埋弧自动横焊机焊接工艺

埋弧自动横焊机焊接工艺

摘要：埋弧自动横焊机依据储罐的施工特点，结合美国、日本横焊设备的技术，经过精心研究开发和生产的自动焊接产品。该机依靠机架骑挂在壁板上或环形轨道上来完成环缝焊接的，其主要应用于板幅范围正装大型储罐和倒装中小型储罐及高炉、塔器环缝的焊接施工。全套设备主要由焊接行走机架、焊接电源及配电柜、焊接机头及控制箱、拖带及循环回收系统四部分组成。

关键词：横焊坡口工艺参数变频

1 埋弧横焊机执行机构及焊接原理

焊接行走机架主要由顶盖总成、底板总成、伸缩体总成、升降调整机构及动力总成五部分组成，其中顶盖、伸缩体与底板构成焊接行走机架的主体。控制箱内变频器通过改变动力电源的频率来实现对行走速度的调节（行走变速范围在０～２７３５/min内无级调节，该系统与控制系统实现联动，可以预置焊接速度）。升降调整机构通过滚轴系统安装（正装机的升降调整机构通过丝杠实现）于伸缩体立柱，焊枪与焊缝位置可通过十字进给系统调节。行走轮位于机架悬臂梁两端，以活动方式联接，这样可以适应在不同曲率半径的焊道上进行焊接（最小焊接直径为４.６m）。随着焊接机架的行走，焊剂通过拖轮皮带支撑于焊接区域对焊接电弧起到保护作用。工作时拖轮靠机架自身的重量紧贴壁板，焊剂从回收焊剂桶经过输送管落至焊剂拖带上将

焊道和焊枪覆盖，从而对焊接电弧起到保护作用。同时，吸尘器将剩余的焊剂回收到焊剂桶。

电焊机执行机构挂在壁板上，其重心和几何中心并不在一条竖直线上。这样，拖轮皮带便受到电焊机的自身重力提供的一个垂直分力，该垂直分力充当拖轮皮带与壁板间的正压力。拖轮皮带与壁板之间的的摩擦系数为钢材与橡胶间的摩擦系数，在行走电机的驱动下，拖轮皮带靠壁板提供的动摩擦力实现与行走电机同步行走（拖轮皮带为损耗配件）。参加化学反应剩余的焊剂由拖带送至回收口，大功率吸尘器将其吸入焊剂桶，过滤后重新使用。焊剂靠自身重力从焊剂桶落下紧靠壁板将焊枪及焊枪两端１４左右的焊缝埋好，通电流后实现焊接。

2 焊接工艺

依据脱硫塔本体的特点，在塔本体制作过程中我们采用合理的焊接工艺：

(1）对于中厚板材（δ＝１２－１６）宜采用单Ｖ形坡口（图１.１），厚板材（１８以上）宜采用双面单Ｖ形坡口。

一般地，间隙为0～0.5，间隙超过1.0需要背部封底；单V形坡口钝边为3.5～4.0双V形坡口钝边为2.0～3.0，坡口角度为38～42°。

需要注意的是，无论那种坡口形式焊接完坡口侧后都必须用炭弧

气刨或砂轮机对板材另一侧彻底清根。

变频器频率与行走速度换算表(如表1)。

焊枪角度和焊接速度具有灵活性，主要依据焊工的操作手法、习惯及焊道具体情况来决定；变频器频率与行走速度之间的换算是由试验测得的，频率越高行走速度越快，两者之间并不呈线形关系。

(2）横焊推荐采用的焊丝直径为Ф3.2，焊丝为H08A或H08Mn2SiA、焊剂为SJ101或HJ431，焊丝化学成分列表如表2。

3 焊丝熔化特征及常见的缺陷与防止措施

焊丝熔化热源主要是电弧热（焊丝作为电弧电极所接受的极性斑点热，取决于电流种类、极性、大小）和焊丝伸出长度的电阻热（其大小取决于电流、焊丝直径、电阻率等）。焊丝熔化速度总是伴随电流的增加而增加，但非线形关系；电流数值相同时，极性接法不一样焊丝熔化速度也不一样；电弧电压时熔化速度减小；直径减小，伸出长度增大时熔化速度增大。

与其他焊接位置不同，横焊最易出现的成型缺陷是凹陷，焊丝熔化后在重力的影响下有下垂的趋势，这使得盖面后上边母材的下表面

与焊缝间产生凹陷。可以通过调整焊枪角度来消除凹陷，凹陷太深还可以再盖面一次；多层多道焊接时，层间会产生搭接凹痕和凸起，这可以通过均匀的焊接速度和恰当的焊枪角度来消除；钝边较厚，所以很可能产生未熔合与未焊透等缺陷，一方面要把焊丝端头对到焊缝间隙处，另一方面，背部清根要彻底。

4 结语

(1）大大减低了对焊工操作技能的依赖程度，焊缝化学成分和机械性能的稳定性好；电热效率高，焊接速度快，从而使生产率大为提高；焊缝余高一致、波纹规则细腻，具有良好的焊缝成型；焊剂实现了循环利用而且焊剂回收率高。

(2）电弧弧柱电位梯度大，电流小于200A时电弧稳定性能差，所以不适合焊接厚度小于8的薄钢板；与其他焊接位置不同，该机对坡口要求高，坡口稍有变化焊缝成型即受到很大影响。

(3）对横焊位置施焊要求操作工依据焊缝成型情况和焊道情况（坡口角度、间隙等的变化情况）来调整工艺参数，尤其是焊接速度的调整直接影响到横焊的焊接质量。自动横焊机对坡口间隙十分敏感，间隙过大会严重的影响到焊接质量，为了弥补这个不足，一般地，间隙大于１要求焊缝背部手工焊封底。