埋弧自动焊工艺及实训

埋弧自动焊工艺及实训————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：教案样例十教学章节 6.4埋弧自动焊工艺及实训授课学时2学时教学目标1.了解焊缝形状系数对焊缝质量的影响2.掌握焊接工艺参数的选择原则及方法3.掌握埋弧焊常规工艺的要点教学重点1.焊缝形状系数对焊缝质量的影响2.焊接工艺参数的选择原则及方法3.埋弧焊常规工艺的要点教学难点 1.根据具体工作条件，合理选配焊接工艺参数学情分析学生对焊接工艺已有一定的理论基础，接触起来应比较容易。

教具电化教学设备教学方法讲授法，多媒体课件教学过程时间分配组织教学复习旧课讲授新课巩固新课布置作业2分钟3分钟80分钟3分钟2分钟导入复习上次课的内容，分析处理课后习题用焊缝尺寸引入焊缝形状系数的概念新课一、焊缝形状系数对焊缝质量的影响1.焊缝形状系数（1）焊缝熔宽与熔深之比称为焊缝形状系数，公式：ψ=B/H（2）当焊缝形状系数选择不当时，会使焊缝内部生成气孔、夹渣、裂缝等缺欠。

（3）一般情况下，埋弧焊应把焊缝形状系数控制在1.3～2较为合适。

（4）焊缝形状系数的大小，主要取决于焊接工艺参数。

2.焊接工艺参数对焊缝形状及焊缝质量的影响埋弧焊工艺参数主要包括：焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径与伸出长度、焊剂层厚与颗粒度等。

（1）焊接电流1）在其它工艺参数不变时，电流增大则熔深大大的增加，余高略有增加，熔宽基本不变。

2）电流是决定熔深的主要因素，增大电流能提高生产率，但在一定焊速下，焊接电流过大会使热影响区过大，易产生工件被烧穿等缺欠，3）若电流过小，则熔深不足，产生熔合不良、未焊透夹渣等缺欠，并使焊缝成形变坏。

（2）焊接电压1）在其它工艺参数不变时，焊接电压增大，熔宽大大的增加，熔深和余高都略有增加。

2）焊接电压是决定熔宽的主要因素，电压过大时，焊剂熔化量增加，电弧不稳，严重时会产生咬边、气孔等缺欠。

（3）焊接速度1）在其它参数不变时，速度增大，熔宽和熔深都相应减小。

2）焊接速度过快时，会产生咬边、未焊透、电弧偏吹和气孔等缺欠，以及焊缝余高大而宽度窄，成形不好。

3）焊接速度过慢，则焊缝余高过高，形成宽而浅的大熔池，焊缝表面粗糙，容易产生满溢、焊瘤或烧穿等缺欠。

（4）焊丝直径与伸出长度1）焊接电流不变时，减小焊丝直径，因电流密度增加，熔深增大，焊缝成形系数减小。

2）直径要与电流相匹配。

3）焊丝伸出长度增加时，熔敷速度和填充金属增加。

一般焊丝伸出长度为20～40mm。

（5）焊剂层厚度与粒度1）焊剂层厚度增大时，熔宽减小，熔深略有增加；过厚时，焊缝变窄，成形系数减小；焊剂颗粒度增加，熔宽加大，熔深略有减小。

2）焊剂层过薄时，电弧保护不好，容易产生气孔或裂纹；颗粒度过大，易产生气孔。

3）焊剂堆高一般为20～40mm。

二、焊接工艺参数的选择原则及方法1.焊接工艺参数的选择原则（1）重要性：正确工艺参数主要是保证电弧稳定，焊缝形状尺寸合适，表面成形光洁整齐，内部无气孔、夹渣、裂纹、未焊透等缺欠。

（2）一般原则：在保证质量的前提下，还要有最高的生产率以及消耗最少的电能和焊接材料。

（3）合理配合灵活运用：影响焊缝质量的因素很多，各种焊接工艺参数在不同情况下的组合，会对焊缝成形产生不同的效果，必须按原则，灵活选择各种工艺参数。

2.焊接工艺参数的选择方法（1）查表法：查阅类似焊接情况所用的焊接工艺参数表，作为确定新工艺参数的参考。

（2)试验法：在与工件相同的焊接试验板上试验，最后确定工艺参数，（3)经验法：根据实践积累的经验确定焊接工艺参数。

注意：对工艺参数必须在实际生产中加以修正，以便定出更切合实际的工艺参数。

3.焊接工艺参数的选配不同情况下的焊接工艺参数组合可参照教材表6-17、6-18、6-19。

三、埋弧焊工艺与技术1.定位焊缝（1）焊接方法：通常由焊条电弧焊或MAG焊来完成。

（2）焊接材料：使用与母材性能相接近而抗裂抗气孔性能好的焊条或焊丝。

（3）焊缝位置：一般在第一道埋弧焊缝的背面。

（4）焊缝尺寸： t≤25mm，长50～ 70mm，间距300～500mmt＞25mm，长70～100mm，间距200～300mm（5）注意事项：施焊时防止变形对高强度钢、低温钢易产生焊缝裂纹，焊前要预热焊后需清渣，有缺陷的定位焊缝在埋弧前必须除掉必须保证埋弧焊能将定位焊缝完全熔化2. 引弧板与引出板（1）在直的接缝始末端焊前各装配一块金属板。

开始用板称引弧板，结束用板称引出板。

（2）金属板的坡口形状和尺寸、材质，应与母材相同。

（3）金属板的尺寸，在长度方面要足以保证工件的焊缝金属在接头的两端有合适的形状，宽度方面足以支托所需的焊剂。

当构件拘束较大时，宜采用开槽的引出板。

3.打底焊（1）衬垫：为了防止烧穿、保证接头根部焊透和焊缝背面成形，埋弧焊常在沿接头背面预置一种衬托装置。

（2）衬垫的分类：按使用时间分，衬垫有可拆的和永久的两大类，前者属临时性衬垫，焊后须拆除掉，后者与接头焊成一体，焊后不拆除。

可拆衬垫种类较多，根据用途和焊接工艺而定，平板对接时应用最多的是焊剂垫、陶质衬垫、焊剂—铜垫，其次是移动式水冷铜衬垫和热固化焊剂垫。

4.埋弧焊常规工艺熔深大是自动埋弧焊接的基本特点，若不开坡口不留间隙对接单面焊，一次能熔透14mm以下的工件，若留5～6mm间隙就可熔透20mm以下的工件。

因此，可按工件厚度和对焊透的要求决定是采用单面焊还是双面焊，开坡口焊还是不开坡口。

（1）对接焊缝单面焊：工艺最为简单，可通过调节焊接工艺参数、坡口形状与尺寸以及装配间隙大小来控制所需的熔深，是否使用焊接衬垫则由装配间隙大小来决定。

1）悬空焊：适用熔深≤2/3t焊缝无须焊透的场合，这种工艺背面不必加焊接衬垫，装配必须良好，间隙要求小于lmm。

工艺参数可考教材表6-21。

2）焊剂垫：适用于批量较大，厚度在14mm以上无须焊透的钢板对接，这种工艺对焊剂垫的承托力要求不高。

工艺参数可考教材表6-22。

3）临时工艺垫：适用于单件小批生产无须焊透场合，背面用临时性工艺垫的材料可为厚3～4mm宽30～50mm的薄钢带或石棉板等。

4）锁边坡口法：开V形坡口可不留钝边，这种工艺适用于两板厚度不同且均大于10mm 的背面不可达到须焊透的场合。

5）永久衬垫法：适用于两板同厚且小于10mm背面不可达到须焊透的场合，但重要结构一般不用。

衬垫用与母材相同的材料制成的板条或钢带，厚3～lOmm宽20～50mm。

6）打底焊道背面强制成形法：用于难以接近、接头熔透或装配不良、工件翻转困难而又不便使用其他衬垫方法时使用、适用于厚度较大，背面不可达的重要焊接结构，如容器、管道等。

要求打底焊道能承受住施工过程中所施加的任何载荷。

7）焊剂垫背面强制成形法：剂垫承托压力沿接缝要均匀可靠。

适用于工件背面可达但翻转有困难的场合。

8）焊剂—铜垫背面强制成形法：用带沟槽的铜垫，在铜垫表面上撒上一层约3～8mm的细颗粒焊剂，牌号可与焊正式焊缝相同．这种装置对焊剂上托力均匀与否不敏感。

工艺参数可考教材表6-23。

9）热固化焊剂衬垫背面强制成形法：在一般焊剂中加入一定比例的热固化物质做成具有一定刚性但可挠曲的板条。

适用于具有曲面的板对接焊，使用时把它紧贴在接缝的底面，焊接时一般不熔化。

每一条衬垫长度约600mm，其靠磁铁夹具进行固定。

工艺参数可考教材表6-24。

10）水冷铜垫背面强制成形法：适于焊接6～20mm的平对接接头、批量生产。

铜衬垫上可以开成形槽以控制焊缝背面的形状和余高，焊接时不许电弧接触铜衬垫。

11）陶质衬垫背面强制成形法：根据焊缝尺寸可选用不同尺寸的陶质衬垫。

适用于工件背面可达但翻转有困难场合，可用于直焊缝、曲面焊缝焊接。

使用时把防粘纸取下，用涂胶铝箔固定在工件上并加力顶紧；注意衬垫对中线对准接缝中心且接长时每节应对好。

2.对接焊缝双面焊工件厚度超过12mm的对接接头，通常采用双面埋弧焊，不开坡口可焊到厚20mm 左右，若预留间隙，厚度可达50mm。

焊接第一面时，所用的埋弧焊工艺和技术与前述单面焊不要求焊透的相似，有悬空焊、在焊剂垫上焊和临时工艺垫焊等方法。

(1)悬空焊：一般不留间隙或留不大于lmm的间隙，若双面只焊一道并要求焊透的话，第一面焊接的熔深约应达到工件厚的55%以上，反面焊接的熔深要求达到工件厚度的60%，以保证完全焊透。

不开坡口对接悬空双面焊的工艺参数参考教材表6-25。

(2)在焊剂垫上焊：焊接第一面时，采用预留间隙不开坡口的方法最经济，应尽量采用。

所用的焊接工艺参数应保证第一面的熔深超过工件厚度的60%～70%，待翻转工件焊反面焊缝时，采用同样的焊接工艺参数即能保证完全焊透。

焊反面焊缝前是否对正面焊缝清根，视其焊缝质量而定。

(3)在临时工艺垫上焊：通常是单件或小批生产时，而不开坡口预留间隙对接双面焊时使用临时性工艺垫。

若正反面采用相同焊接工艺参数，为了保证焊透则要求每一面焊接时熔深达板厚的60%一70%。

反面焊之前应清除间隙内的焊剂或焊渣。

3.角焊缝焊接焊接T形接头、搭接接头和角接接头的角焊缝时，最理想的焊接方法是船形焊，其次是横角焊。

(1)船形焊：是把角焊缝处于平焊位置进行焊接的方法，如图。

适于焊脚尺寸大于8mm的角焊缝的埋弧焊接。

一般间隙不超过1～1.5mm，否则必须采取衬垫以防烧穿或铁水和熔渣流失的措施。

角焊缝船形焊工艺参数参考教材表6-19。

(2)横角焊：焊脚尺寸小于8mm或者当工件的角焊缝不可能或不便于采用船形焊时采用横角焊。

单道横角焊双道横角焊1）特点：即使有装配间隙也不会引起铁水或熔渣的流淌，但焊丝的位置对角焊缝成形和尺寸有很大影响。

2）角度：一般偏角α在30°～40°之间，每一道横角焊缝截面积一般不超过40～50mm2。

3）方法：当焊脚尺寸＞8mm×8mm，容易产生金属溢流和咬边。

大焊脚尺寸的须用多道焊。

4.筒体对接环缝焊接锅炉、压力容器和管道等多为圆柱形筒体，一般都要求焊透。

若双面焊，先焊内环缝后焊外环缝。

四、埋弧焊常见缺欠及防止埋弧焊常见缺欠有焊缝成形不良、咬边、未熔合、未焊透、气孔、裂纹和夹渣等。

产生的原因、防止与清除方法见教材表6-31。

例题讲解例举案例使用表6-17或6-18、19选配焊接工艺参数教材［实训课题示例］小结要求同学们了解焊缝形状系数对焊缝质量的影响，掌握焊接工艺参数的选择原则及方法，掌握埋弧焊常规工艺的要点。

埋弧自动焊的操作关键在于操作者对焊机掌控，焊接时尤其注意焊丝对正焊接位置。

布置作业教材相关习题提供实训条件，进行中厚度板对接双面焊、船形焊的焊接训练。

建议12学时的训练。