表面引起斑点、凹坑、气孔并改变焊 道的形状。焊剂堆积高度太薄，电弧不能完全埋入焊剂中，电弧燃烧不稳定且 出现闪光、热量不集中，降低焊缝熔深。如焊剂堆散层太厚、电弧受到熔渣壳 的物理约束，而形成外形凹凸不平的焊缝，但熔深增加。因此焊剂层的厚度应 加以控制，使电弧不再闪光，同时又能使气体从焊丝周围均匀逸出为准。按照 焊丝直径和所使用的焊接电流，焊剂层的堆散高度通常在25mm~40mm范围 内，焊丝直径越大、电流越高，焊剂堆散高度应相应加大。
图2
随着焊接电流的提高，熔深和余高同时增大，焊缝成形系数变小。为防止 烧穿和焊缝裂纹，焊接电流不宜选得太大，但电流过小也会使焊接过程不稳 定并造成未熔透或未融合，因此，焊接电流对于不开坡口对接焊缝，按所要 求的最低熔透深度来选定即可。对于开坡口的焊缝填充层，焊接电流主要按 焊缝最佳的成形为准则来选定。
其他工艺参数对焊缝成形的影响
焊丝伸出长度 焊丝的熔化速度由电弧热和电阻热共同决定的。电阻热是指伸出导电嘴的 一段焊丝通过焊接电流时产生的加热量，因此焊丝的熔化速度与伸出长度的电 阻加热成正比。焊丝伸出长度越长，电阻热愈大，熔化速度愈大，焊丝伸出长 度对焊缝成形的影响很大，在较低的电弧电压下，增加焊丝伸出长度，焊道宽 度变窄，熔深减小，余高增加。在焊接电流保持不变的情况下，加长焊丝伸出 长度，可使熔化速度提高25%～50%，因此，为保证良好的焊道成形，加长焊 丝伸出长度时，应适当提高电弧电压和焊接速度。在不要求较大熔深的情况下， 可利用加长伸出长度来 提高焊接效率，而在要求较大熔深时不推荐加长焊丝 伸出长度。

焊接时为了获得成形良好的焊道，电弧 电压与焊接电流应相互匹配。当焊接电流 加大时，电弧电压应相应提高。
图3
焊接速度对焊缝成形的影响
焊接速度决定了每单位长度上的热输入能量。在其他参数不变的条件下， 提高焊接速度，单位长度焊缝上的热输入能量和填充金属量减少。因而使熔 深、熔宽及余高都相应地减少 见图4

选择焊接电流的经验公式： I=100~200×焊丝直径 估计熔深的经验公式： I型焊缝，熔深≈ 1mm/100A, Y型焊缝，熔深≈ 0.7mm/100A。
焊接工艺参数对焊缝成形的影响
影响焊缝成型的主要因素是焊接电流、电弧电压、焊接速度，其他工艺
参数包括焊丝伸出长度、焊剂颗粒度和堆散高度等。 焊接电流是决定焊丝熔化速度、熔透深度和母材熔化量的最重要的参 数。焊接电流对熔透深度影响最大，焊接电流与熔透深度几乎是成直线正比 关系。 见图2
埋弧焊特点： 1）熔敷速度快，焊接速度快，生产效率高； 2）焊接质量好，焊缝金属的性能容易通过焊剂和焊丝 的选配调整，焊缝表面光洁，焊后无需修磨焊缝表面； 3）容易实现机械化自动化； 4）无辐射和噪声，是一种安全、绿色的焊接方法； 5）受焊接位置限制，常用于平焊和平角焊位置的焊接， 不适合焊小、薄件； 6）不便观察，需要焊缝自动跟踪装置，对装配精度要 求高，每层焊道焊接后必须清除焊渣； 7）设备一次性投资大，需采用辅助装置。

为了保证焊缝成形良好，对于不同的焊丝直径推荐以下最佳焊丝伸出长度和 最大伸出长度： 1）对于直径Φ2.0、Φ2.5和Φ3.2mm的焊丝，最佳焊丝伸出长度为 30mm~50mm;最大焊丝伸出长度为75mm。 2）对于直径Φ4.0、Φ5.0和Φ6.0mm的焊丝，最佳焊丝伸出长度为 50mm~80mm;最大焊丝伸出长度为125mm。
焊接方法与设备
埋弧焊
常用焊接接头型式
焊缝的空间位置
埋弧焊

定义： 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接 的方法，由于电弧掩埋在焊剂层下燃烧， 弧光不外露，因此称为埋弧焊，该方法都 为自动焊接方法，因此，该方法又称为埋 弧自动焊
埋弧焊的原理及特点
埋弧焊设备
埋弧焊的原理及特点
埋弧焊原理
埋弧焊的原理及特点
4）按送丝方法：等速送丝和变速送丝 5）按行走方式：小车式、龙门式、悬臂式 6）按自动化程度：半自动、机械化、自动 7）按用途：通用型和专用型
埋弧焊工艺

单丝埋弧焊焊接参数

电流种类极性 焊接电流 I （A） 焊接电压 U（V） 焊接速度 V（cm/min） 焊丝直径 Φ（mm） 焊丝干伸长度 L（mm） 典型的焊接参数：焊丝直径Φ=4mm、焊接电流I=600A、焊接电压 V=30V、焊接速度V=55cm/min

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图5
图4
焊接速度太快，会产生咬边和气孔等缺陷，焊道外形恶化。如焊接速度慢， 可能引起烧穿。如电弧电压同时较高，则可能导致横截面呈蘑菇形焊缝。而 这种形状的焊缝对人字形裂纹或液化裂纹敏感。图5显示出这种焊缝中产生的 典型凝固裂纹。此外还会因熔池尺寸过大而形成表面粗糙的焊缝。为此，焊 接速度应与所选定的焊接电流、电压适当匹配。
电弧电压对焊缝成形的影响
电弧电压与电弧长度成正比关系。在其他参数不变的条件下，随着电弧电 压的提高，焊缝的宽度明显增大，而熔深和余高则略有减小。电弧电压过高 时，会形成浅而宽的焊道，从而导致未焊透和咬边等缺陷的产生。此外焊剂 的熔化量增多，使焊波表面粗糙，脱渣困难。降低电弧电压，能提高电弧的 挺度，增大熔深。但电弧电压过低，会形成高而窄的焊道，使边缘 融合不良。 电弧电压对焊缝成形的影响 见图3