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四川核工业工程技师学院
模块四高效埋弧焊
埋弧焊(SubmergedArcWelding)是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的熔焊方法。
依据机械化程度,可以分为自动焊和半自动焊两种。两者的区分是:前者焊丝送进和电弧相对移动都是自动的,而后者仅焊丝送进是自动的,电弧移动是手动的。由于自动焊的应用远比半自动焊广泛,因此,通常所说的埋弧焊一般指的是自动埋弧焊。
多丝埋弧焊(MultileWireSubmergedArcWelding)是同时运用两根或两根以上焊丝,完成同一条焊缝的埋弧焊方法。其特点是在保证良好的焊缝成形和焊接质量的同时,能够提高熔敷率和焊接速度。多丝埋弧焊多用于厚板焊接,如厚壁压力容器、大型船体、H型钢梁等。焊接时,一般接受焊件背面加衬垫的单面焊双面成形焊接工艺,最多焊丝可达8~12根,焊接速度可达120m/h以上,因此,具有比较高的焊接生产率。
双丝埋弧焊可以分用两个焊接电源,也可合用一个焊接电源。前者设备较困难,但两个电弧都可独立地调整功率,而且可以接受不同的电流种类和极性,可以获得志向的焊缝成形;后者设备简洁,但每一个电弧功率难于单独调整。依据焊丝排列方式和电源接法,可以分为纵列双丝埋弧焊、横列双丝并联埋弧焊和横列双丝串联埋弧焊。
双丝埋弧焊(分别型)
单丝埋弧焊
依据焊丝间距离的不同,又可分为单熔池式和双熔池式两种。
单熔池时,两根焊丝间距为10~30mm。两个电弧形成一个熔池和空腔。前导电弧通常垂直于钢板或稍作后拖,并接受比较大的电流以保证熔深;后续电弧一般向前倾斜,并接受较小的电流和稍高的电压,以调整熔宽,形成平整光滑的焊道外形。
双熔池时,两根焊丝间距大于100mm。每个电弧都形成各自的熔池。焊接时,后续电弧首先冲开已被前一电弧熔化而尚未凝固的熔渣层,然后作用在被前导电弧熔化并已凝固的焊道上,使其重新熔化。该方法适合于水平位置平板拼接的单面焊双面成形工艺。
窄间隙埋弧焊(Nerrow-GapSubmergedArcWelding)是一种用于厚板对接接头焊接,焊前焊件不开坡口或只开小角度坡口而留有窄而深的间隙,接受多层埋弧焊进行焊接的高效率焊接方法。它特殊适用于厚壁压力容器、涡轮机转子、原子能反应堆外壳等厚板结构的焊接。
成功地进行窄间隙埋弧自动焊必需具备两个条件:第一必需有在窄缝内简洁脱渣的焊剂(常用高碱度烧结焊剂);其次必需接受机头能自动跟踪焊缝的焊接设备。
窄间隙埋弧焊设备中的送丝机构和焊接电源可以接受标准的埋弧自动焊设备,而机头和导电嘴则必需特地地设计制造成扁平形,导电嘴表面须涂以绝缘层,以防止导电嘴与工件短路而被烧毁。机头应具有随焊道厚度增加而自动提升的功能,导电嘴应具有随焊道的切换而自己偏转的功能。在焊接厚壁环缝时,焊件下面的滚轮架还应装设防止工件轴向串动的自动防偏移装置。窄间隙内简洁产生电弧磁偏吹,因此通常接受沟通电源,晶闸管限制的矩形波沟通焊接电源是一种比较志向的电源。
焊件间隙的大小取决于焊件的厚度。对于单丝窄间隙埋弧自动焊,当厚度为50~200mm时,间隙宽为14~20mm;当厚度为200~350mm时,间隙宽为20~30mm。焊接有三种工艺方案,即每层单道、每层双道和每层三道,如图示。其中,每层单道方案适宜在宽度为14~17mm的间隙内实施,这种方案焊接时间最短,但对坡口间隙的误差要求较高,而且焊丝必需始终对准间隙的中心;每层双道方案通常在18~24mm宽的间隙内实施,这种方案便于操作,简洁获得无缺陷的焊缝,目前用的最多;每层三道的方案只用于间隙宽度大于24mm的状况下。
埋弧堆焊有单丝埋弧堆焊、多丝埋弧堆焊和带极埋弧堆焊三种。
堆焊是为增大或复原焊件尺寸,或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接。对堆焊的基本要求是熔敷率高和稀释率低。能够进行堆焊的方法很多,如焊条电弧堆焊、氧乙炔堆焊、熔化极气体爱护电弧堆焊、等离子弧堆焊等。但由于埋弧堆焊(SubmergedArcSurfacing)熔敷率高、堆焊层质量稳定、外表美观、便于机械化和自动化,以及无弧光辐射,因而应用最为广泛。