埋弧焊(han)簡稱SAW焊，SAW是英文 Submerged Arc Welding 的縮寫。埋弧焊是一種靠電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。其實質與使用焊條的電弧焊是一樣的，屬于以熔渣保護為主的氣-渣聯合保護的電弧焊。在自動埋弧焊過程中，送絲、行走、送焊劑和回收焊劑等全由機械裝置來完成。所以說，自動埋弧焊是當今焊接生產效率較高的機械化焊接方法之一，而且埋弧焊的成本也比較低。埋弧焊是高效率、低成本、被廣泛采用的焊接方法。
埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)的(de)焊(han)接(jie)過程，見圖5-19。首先通過焊(han)劑(ji)漏(lou)斗在焊(han)件表面覆蓋一層顆粒狀焊(han)劑(ji)，送絲(si)機構將(jiang)焊(han)絲(si)經(jing)導電嘴送到焊(han)劑(ji)層下(xia)，并引燃電弧(hu)(hu)。電弧(hu)(hu)除直接(jie)加(jia)熱焊(han)件和(he)焊(han)絲(si)形成熔池(chi)(chi)及熔滴外(wai)(wai)，其輻射熱還熔化周圍的(de)焊(han)劑(ji)而形成熔渣(zha)。部分(fen)焊(han)劑(ji)和(he)金屬甚(shen)至被加(jia)熱成蒸氣(qi)(qi)而把熔渣(zha)排開，形成一個籠罩著(zhu)電弧(hu)(hu)和(he)熔池(chi)(chi)的(de)氣(qi)(qi)泡，使焊(han)接(jie)高溫區與外(wai)(wai)界(jie)空氣(qi)(qi)隔離(li)，防止空氣(qi)(qi)侵入。隨著(zhu)電弧(hu)(hu)向前(qian)的(de)移動(dong)，熔池(chi)(chi)前(qian)部也(ye)向前(qian)延伸，熔池(chi)(chi)后部則逐(zhu)漸冷卻凝固(gu)形成焊(han)縫。重量較輕(qing)的(de)熔渣(zha)浮在熔池(chi)(chi)表面，冷卻后成為渣(zha)殼。
埋弧自(zi)動(dong)焊(han)(han)機由焊(han)(han)劑漏斗、焊(han)(han)絲(si)(si)盤(pan)、送絲(si)(si)機構、導電(dian)嘴和控制等(deng)(deng)組成(cheng)，全部裝在一個能自(zi)動(dong)行(xing)走的(de)小車上，用(yong)電(dian)纜與焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)源(yuan)及制箱(xiang)連接(jie)(jie)。焊(han)(han)接(jie)(jie)時，只(zhi)要按下啟(qi)動(dong)按鈕(niu)，整個焊(han)(han)接(jie)(jie)過程(cheng)（包括引(yin)弧、絲(si)(si)、小車行(xing)走等(deng)(deng)）將(jiang)自(zi)動(dong)進行(xing)。
由于采用(yong)裸焊絲，且(qie)導電嘴長(chang)度僅(jin)約50mm,同時，渣(zha)層可防止屬飛濺(jian)，所以，埋弧(hu)焊可采用(yong)大(da)電流（300A~2000A)進行焊接(jie)，使界接(jie)速度和熔深大(da)大(da)增(zeng)加(jia)。
埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接不銹鋼管所(suo)用的焊(han)(han)接材料、焊(han)(han)絲和(he)焊(han)(han)劑(ji)見表5-4。
一、埋弧焊的特點
1. 埋弧焊的主(zhu)要優(you)點
埋弧(hu)焊(han)生產特點是(shi)埋弧(hu)、自動和(he)大電流(liu)。埋弧(hu)自動焊(han)有如下(xia)優點：
a. 生產效率高
這是因(yin)為(wei)，一方(fang)面焊(han)絲導電(dian)長度(du)縮短(duan)，電(dian)流(liu)和電(dian)流(liu)密度(du)提高(gao)，因(yin)此電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)熔深能力和焊(han)絲熔敷效率(lv)都大(da)大(da)提高(gao)。埋弧(hu)(hu)(hu)焊(han)一般不開坡口單(dan)面一次(ci)焊(han)熔深可(ke)達(da)20mm.另一方(fang)面由于(yu)焊(han)劑和熔渣的(de)隔熱作用，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)上(shang)基本沒(mei)有(you)(you)熱的(de)輻射散失，飛(fei)濺(jian)也小，雖然用于(yu)熔化焊(han)劑的(de)熱量損耗有(you)(you)所增大(da)，但總的(de)熱效率(lv)仍然大(da)大(da)增加，因(yin)而使埋弧(hu)(hu)(hu)焊(han)的(de)焊(han)接(jie)速度(du)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提高(gao)；以(yi)厚(hou)度(du)8mm~10mm鋼板(ban)對接(jie)為(wei)例，單(dan)絲埋弧(hu)(hu)(hu)焊(han)速度(du)可(ke)達(da)30m/h~50m/h,雙絲或多絲埋弧(hu)(hu)(hu)焊(han)還(huan)可(ke)提高(gao)一倍以(yi)上(shang)，而手工焊(han)條電(dian)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)則(ze)僅為(wei)6m/h~8m/h。
b. 焊縫質量高(gao)
埋弧(hu)(hu)焊(han)時(shi)焊(han)劑對電(dian)弧(hu)(hu)空間有可靠的(de)(de)保護，可有效地防止(zhi)外(wai)界空氣(qi)的(de)(de)侵(qin)人。電(dian)弧(hu)(hu)區主要成(cheng)分是(shi)二(er)氧化碳(tan),焊(han)縫金屬中含氮量、含氧量大大降低。另外(wai)，焊(han)接參數(shu)可以(yi)通(tong)過自動調節(jie)保持穩(wen)定，焊(han)縫的(de)(de)化學成(cheng)分和(he)性能比(bi)較(jiao)均勻(yun)，機械性能比(bi)較(jiao)好，焊(han)縫表面光潔平直。同(tong)時(shi)，因熔深較(jiao)大，故不(bu)易(yi)產生未焊(han)透(tou)的(de)(de)缺陷(xian)。因此，對焊(han)工技術(shu)水(shui)平要求可以(yi)適當降低。
c. 勞動條件好
由(you)于實現了(le)機(ji)械化、自動化焊(han)(han)接，除了(le)減輕手工焊(han)(han)操(cao)作的(de)勞動強度外，它沒有弧(hu)光輻射，這是埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)的(de)獨特優點。而且(qie)焊(han)(han)接材料(liao)和(he)電能的(de)消耗較(jiao)低。
2. 埋弧焊(han)的主要(yao)缺點
a. 由于(yu)埋弧(hu)焊是依靠(kao)顆粒狀焊劑(ji)堆積形成保護條件，因(yin)此，埋弧(hu)焊一般僅(jin)適用于(yu)水平位置的(de)焊接。
b. 對焊(han)件邊緣的加工裝(zhuang)配精度（錯邊、間隙等）要求高，尤(you)其是不(bu)銹鋼焊(han)管。否(fou)則，會使(shi)焊(han)接(jie)過程不(bu)穩定，以致產生(sheng)氣孔、裂紋、燒穿等缺(que)陷。
c. 由于(yu)埋(mai)弧(hu)焊電弧(hu)的(de)電場強度較(jiao)大，電流小于(yu)100A時(shi)，電弧(hu)的(de)穩定性不(bu)好，因(yin)此，不(bu)適宜焊接厚度小于(yu)1mm的(de)薄壁(bi)管。
二、埋弧焊用焊絲和焊劑及其配合
1. 焊(han)絲
埋弧焊(han)(han)(han)用(yong)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)與手工電(dian)弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)條鋼(gang)芯同屬一個(ge)國家標準。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)埋弧焊(han)(han)(han)用(yong)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)，可參考YB/T 5092-1996《焊(han)(han)(han)接用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)絲(si)(si)》等。焊(han)(han)(han)絲(si)(si)直(zhi)徑為ф1.6mm~6.0mm.不(bu)同牌號的焊(han)(han)(han)絲(si)(si)應分類妥(tuo)善(shan)保(bao)管，不(bu)能混用(yong)。焊(han)(han)(han)前應對焊(han)(han)(han)絲(si)(si)表面仔細(xi)清理，去除油污等雜質，防止焊(han)(han)(han)接時產(chan)生(sheng)氣孔等缺陷。
2. 焊劑
不銹鋼埋(mai)弧(hu)焊常(chang)用焊劑見(jian)表5-4。AVESTA 不銹鋼埋(mai)弧(hu)焊焊劑見(jian)表5-5。
一般焊劑在使(shi)用前(qian)必(bi)須(xu)在250℃下烘(hong)干，并保溫1~2小時。限用直流焊的(de)焊劑使(shi)用前(qian)必(bi)經(jing)300℃~400℃烘(hong)干，保溫2小時，烘(hong)干后應立即(ji)使(shi)用。施焊時，覆蓋層焊劑堆(dui)積(ji)厚(hou)(hou)度要適中，過厚(hou)(hou)易導致(zhi)焊縫(feng)成型惡化變壞(huai)，產生凹(ao)坑。
3. 焊絲和焊劑的選配(pei)
欲獲得高質量的(de)埋弧焊(han)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，正確選用(yong)(yong)焊(han)絲和(he)焊(han)劑(ji)是十分重要的(de)。對(dui)耐熱鋼、低(di)(di)錳(meng)鋼、耐蝕鋼的(de)焊(han)接(jie)可(ke)選用(yong)(yong)中硅(gui)或低(di)(di)硅(gui)型焊(han)劑(ji)并配合(he)(he)相應的(de)合(he)(he)金鋼焊(han)絲。對(dui)于鐵素(su)體、奧氏(shi)體等(deng)高合(he)(he)金鋼，一般選用(yong)(yong)堿度較高的(de)熔煉焊(han)劑(ji)或燒(shao)(shao)結、粘結焊(han)劑(ji)，以降低(di)(di)合(he)(he)金元素(su)的(de)燒(shao)(shao)損及向焊(han)縫(feng)過(guo)渡較多的(de)合(he)(he)金元素(su)。
一般來(lai)說，高錳(meng)高硅(gui)(gui)低氟(fu)(fu)焊(han)劑(ji)(ji)，用于碳鋼(gang)或韌(ren)性(xing)要求(qiu)不高的場(chang)合(he)，配用低合(he)金鋼(gang)焊(han)絲。無錳(meng)無硅(gui)(gui)高氟(fu)(fu)焊(han)劑(ji)(ji)屬堿性(xing)焊(han)劑(ji)(ji)，適用于韌(ren)性(xing)要求(qiu)高或不銹鋼(gang)等高合(he)金鋼(gang)的焊(han)接(jie)。中錳(meng)中硅(gui)(gui)中氟(fu)(fu)焊(han)劑(ji)(ji)屬中性(xing)焊(han)劑(ji)(ji)，多(duo)用于低合(he)金鋼(gang)、結構鋼(gang)焊(han)接(jie)。
埋弧(hu)焊(han)用的焊(han)絲(si)(si)，應根(gen)據所焊(han)鋼材類類別及對焊(han)接接頭性能的要求加以選(xuan)擇，并與相應的焊(han)劑配合(he)使用，如表5-4列出了(le)埋弧(hu)焊(han)焊(han)絲(si)(si)、焊(han)劑的選(xuan)配。
四、埋弧焊(han)焊(han)機(ji)
埋弧焊(han)焊(han)機是(shi)由機械(xie)、電源和控(kong)制(zhi)系統3個(ge)主要部(bu)分組成，它(ta)們主要特點如下：
1. 機械結構
現以MZ-1000型自(zi)動焊(han)(han)機的焊(han)(han)接小車(che)為例來說(shuo)明自(zi)動埋(mai)弧焊(han)(han)機的機械結(jie)構(gou)(gou)特點，其他各種(zhong)自(zi)動埋(mai)弧焊(han)(han)機的結(jie)構(gou)(gou)均與此大同小異。它由送絲機、行走小車(che)、機頭調整機構(gou)(gou)、導電(dian)嘴以及焊(han)(han)絲盤、焊(han)(han)劑漏斗等部件組成，通常還裝有控制盒。－
a. 送絲機
送(song)(song)絲(si)(si)機的主要作(zuo)用(yong)是將直徑Φ3mm~φ6mm的焊絲(si)(si)自(zi)動輸送(song)(song)到(dao)電弧焊接區，它包括送(song)(song)絲(si)(si)傳動系統、送(song)(song)絲(si)(si)滾輪(lun)和(he)矯直滾輪(lun)等。
送(song)絲電(dian)動機功率取決(jue)(jue)于焊絲直(zhi)徑，一般為40W~100W.額(e)定轉(zhuan)速(su)(su)為2650r/min,可以均勻調節。送(song)絲機構減速(su)(su)比(bi)取決(jue)(jue)于電(dian)動機轉(zhuan)速(su)(su)和所(suo)要求的送(song)給(gei)速(su)(su)度范圍，一般為100~160。
b. 行走(zou)小車
包(bao)括(kuo)行(xing)走(zou)傳功機(ji)(ji)構(gou)、行(xing)走(zou)輪(lun)(lun)及離合器(qi)等(deng)。行(xing)走(zou)輪(lun)(lun)一般應(ying)為橡膠(jiao)絕(jue)(jue)緣輪(lun)(lun)，使小(xiao)車(che)與導電(dian)嘴(zui)絕(jue)(jue)緣。當離合器(qi)脫離時小(xiao)車(che)可(ke)以由手推(tui)動(dong)(dong)，當合上(shang)時則由電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)驅(qu)動(dong)(dong)。行(xing)走(zou)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)功率取決于小(xiao)車(che)的(de)自重，一般為40W~200W.行(xing)走(zou)機(ji)(ji)械減速比取決于電(dian)機(ji)(ji)和所要求焊接速度范圍(wei)，一般為800~1000.
c. 機(ji)頭調節機(ji)構(gou)
為了使焊(han)機能適應各(ge)種類型焊(han)縫焊(han)接，并使焊(han)絲(si)對準焊(han)縫，送絲(si)機應有足夠的調節自(zi)由度。
d. 導(dao)電嘴
安裝在(zai)機頭上的銅制導(dao)電(dian)嘴（耐(nai)磨銅合金制成）是(shi)為(wei)了將(jiang)電(dian)流導(dao)至焊絲用的。導(dao)電(dian)嘴一般(ban)分為(wei)3種不同的結構形式（圖5-20)。
滾(gun)輪式導電(dian)嘴由(you)裝在(zai)導電(dian)板上的(de)兩(liang)個耐(nai)磨銅滾(gun)輪組成。焊(han)接電(dian)源線接在(zai)導電(dian)扳上。為了接觸(chu)導電(dian)良好(hao)，焊(han)絲靠彈簧(huang)的(de)張力(li)夾緊(jin)在(zai)兩(liang)個滾(gun)輪之間。彈簧(huang)張力(li)由(you)螺(luo)釘來調節(jie)（圖5-20a)。
夾(jia)(jia)(jia)瓦(wa)式(shi)導電嘴是由兩個帶槽的(de)銅夾(jia)(jia)(jia)瓦(wa)組成。用(yong)兩個帶彈(dan)簧的(de)螺(luo)釘使－夾(jia)(jia)(jia)瓦(wa)壓向(xiang)另一夾(jia)(jia)(jia)瓦(wa)，以保證夾(jia)(jia)(jia)瓦(wa)與焊(han)(han)絲之間(jian)有(you)(you)良好的(de)接觸(chu)。接電纜用(yong)螺(luo)栓(shuan)接在固定(ding)夾(jia)(jia)(jia)瓦(wa)上。為了延長使用(yong)壽命，可在夾(jia)(jia)(jia)瓦(wa)的(de)溝槽中對不同直徑焊(han)(han)絲更換襯瓦(wa)。這種結(jie)構(gou)的(de)導電嘴可以有(you)(you)效地導引焊(han)(han)絲的(de)方向(xiang)，并容許(xu)有(you)(you)較大的(de)磨(mo)損(sun)（圖5-20b)。
對于小(xiao)直徑（Φ1.6mm~Φ2mm)的(de)焊(han)絲，可用偏(pian)心式(shi)導(dao)(dao)電(dian)嘴(zui)(zui)，也(ye)稱管狀導(dao)(dao)電(dian)嘴(zui)(zui)，它是(shi)由(you)(you)導(dao)(dao)電(dian)桿(gan)和導(dao)(dao)電(dian)嘴(zui)(zui)組成(cheng)（圖5-20c).導(dao)(dao)電(dian)嘴(zui)(zui)用耐磨合金鉻銅制成(cheng)，導(dao)(dao)電(dian)桿(gan)有直的(de)或彎(wan)的(de)。導(dao)(dao)電(dian)嘴(zui)(zui)與(yu)導(dao)(dao)電(dian)桿(gan)不在一個同心度上(shang)，因(yin)此，通過導(dao)(dao)電(dian)桿(gan)的(de)焊(han)絲在導(dao)(dao)電(dian)嘴(zui)(zui)的(de)端頭中受到彎(wan)曲，并由(you)(you)于焊(han)絲的(de)彈(dan)性而在端頭的(de)出口處(chu)造成(cheng)必要的(de)接觸壓力。
e. 焊劑(ji)回收器
專用(yong)(yong)(yong)埋(mai)弧焊機一(yi)般裝有(you)焊劑(ji)(ji)回(hui)收(shou)(shou)器。目前(qian)一(yi)般的焊劑(ji)(ji)回(hui)收(shou)(shou)器均(jun)是利用(yong)(yong)(yong)0.3MPa~0.4MPa個大氣(qi)壓(ya)(ya)的壓(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)造成(cheng)局部負壓(ya)(ya)實行(xing)吸收(shou)(shou)的，結構型式有(you)電動(dong)吸入(ru)、氣(qi)動(dong)吸入(ru)、吸壓(ya)(ya)式等多種。前(qian)兩(liang)種壓(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)不跟焊劑(ji)(ji)接觸，但輸送(song)不可靠；后(hou)一(yi)種輸送(song)控(kong)制可靠，但壓(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)直(zhi)接和焊劑(ji)(ji)接觸。因壓(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)含水量(liang)高，焊劑(ji)(ji)受潮(chao)易使焊縫(feng)產(chan)生(sheng)氣(qi)孔，因此使用(yong)(yong)(yong)起來都不太滿意(yi)，目前(qian)正在(zai)推(tui)廣用(yong)(yong)(yong)局部真空吸塵原理(li)制造的新(xin)型焊劑(ji)(ji)回(hui)收(shou)(shou)器。
2. 焊接(jie)電源
埋弧(hu)(hu)自動焊(han)(han)(han)可采用(yong)交流或(huo)直(zhi)流電(dian)源進行焊(han)(han)(han)接，可根(gen)據產品(pin)焊(han)(han)(han)接要求(qiu)及焊(han)(han)(han)劑型號(hao)選定(ding)電(dian)源。一般(ban)低(di)(di)碳鋼(gang)及低(di)(di)合金(jin)結(jie)構鋼(gang)配用(yong)“焊(han)(han)(han)劑430”或(huo)“焊(han)(han)(han)劑431”時(shi)，焊(han)(han)(han)接均應優先考慮采用(yong)交流電(dian)源。若用(yong)低(di)(di)錳低(di)(di)硅(gui)焊(han)(han)(han)劑，必須(xu)選用(yong)直(zhi)流電(dian)源才能保證埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)過程電(dian)弧(hu)(hu)的穩定(ding)性。采用(yong)直(zhi)流電(dian)源時(shi)一般(ban)采用(yong)直(zhi)流反極性，以(yi)獲得較大(da)的熔深(shen)。埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)直(zhi)流電(dian)源有(you)ZXG-1000R、ZDG-1000R等。
埋(mai)弧(hu)焊焊接(jie)不銹鋼一(yi)般使用(yong)直流電源(yuan)。粗(cu)絲(si)埋(mai)弧(hu)焊一(yi)般采用(yong)電弧(hu)電壓自動調節(jie)式(shi)焊絲(si)機構，配(pei)用(yong)陡降外(wai)特性電源(yuan)。細絲(si)埋(mai)弧(hu)焊采用(yong)等速送絲(si)機，配(pei)用(yong)平(ping)或(huo)緩(huan)降外(wai)特性電源(yuan)。
埋弧自動焊(han)焊(han)接電(dian)源(yuan)空(kong)載(zai)電(dian)壓要求(qiu)在70V~80V以上。由于焊(han)接電(dian)流較大，埋弧自動焊(han)電(dian)源(yuan)的額定電(dian)流一般在700A~1000A之間(jian)。
3. 控制系統
通用(yong)小車式埋弧自(zi)(zi)動(dong)(dong)焊機的(de)(de)控(kong)制系(xi)統(tong)包括：電(dian)源(yuan)外特性控(kong)制、送(song)絲和小車拖動(dong)(dong)控(kong)制及程序自(zi)(zi)動(dong)(dong)控(kong)制（其中主要是引弧和熄弧自(zi)(zi)動(dong)(dong)控(kong)制）。一般埋弧焊機，常有(you)一控(kong)制箱來安(an)裝主要控(kong)制電(dian)器組件，但實際上(shang)控(kong)制系(xi)統(tong)總還有(you)一部分組件是安(an)裝在小車上(shang)的(de)(de)控(kong)制盒和焊接電(dian)源(yuan)箱內的(de)(de)，因(yin)此，使用(yong)時設(she)備必(bi)須按(an)照出廠時提供的(de)(de)外部接線安(an)裝圖連接，如(ru)圖5-21。
