第三章埋弧焊定義：是以顆粒狀焊劑作為保護介質(zhì)，電弧掩埋在焊劑層下的一種熔化極電弧焊接方法，也是最早獲得應(yīng)用的機械化焊接方法。由于弧光不外露，因此稱為埋弧焊，該方法都為自動焊接方法，因此，該方法又稱為焊劑層下自動電弧焊或埋弧自動焊。2023/7/251楊建國第一節(jié)埋弧焊的特點及應(yīng)用

一、埋弧焊的特點2023/7/252楊建國1、在焊件待焊接縫處均勻堆敷足夠的顆粒狀焊劑2、導(dǎo)電嘴和焊件分別接通電源兩極以產(chǎn)生焊接電弧3、自動送進焊絲并移動電弧實施焊接2023/7/253楊建國2023/7/254楊建國一、埋弧焊的特點焊接生產(chǎn)效率高（I↑v↑）可使用大電流，從而功率、熔透深度及焊絲熔化速度增加；例如20mm鋼板I型坡口一次焊透熱量損失少，從而熱效率提高，焊接速度大大提高，可達60-150m/h,而焊條電弧焊只有6-8m/h2023/7/255楊建國焊接質(zhì)量好：保護效果好（焊劑、熔渣保護）（還原性氣分）熔池金屬凝固速度慢（冶金反應(yīng)、成份穩(wěn)定、缺陷）自動焊接過程2023/7/256楊建國焊接成本低電流大熔深大可使用I型或者小角度坡口節(jié)省加工坡口時間

減少填充金屬量飛濺少焊絲長熱量集中，熱效率高單位長度消耗電能少2023/7/257楊建國勞動條件好機械化埋弧弧光、煙塵、氣體2023/7/258楊建國焊縫外形美觀（熔渣覆蓋）2023/7/259楊建國二、埋弧焊的局限性難以空間位置施焊焊件質(zhì)量裝配嚴格不適合薄板和短焊縫設(shè)備費用高適用材料范圍窄（適合FeNiCu）對于鑄鐵、Al、Mg、Pb、Zn不適合焊縫的沖擊韌性普遍不好2023/7/2510楊建國三、埋弧焊的分類及應(yīng)用范圍2023/7/2511楊建國（2）材料：碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鎳基合金、銅合金等（3）結(jié)構(gòu)：具有長而規(guī)則焊縫的大型結(jié)構(gòu)，如船舶、壓力容器、橋梁、起重機械等（4）位置：平、橫位置仰2、應(yīng)用（1）焊縫類型和焊件厚度：5mm以上的長直縫/對接、角接和搭接接頭；650mm

2023/7/2512楊建國四、埋弧焊的焊劑、焊絲及其選配埋弧焊熔深比較大，使焊縫金屬的性質(zhì)受母材的化學(xué)成分影響比較大，但焊絲及焊劑的組合對焊縫金屬的性質(zhì)也有較大影響。2023/7/2513楊建國焊絲標準：IIW（國際焊接學(xué)會）、ISO、GB分類：碳素鋼焊絲結(jié)構(gòu)鋼焊絲不銹鋼焊絲有色金屬焊絲堆焊用特殊合金焊絲2023/7/2514楊建國焊絲選擇總體原則：低碳鋼和低合金高強鋼的焊接選用與母材強度相匹配的焊絲耐熱鋼和不銹鋼的焊接選用與母材成分相近的焊絲2023/7/2515楊建國2023/7/2516楊建國焊劑作用：保護電弧穩(wěn)定電弧焊縫成形合金過渡特殊姿態(tài)2023/7/2517楊建國分類方法：制造方法熔煉焊劑燒結(jié)焊劑化學(xué)成分SiO2-CaO-MgOSiO2-MnOSiO2-MnO-CaO-CaFSiO2-CaO-MgO-Al2O3SiO2-MnO-TiO22023/7/2518楊建國堿性、酸性的尺度焊劑熔化成為熔渣，熔渣呈堿性還是呈酸性，對焊縫金屬的性能、焊接操作性都有很大的影響。一般酸性焊劑的焊接操作性好，能得到漂亮的焊縫，但焊縫沖擊值低。而堿性焊劑得到的焊縫沖擊值高，抗裂紋能力強，但焊接操作性不太好。2023/7/2519楊建國焊絲與焊劑的組配對埋弧焊焊縫金屬的性能有著決定作用。低碳鋼的焊接可選用高錳高硅型焊劑，配用H08MnA焊絲，或選用低錳低硅型焊劑配用H08MnA、H10Mn2焊絲。低合金高強鋼的焊接可選用中錳中硅型焊劑．配用適當?shù)牡秃辖鸶邚婁摵附z。耐熱鋼、低錳鋼、耐蝕鋼的焊接可選用中硅過低硅型焊劑．配用相應(yīng)的合金鋼焊絲。鐵索體、奧氏體鋼一般選用堿度較高的焊劑．以降低合金元素的燒損及摻加較多的合金元素。2023/7/2520楊建國埋弧焊設(shè)備2023/7/2521楊建國埋弧焊設(shè)備組成部分：焊接機2023/7/2522楊建國埋弧焊設(shè)備2023/7/2523楊建國埋弧焊設(shè)備2023/7/2524楊建國埋弧焊設(shè)備焊接電源焊接電源一般采用普通的交流電，電源容量從500A到2000A。薄板焊接多采用直流電源。電源外特性一般為陡降特性2023/7/2525楊建國埋弧焊設(shè)備較大的自動焊焊機和專用型焊機有焊劑自動回收裝置。2023/7/2526楊建國埋弧焊設(shè)備

--------------------注意事項應(yīng)采用專用供電設(shè)備，且容量足夠大焊接電纜應(yīng)該足夠粗多臺焊機使用時應(yīng)該考慮三相平衡問題2023/7/2527楊建國第五節(jié)埋弧焊工藝一、埋弧焊工藝的內(nèi)容和編制

1、埋弧焊工藝的主要內(nèi)容①工藝方案的選擇②工藝裝備的選用③坡口的設(shè)計與加工④焊接材料的選用⑤工藝參數(shù)的制訂⑥焊件組裝工藝編制⑦工藝措施的制訂⑧焊接缺陷的檢查與修補

2、編制焊接工藝的原則和依據(jù)首先保證滿足技術(shù)要求在上述前提下盡可能使工藝簡單，提高效率、降低成本。編制的依據(jù)是焊件材料的牌號和規(guī)格、焊件的形狀和結(jié)構(gòu)、焊接位置以及對焊接接頭性能的技術(shù)要求等。

3、埋弧焊工藝規(guī)程及實例（略）2023/7/2528楊建國

根據(jù)b、δ等→Φ

，然后根據(jù)Φ

、焊肉厚度（熔深）→

I

，根據(jù)所在的層數(shù)（熔寬）→

U

；在以上基礎(chǔ)上，配以合適的v送和v（可取l≈10

Φ

）工藝參數(shù)對焊縫成形及質(zhì)量的影響(參見第一章及網(wǎng)絡(luò)課程的相關(guān)內(nèi)容)工藝參數(shù)：焊絲直徑Φ

焊接電流I

電弧電壓U

焊接速度v

送絲速度v送

焊絲伸出長度l

二、焊接工藝參數(shù)(weldingparameter)的影響及選擇

工藝參數(shù)之間的合理匹配（成形系數(shù)：1.3~2、熔合比：通常在30~60%之間）

如有條件，背面注意采用襯墊(backing)

選用參數(shù)的一般方法：2023/7/2529楊建國

三、埋弧焊技術(shù)（一）、埋弧焊的焊前準備

1、坡口(groove)的選擇與加工

坡口形式及尺寸的選擇：參考GB/T986-1988《埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸》（詳見機械工程標準手冊焊接與切割卷）

坡口的加工應(yīng)用自動／半自動氣割或等離子弧切割，最好用機加工(刨邊)。

2、焊件的清理與裝配

坡口面及兩側(cè)不小于20mm范圍內(nèi)清理干凈至露出金屬光澤。

裝配時注意減小錯邊，局部間隙超寬可以手工焊接填補。應(yīng)在接縫首尾分別裝上引弧板和引出板。1-引弧板2-工件3-工藝試板4-引出板2023/7/2530楊建國

3、焊絲表面清理與焊劑烘干

焊絲如表面有雜質(zhì)亦應(yīng)清理干凈，焊劑按要求烘干使用（回收的焊劑需過篩，必要時烘干，按比例與新焊劑混合使用）。

4、焊機的檢查與調(diào)試2023/7/2531楊建國

（二）對接接頭的埋弧焊技術(shù)

1、對接接頭雙面埋弧焊（焊件需要翻身）

⑴不留間隙雙面焊

①不開坡口，b≤1mm，p≥6mm；②第一面懸空焊,熔深≤50%δ，第二面熔深=(60～70)%δ

▲工藝相對簡單但對裝配要求嚴格/一般不焊太厚大焊件軟管式焊劑墊

⑵預(yù)留間隙雙面焊①不開坡口，預(yù)留裝配間隙，背面襯托；②第一面熔深=(60～70)%δ③

翻轉(zhuǎn)，第二面熔深≥50%δ；④對重要產(chǎn)品，第二面焊前應(yīng)清根。

▲工藝簡單易行，對裝配要求較低；焊接質(zhì)量比較可靠。襯托可采用焊劑墊及臨時工藝墊板，如圖。臨時工藝墊板橡膠膜式焊劑墊2023/7/2532楊建國

⑶開坡口雙面焊①第一面可懸空焊，但采用焊劑墊更好；②背面必要時應(yīng)清根。

▲工藝簡單易行，對裝配要求較低（但仍要求保證鈍邊和間隙合適）；焊接質(zhì)量比較可靠；適用于厚板及不宜熱輸入大的場合。

⑷手工打（封）底雙面焊①焊條電弧焊或CO2焊甚至TIG焊打底（或封底）；②打底后背面視情況清根；③埋弧焊填充及蓋面。

▲工藝簡便易行，對裝配要求低；焊接質(zhì)量比較可靠；不用焊劑墊。2023/7/2533楊建國

2、對接接頭單面埋弧焊（焊件無需翻身，但需墊板強迫成形）

⑴在銅襯墊上焊接

①銅襯墊上如圖，可水冷/焊接前可在其上撒上焊劑；②銅襯墊可以龍門壓力架或焊車隨動的形式與焊縫底面緊貼，如圖。銅襯墊固定式銅襯墊頂緊機構(gòu)移動式水冷銅滑塊結(jié)構(gòu)2023/7/2534楊建國⑵在焊劑墊上焊接

可用充氣橡皮軟管襯托的焊劑墊配壓力架或電磁平臺（對平板拼接，），或熱固化焊劑墊（如圖）配磁鐵夾具（對曲面焊縫）。熱固化焊劑墊結(jié)構(gòu)（上）及裝配（下）軟管式焊劑墊2023/7/2535楊建國

⑶在永久性墊板或鎖底上焊接

對結(jié)構(gòu)允許保留永久性墊板的場合，δ≤10mm時可采用永久性墊板單面焊，而δ≥10mm時可采用鎖底接頭，如圖。2023/7/2536楊建國

3、對接接頭環(huán)縫埋弧焊

①坡口內(nèi)小外大；②在焊劑墊上先焊內(nèi)環(huán)縫；③后在滾輪架上焊接外環(huán)縫（必要時焊前清根）；④焊絲要偏離中心位置（最高點＆最低點）一定距離。

1—焊絲2—筒體3、4、5—帶式焊劑墊2023/7/2537楊建國（三）T形接頭和搭接接頭的埋弧焊

1、船形焊（如圖）①容易獲得理想的焊縫形狀；②一次形成的焊角尺寸較大；③兩端熔合比易于調(diào)整；④對焊接參數(shù)的控制不嚴格但對裝配要求高。▲適用于小焊件及能夠翻轉(zhuǎn)的焊件，應(yīng)盡可能采用。

2、橫角焊（斜角焊，如圖）①對裝配要求低；②焊縫成形差，一次焊角尺寸小。▲適用于無法用船形焊或難于翻轉(zhuǎn)的大焊件，對焊接參數(shù)要嚴格控制。船形焊2023/7/2538楊建國

四、埋弧焊的常見缺陷及防止方法2023/7/2539楊建國2023/7/2540楊建國（一）平板對接

1、單面焊(如造船的鋼板拼接、螺旋管的焊接等)關(guān)于埋弧焊技術(shù)的總結(jié)

好處：工件可免翻身

不足：要用襯墊，坡口大、應(yīng)力大

襯墊：銅墊(剛性)

焊劑墊、陶瓷墊(柔性)

形式：電磁平臺／焊劑墊法

電磁平臺&龍門壓力架／銅墊法

永久性墊板或鎖底接頭

臨時墊板(焊劑墊、陶瓷墊)法2023/7/2541楊建國（1）懸空焊法

特點：不開坡口(δ≤16mm)&開坡口(δ≥16mm)但留大鈍邊

要求：間隙小（b≤1mm）而均勻（工藝難點）、板不能太薄

工藝要點：①正面熔深不超過板厚或鈍邊的一半／背面熔深

應(yīng)達到板厚或鈍邊的60～70%②背面是否清根視具體情況而定2、雙面焊

好處：工藝簡單易行，變形／應(yīng)力較小

不足：工件要翻身2023/7/2542楊建國（2）襯墊法

特點：工藝靈活，較易實現(xiàn)，可靠

要求：要有焊劑墊或安裝臨時襯墊

工藝要點：①焊劑墊有不同的形式，應(yīng)區(qū)別運用②可用較大的線能量以提高焊接效率

（正面熔深可達到板厚或鈍邊的60~70%）③背面是否清根視具體情況而定

不足：襯墊的安裝增加焊前準備工作量2023/7/2543楊建國（3）打底焊法

特點：工藝簡單，最易實現(xiàn)，可靠

要求：無特別要求

工藝要點：①先以其它方法（如MMA）打底，然后

以SAW填充和蓋面②可適當用大些的線能量以提高焊接效率③背面是否清根視具體情況而定

不足：效率較低

2023/7/2544楊建國

特點：一般多用雙面焊

要求：要有滾輪架和機頭升降機構(gòu)

工藝要點：①坡口一般內(nèi)小外大（減少內(nèi)部施工量同時利于在

外部清根）②內(nèi)環(huán)縫應(yīng)在焊劑墊上焊接③焊絲應(yīng)偏離中垂線一段距離（線速度越大，偏距越大）

④其它與平板對接基本相同（二）環(huán)縫焊接2023/7/2545楊建國2、船形焊(filletweldinginthedownhandposition或fillet

weldingintheflatposition)特點：①單道焊腳高度大，效率高②翼/腹板熔深均勻

③成形好要求：裝配間隙小（b≤1mm）接頭處于船形位置工藝要點：①可用較大電流不足：①對焊前加工、裝配要求高②