1、 埋弧焊焊接工法 一、概述埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒以進(jìn)行焊接的方法,其中利用機(jī)械裝置自動控制送絲和移動電弧的一種埋弧焊方法叫做自動埋弧焊。隨著焊接冶金技術(shù)與焊接材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，采用一定的輔助設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)角焊和平焊位置的焊接。對于埋弧焊來講，施工的關(guān)鍵是板材的厚度及其所對應(yīng)的相關(guān)焊接參數(shù)，工藝方法等因素。選擇合理的工藝方法、焊接參數(shù)，不僅關(guān)系到施工的成敗，而且直接關(guān)系到施工的經(jīng)濟(jì)合理性。以下為我車間利用自動埋弧焊機(jī)對鋼板平焊的施工技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，整理形成本工法。二、特點(diǎn)及內(nèi)容2.1生產(chǎn)效率高 在處理好相應(yīng)的焊接參數(shù)、工藝方法及達(dá)到相應(yīng)的焊接條件，使得電弧的熔深和焊絲熔敷效率都大大提高

2、。在我車間半自動埋弧焊焊接平焊縫時：鋼板厚度在45mm以下均不需要開坡口，不需要背面清根。減少了開坡口及清根的程序（一般不開坡口單面一次熔深可達(dá)20mm）另一方面由于焊劑和熔渣的隔熱作用，電弧上基本沒有熱的輻射散失,飛濺也少。施工速度快，工人數(shù)量少，大大提高了工人的工作效率和機(jī)械利用率。2.2 質(zhì)量可靠 采用規(guī)范的施工程序和嚴(yán)密的組織管理，可保證施工現(xiàn)場管理高度現(xiàn)代化，確保工程施工質(zhì)量，焊接參數(shù)可以通過自動調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定焊縫成分穩(wěn)定，機(jī)械性能比較好。2.3 可操作性 一是只要按照本工法施工就能滿足國家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定要求，二是流程方法按施工工序編寫，施工要點(diǎn)即簡明扼要又突出技術(shù)和質(zhì)量控制，通用

3、性強(qiáng)可以在施工方案施工技術(shù)交底前直接引用。三、適用范圍 由于埋弧焊熔深大、生產(chǎn)率高、機(jī)械操作的程度高，因而適于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長焊縫。在造船、鍋爐與壓力容器、橋梁、超重機(jī)械、核電站結(jié)構(gòu)、海洋結(jié)構(gòu)、武器等制造部門有著廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)今焊接生產(chǎn)中最普遍使用的焊接方法之一。 埋弧焊除了用于金屬結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的連接外，還可在基體金屬表面堆焊耐磨或耐腐蝕的合金層。4、 埋弧焊焊接工藝原理及特點(diǎn) 埋弧焊也是利用電弧作為熱源的焊接方法。焊接時，工件被焊處覆蓋30-50mm厚的顆粒狀焊劑，在焊劑層下，在連續(xù)送進(jìn)的焊絲與焊件間產(chǎn)生電弧，在電弧作用下，焊絲，焊劑和焊件熔化形成金屬熔池和熔渣。液態(tài)熔渣形成的彈性包膜圍著

4、電弧及熔池，使他們與空氣隔絕，隨著焊車自動向前移動，熔池不斷冷凝就形成了焊縫。自埋弧焊與焊條電弧焊相比較，其優(yōu)點(diǎn)是可以使用較大的焊接電流及焊接速度，節(jié)省了換焊條的時間；焊接時看不見弧光，焊工僅需調(diào)整和管理自動焊機(jī)，勞動強(qiáng)度小；焊接時，對焊接區(qū)保護(hù)較好，此外，焊接工藝參數(shù)可以自動調(diào)節(jié)，焊縫外觀成型平整光滑，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，從而在焊接過程中保持穩(wěn)定。5、 埋弧焊焊接工藝及操作技術(shù) 5.1 操作要點(diǎn)(1) 埋弧自動焊機(jī)的小車輪子要有良好絕緣，導(dǎo)線應(yīng)絕緣良好，工作過程中應(yīng)理順導(dǎo)線，防止扭轉(zhuǎn)及被熔渣燒壞。埋弧焊機(jī)軌道要平直。(2) 控制箱和焊機(jī)外殼應(yīng)可靠的接地（零）和防止漏電。接線板罩殼必須蓋好。(3)

5、焊接過程中應(yīng)注意防止焊劑突然停止供給而發(fā)生強(qiáng)烈弧光裸露灼傷眼睛。所以，焊工作業(yè)時應(yīng)戴普通防護(hù)眼鏡。(4) 自動埋弧焊的焊把應(yīng)有固定放置處，以防短路。(5)埋弧自動焊熔劑的成分里含有氧化錳等對人體有害的物質(zhì)。焊接時雖不像手弧焊那樣產(chǎn)生可見煙霧，但將產(chǎn)生一定量的有害氣體和蒸氣。所以，在工作地點(diǎn)最好在通風(fēng)良好處。5.2 焊接技術(shù) 埋弧焊焊接工藝是一種焊接生產(chǎn)效率較高的焊接方法，能適用于各種鋼鐵材料的焊接，但目前我國的很多自動焊焊接工藝步驟是手工電弧焊打底，埋弧焊焊接，背面碳弧氣刨清根埋弧焊焊接。這使得焊接的不能完全自動化，增加了焊接過程中的明弧刺激和碳刨過程中的噪音，增加了焊接工作周期，降低了工人的

6、勞動條件。由于我車間半自動埋弧焊的平焊是焊接的重要程序之一，討論平焊位置的情況。影響埋弧焊焊縫形狀和性能的因素主要是焊接工藝參數(shù)、工藝條件等，并通過整個焊接過程的控制。8-45mm鋼板可以實(shí)現(xiàn)焊接的無坡口，無反面清根的焊接，45mm以上開坡口及反面清根。本文將具體討論運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)自動雙面埋弧焊接。5.3埋弧焊焊接工藝 工藝流程圖（1）焊前準(zhǔn)備A坡口加工： 坡口形式、坡口角度、鈍邊尺寸、坡口面加工質(zhì)量（火焰切割或用坡口加工設(shè)備必須符合制作工藝要求）。如果坡口越大，越容易焊接，但同時也增加填充金屬的量和焊接的工作量；坡口越小，越容易造成脫渣困難和焊接時焊縫中央出現(xiàn)冷裂紋，不宜熔透。選擇合適的坡口

7、對焊接工作至關(guān)重要。在我車間一般來說，對于厚板（45mm以上）常規(guī)的V型和X型坡口都是60°，U型和雙U型坡口都是根部R810,傾角24°。為確保直接使用埋弧焊不擊穿，還要留有46mm厚的鈍邊，組對不留間隙。（見圖1）需要多層焊接，同時還需用碳弧氣刨進(jìn)行清根。而對于鋼板（45mm以下）來說，不需要靠坡口，且能保證單道焊完，并復(fù)合不清根焊接的工作要求。就是說在鋼板在（45mm以下）使用無坡口、無清根的工藝以能保證焊透，即能夠經(jīng)UT或RT檢驗(yàn)的合格。這是我車間最大的特點(diǎn)，在施工上減少了繁瑣的工序、和碳弧氣刨的噪聲等程序同時在經(jīng)濟(jì)上減少了機(jī)械、人員及材料上的損失。焊絲容易產(chǎn)生缺陷

8、的位置圖1 B焊接部位的清理： 構(gòu)件組對前必須將焊接部位的30-5mm范圍進(jìn)行清理打磨，表面鐵銹、油污、水污及氧化物必須徹底清理干凈。板材下料自動切割表面打磨1mm，半自動切割表面打磨0.5mm，坡口表面不規(guī)則位置需按焊接工藝補(bǔ)焊打磨。（全滲透要求的其焊縫背面裝配的墊板同樣要求徹底打磨干凈，半滲透其鈍邊部位也同樣要求進(jìn)行打磨。避免打底時產(chǎn)生氣孔缺陷而影響焊接質(zhì)量。）C、 焊件的對接： 為保證根部焊透和焊縫背面成型，焊前常在接縫背面加上鋼墊板。形式如下圖：對于焊接而言，影響質(zhì)量的對接裝配間隙和錯邊量，這相當(dāng)與直接改變了坡口的形式。只要定位焊本身也是合格的焊縫，在使用埋弧焊焊接時可以不清

9、除，同時保證整個焊縫的合格，但定位焊必須選擇在后焊的一側(cè)。無論是縱縫還是橫縫，定位在內(nèi)側(cè)都比較方便，且能夠保證定位焊的焊接質(zhì)量。裝備的錯邊量將直接影響焊絲是否與焊縫在同一直線，從而影響能否焊透，且不能保證鋼板厚度的強(qiáng)度，應(yīng)在規(guī)范允許的范圍內(nèi)錯邊。 焊接構(gòu)件的工裝必須嚴(yán)格按照制定的制作工藝要求執(zhí)行。 1、 焊縫的裝備尺寸，根部間隙、鈍邊尺寸、焊縫的錯邊量等，在焊縫底部帶6mm-8mm墊板確保第一遍焊接時擊穿焊縫到根部。 2、 點(diǎn)焊要求（定位焊）；手工 電弧焊點(diǎn)焊使用的焊條必須按照工程項(xiàng)目規(guī)定使用。并且經(jīng)過烘干箱烘烤時間1-2h，點(diǎn)焊以變固定相互對接的鋼板即可，所有點(diǎn)焊必須焊工操作，厚件定位焊質(zhì)量

10、較為重要，焊接要求與正式焊縫相同。厚件點(diǎn)焊時注意不得在構(gòu)件上構(gòu)件上隨意引弧，焊工點(diǎn)焊時注意每個點(diǎn)焊收弧部位的收弧方式，不允許有弧坑，且弧坑必須填滿（可往回焊10-20MM或劃圈收弧）。咬邊缺陷同樣要嚴(yán)格控制，大于1MM必須補(bǔ)焊。所有點(diǎn)焊在焊前必須預(yù)熱（火焰加熱100-150°）。臨時固定去處時不得割傷母材。焊接時，由于引弧板和息弧處質(zhì)量不易保證，所以，焊前在焊件接縫兩端焊上引弧板和引出板。如圖引弧板與引出板，每條焊縫兩端必須裝配引弧板和引出板，引弧板和引出板的大小應(yīng)足以堆積焊劑并使引弧點(diǎn)和弧坑落在正常焊縫之外。厚度應(yīng)與母材相同，（引弧板和引出板長度在100-150mm之間，注意與根部

11、間隙必須平齊一致）  D 材料焊接 焊接要求： A、 預(yù)熱措施：當(dāng)焊縫處潮濕或者溫度低于相對材料要求溫度時，采用烤槍進(jìn)行烘烤，焊前預(yù)熱。預(yù)熱溫度：100°-150°；以保證焊縫寬度100-150mm范圍內(nèi)干燥狀態(tài)。 B、 焊接材料 焊接使用的所有材料（焊條、焊絲、焊劑等）。必須是工程項(xiàng)目規(guī)定使用的，未經(jīng)過項(xiàng)目工程師同意不得隨意更換焊接材料。使用的焊接材料必須按規(guī)定進(jìn)行烘烤發(fā)放，每天的烘烤記錄、發(fā)放記錄、回收記錄必須完整。（埋弧焊劑與定位焊使用焊條、焊絲烘烤時間必須按要求執(zhí)行，以確保焊接質(zhì)量。）當(dāng)天未使用完的焊絲和焊劑必須在下班前歸還焊接材料管理員，焊接材料管理員對

12、歸還的焊條必須單獨(dú)與其它區(qū)分放置烘烤保溫，第二天應(yīng)首先發(fā)放第二次烘烤的焊劑。 C、焊接工藝參數(shù)： 焊接過程中使用焊縫跟蹤儀，以確保焊接時焊絲一定對準(zhǔn)焊縫中央。焊接時首先焊接正面（表1中的上部），8-16mm鋼板因?yàn)楸容^薄，推薦使用以4mm的焊絲，16mm以上鋼板采用5mm焊絲。以使用常用的H08A配HJ431焊劑為例。其工藝參數(shù)如表2。其電流只能在表2所的±30A之內(nèi)變化，電壓能在±2V之內(nèi)變化，熔敷金屬的量可以通過速度調(diào)節(jié)。同樣，板厚再增加需要多層，多道焊接的，與使用清根的沒有區(qū)別了。表2：焊接工藝參數(shù)板厚正 面（先焊）反 面（后焊）電流（A）電壓(V)速度(cm/min

13、)電流（A）電壓(V)速度(cm/min)845025354550026354510450253545550283545125002635455502835451450026354560031354516550283545650333545 注意事項(xiàng)：必須根據(jù)每臺焊機(jī)的實(shí)際使用特性及焊前調(diào)試規(guī)范為準(zhǔn)，在保證焊接質(zhì)量的前提下電壓不要太高。焊接過程中注意的如下幾點(diǎn)： 焊接位置：平焊 焊前工藝參數(shù)調(diào)試；根據(jù)焊接位置，焊接層次選擇合適的工藝參數(shù)。（焊前在試板預(yù)先調(diào)試） 工藝參數(shù)的匹配，電流、電壓與焊接速度之間的匹配關(guān)系是埋弧焊操作最主要的參數(shù)。焊絲對中的角度及焊絲外伸長度要根據(jù)焊縫坡口形式和每道焊接層

14、次而定。埋弧焊打底第一層注意電壓不易過大，且不宜焊的太厚（根部悍道截面較窄，如焊的太厚易產(chǎn)生裂紋）。 焊接層次，45mm以上鋼板埋弧焊焊接層次對焊縫內(nèi)部質(zhì)量和構(gòu)件 的焊接變形控制有很大的影響。必須多層多道，注意：每道焊接厚度、焊接方向、焊道內(nèi)層次間布局，要有一個合理的安排。（每層焊道成型控制為內(nèi)凹為最佳，分道時注意控制坡口兩側(cè)的所留的余量）。單道焊縫的熔寬（焊絲直徑4熔寬25MM，焊絲直徑530MM）（限制焊道的熔寬和焊接厚度是控制焊接線能量一種有效手段，也是控制構(gòu)件焊接變形的一種有效措施。） 焊接過程中注意焊劑的覆蓋厚度，太厚將增加焊渣熔化量，焊后清渣較困難。且焊道成型較差。太薄電弧保護(hù)不好

15、，影響焊接質(zhì)量。焊劑覆蓋厚度應(yīng)控制在30-40MM之間。 加強(qiáng)焊接過程中焊劑的篩選，焊劑回收過程中注意清理焊劑中夾雜物，焊渣顆粒及其它雜物對焊縫質(zhì)量有直接影響。 蓋面要求，控制蓋面預(yù)留深度2-3MM，并要確定整個焊道的深淺一致，必要時應(yīng)補(bǔ)焊或打磨。多層焊道注意控制每條蓋面焊道的直線度，每道與每道之間應(yīng)覆蓋1/2處為標(biāo)準(zhǔn)，必須覆蓋到前一道焊縫的最高點(diǎn)，則易產(chǎn)生凹溝。蓋面余高應(yīng)控制在2-3mm，最高不大于5mm，焊縫蓋面注意蓋面順序，（焊接方通由內(nèi)向外） 焊后熱處理，構(gòu)件焊接完畢后通過保溫棉覆蓋緩冷。6、 勞動組織 合理而科學(xué)地組織勞動力，是保證工程順利進(jìn)行的重要因素之一。必須周密計(jì)劃，合理調(diào)度，

16、實(shí)行動態(tài)管理，使勞動力始終處于動態(tài)控制之中。因此各工種必須緊密配合，技術(shù)質(zhì)量員、安全員、探傷員、電工需要緊密配合。如果一組則：鉚工1人、焊工1人、氣焊工1人、起重工1人（如果吊裝件較大可采用3人）、吊車司機(jī)1人來進(jìn)行鋼板的平焊共計(jì)5人。（如果工程量較大可分2組也同樣5人配置）七、質(zhì)量要求實(shí)踐證明，并通過對焊接坡口、對接、焊接過程的嚴(yán)格控制，對于8mm-45mm厚的鋼板使用無清根、無坡口的埋弧焊可以將焊接的UT，RT進(jìn)行工藝評定。用無坡口、無背面清根埋弧焊以后可以省略手工焊打底和背面清根、多道焊接焊接等工序，大大地縮短了焊接周期及減少機(jī)械、人員、材料的浪費(fèi)。經(jīng)焊接工藝評定的拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖

17、擊試驗(yàn)，其性能與使用碳弧氣刨沒有明顯變化。（插圖焊評）也就是說在鋼板厚度為8-45mm范圍內(nèi)使用無坡口、無清根工藝以后的關(guān)鍵是能保證焊透，即能夠經(jīng)UT檢驗(yàn)合格。而在45mm以上開坡口的關(guān)鍵是保證不在直接使用埋弧焊過程中不擊穿焊縫擊穿，以保證焊接的連續(xù)進(jìn)行。八、效益分析本工法利用半自動埋弧焊機(jī)對鋼板的橫縫或縱縫進(jìn)行焊接，鋼板厚度在8-45mm范圍內(nèi)采用無坡口、無背面清根，45mm以上采用雙面坡口形式進(jìn)行多道焊接的施工技術(shù)，成形后能夠滿足能夠經(jīng)UT檢驗(yàn)的合格。與同類型8-45mm范圍內(nèi)正常開坡口、背面清根、多道焊接相比，可節(jié)約材料1/4，節(jié)約人工2/5。提高了工人的工作效率，同時大大縮短工期。經(jīng)過超聲波檢測合格率可達(dá)100%。九、工程實(shí)例本工法在本鋼冷軋高強(qiáng)鋼改造工程、本鋼煉鋼廠1#、2#轉(zhuǎn)爐工程、本鋼360工程、南芬選礦廠等工程得到實(shí)際運(yùn)用。僅以一下2個工程為例。例1：本鋼冷軋高強(qiáng)鋼改造工程在冬季施工過程中進(jìn)行加工吊車梁H型鋼制作，由