1. 焊前準備


   埋弧焊時,由于看不見焊接熔池,也看不到待焊軌跡,施焊過程操作稍有不當,即產生焊偏、焊瘤等缺陷;而且,通常自動焊的焊接速度設定后不能進行自適應調節,即填充金屬熔入熔池的多少是基本固定不變的,不能適應坡口大小、間隙寬窄的波動;加之電流密度大,熱量集中,收弧時弧坑較大,易產生弧坑裂紋。為此,對待焊件邊緣(包括坡口)要求較高。首先待焊工件邊緣要平整,要求焊嘴端面與待焊處要保持恒定距離,不能有過大的跳動;再者坡口和板邊最好用創邊機加工,沒有刨邊機可用等離子弧切割機進行加工,但要保持切口面平整。當坡口處有殘留渣跡和殘余變形時,一定要用砂輪打磨平滑和矯正齊平,用這兩種方法加工的坡口,熱影響區小,不會影響焊接接頭的腐蝕性。


  常用的(de)單(dan)面(mian)焊對(dui)(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)坡(po)口(kou)見(jian)表3-14(GB/T985.1-2008),雙面(mian)對(dui)(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)焊坡(po)口(kou)見(jian)表3-15(GB/T 985.1-2008)。這兩種坡(po)口(kou)形式(shi)按照(zhao)完(wan)全熔透(tou)的(de)原則規定了對(dui)(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)坡(po)口(kou)形式(shi)和尺寸,對(dui)(dui)(dui)于不(bu)完(wan)全熔透(tou)的(de)對(dui)(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)允(yun)許采(cai)用其他形式(shi)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)坡(po)口(kou)。這兩種坡(po)口(kou)形式(shi)也是全國壓力(li)(li)容(rong)器標準化技術委員(yuan)會推薦在壓力(li)(li)容(rong)器及壓力(li)(li)元件中使(shi)用。對(dui)(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)待焊處之(zhi)間間隙和坡(po)口(kou)鈍邊要均勻一致,不(bu)然焊接(jie)(jie)(jie)時就不(bu)可避免地產生燒穿、未焊透(tou)、未熔合(he)或(huo)者表面(mian)成形不(bu)好(hao)等(deng)缺陷(xian)。



  施焊(han)(han)(han)以(yi)前要(yao)配備(bei)引(yin)(yin)(yin)弧(hu)板(ban)和(he)引(yin)(yin)(yin)出(chu)板(ban),縱焊(han)(han)(han)縫(feng)引(yin)(yin)(yin)弧(hu)板(ban)的厚度(du)和(he)化學(xue)成分要(yao)與待焊(han)(han)(han)材料一致,引(yin)(yin)(yin)弧(hu)板(ban)的長度(du)不(bu)(bu)小于150mm,寬度(du)不(bu)(bu)小于50mm,引(yin)(yin)(yin)弧(hu)板(ban)和(he)引(yin)(yin)(yin)出(chu)板(ban)與待焊(han)(han)(han)件(jian)之間要(yao)平齊,不(bu)(bu)允許留(liu)有間隙。焊(han)(han)(han)接環焊(han)(han)(han)縫(feng)不(bu)(bu)能(neng)用引(yin)(yin)(yin)弧(hu)板(ban)和(he)引(yin)(yin)(yin)出(chu)板(ban)時(shi),只好在(zai)(zai)待焊(han)(han)(han)處引(yin)(yin)(yin)弧(hu),焊(han)(han)(han)過一段距離后,要(yao)將(jiang)引(yin)(yin)(yin)弧(hu)處進行修整;收(shou)弧(hu)時(shi),仍在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)縫(feng)上(shang)收(shou)弧(hu),但必須修磨收(shou)弧(hu)焊(han)(han)(han)縫(feng),不(bu)(bu)允許有弧(hu)坑裂紋和(he)弧(hu)坑凹陷。


2. 焊(han)接參(can)數


  埋弧焊(han)的(de)焊(han)接參數(shu)項目比焊(han)條電(dian)弧焊(han)多,有(you)焊(han)接電(dian)流、電(dian)弧電(dian)壓(ya)、焊(han)絲直徑、焊(han)絲輸送速(su)度和焊(han)接速(su)度等。


  焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流的大小(xiao)直接(jie)(jie)影(ying)響焊(han)(han)接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池的深(shen)(shen)淺,焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流大,熱輸入大,焊(han)(han)接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池就深(shen)(shen);反之就淺。電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)壓(ya)(ya)隨(sui)著電(dian)(dian)弧長(chang)(chang)度(du)的變(bian)化(hua)(hua)而(er)變(bian)化(hua)(hua),電(dian)(dian)弧拉長(chang)(chang)了,電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)壓(ya)(ya)就升(sheng)高,焊(han)(han)縫寬(kuan)(kuan)度(du)明(ming)顯增寬(kuan)(kuan),焊(han)(han)接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池的深(shen)(shen)度(du)就減(jian)(jian)(jian)小(xiao)了。當(dang)焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流和電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)壓(ya)(ya)不(bu)變(bian)時,焊(han)(han)接(jie)(jie)速度(du)一(yi)提高,電(dian)(dian)弧給予(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池中(zhong)單(dan)位長(chang)(chang)度(du)熱量勢必減(jian)(jian)(jian)少(shao),隨(sui)著導致焊(han)(han)縫熔(rong)(rong)(rong)深(shen)(shen)和焊(han)(han)縫寬(kuan)(kuan)度(du)減(jian)(jian)(jian)小(xiao),焊(han)(han)絲直徑(jing)的加(jia)粗,擴(kuo)大了電(dian)(dian)弧范圍,使熔(rong)(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)增加(jia);如(ru)果焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流保持(chi)不(bu)變(bian),則熔(rong)(rong)(rong)深(shen)(shen)將相應地減(jian)(jian)(jian)少(shao)。上(shang)述各項焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)(can)數的選擇,不(bu)能單(dan)項考慮,要(yao)有機地匹(pi)配,進行綜合平衡分(fen)(fen)析,找出(chu)一(yi)個主要(yao)焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)(can)數,再充分(fen)(fen)試驗后,才能制(zhi)訂出(chu)最佳參(can)(can)數。產品(pin)施焊(han)(han)以(yi)前,一(yi)定(ding)(ding)要(yao)用試板進行模(mo)擬(ni)焊(han)(han)接(jie)(jie)試驗,當(dang)試板焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的力學性能和耐蝕性均滿足產品(pin)設計(ji)圖(tu)樣技術要(yao)求后才能對產品(pin)進行施焊(han)(han)。對于壓(ya)(ya)力容器受壓(ya)(ya)元件的焊(han)(han)接(jie)(jie),要(yao)經過焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝評定(ding)(ding)合格后,方能在產品(pin)上(shang)正式施焊(han)(han)。表3-16所列(lie)出(chu)的焊(han)(han)接(jie)(jie)參(can)(can)數可供(gong)參(can)(can)考。


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3. 操作(zuo)因(yin)素


  焊(han)絲傾(qing)(qing)(qing)斜方(fang)向分為前傾(qing)(qing)(qing)和(he)后(hou)傾(qing)(qing)(qing)兩各(ge)種(zhong),如(ru)圖3-21所(suo)示(shi)(shi)。焊(han)絲傾(qing)(qing)(qing)角的(de)大小(xiao)不同(tong),電弧(hu)對熔(rong)池的(de)力和(he)熱(re)作用也就(jiu)(jiu)不同(tong),從而影響到(dao)焊(han)縫成形(xing)。當(dang)焊(han)絲以一定傾(qing)(qing)(qing)角向后(hou)傾(qing)(qing)(qing)時,電弧(hu)力對熔(rong)池金(jin)屬的(de)后(hou)緣作用減弱,熔(rong)池底部的(de)金(jin)屬受(shou)熱(re)減少,故(gu)熔(rong)深變淺,如(ru)圖3-21c所(suo)示(shi)(shi)。后(hou)傾(qing)(qing)(qing)角越大,熔(rong)深越淺而熔(rong)寬(kuan)增寬(kuan)。相反,當(dang)焊(han)絲作適(shi)當(dang)前傾(qing)(qing)(qing)時可少許提高(gao)熔(rong)深。這(zhe)種(zhong)前傾(qing)(qing)(qing)斜焊(han)絲的(de)方(fang)法,通常(chang)較少采用,只有在特定情況(kuang)下使用,如(ru)焊(han)接小(xiao)直徑圓筒形(xing)焊(han)件的(de)環(huan)焊(han)縫就(jiu)(jiu)采用這(zhe)種(zhong)方(fang)法。


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  焊(han)(han)(han)(han)件在傾斜位置焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時,有上坡(po)焊(han)(han)(han)(han)和(he)下坡(po)焊(han)(han)(han)(han)之分,如(ru)圖3-22所(suo)示,它們對(dui)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)的(de)(de)影(ying)響有明顯(xian)的(de)(de)不同。上坡(po)焊(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)余高(gao)過(guo)高(gao),兩側易出現咬邊,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)表面成(cheng)形(xing)明顯(xian)惡化,實際工作中應避(bi)免采用(yong)上坡(po)焊(han)(han)(han)(han)。下坡(po)焊(han)(han)(han)(han)與上坡(po)焊(han)(han)(han)(han)相反(fan),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)熔(rong)深和(he)余高(gao)均有所(suo)減少,而熔(rong)寬略(lve)有增加,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)得到改善。在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)圓筒焊(han)(han)(han)(han)件的(de)(de)內、外環焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)時,一般采用(yong)下坡(po)焊(han)(han)(han)(han),以減少發生燒穿的(de)(de)現象并改善焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)。當然,焊(han)(han)(han)(han)件下坡(po)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)角度(du)過(guo)大也會(hui)產生未(wei)焊(han)(han)(han)(han)透(tou)。


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4. 施焊工藝與程(cheng)序


埋(mai)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)奧氏體(ti)型不銹鋼(gang)的施焊(han)(han)工藝,程序大體(ti)與普通碳鋼(gang)相同。埋(mai)弧焊(han)(han)最適宜焊(han)(han)接(jie)(jie)對接(jie)(jie)和角(jiao)接(jie)(jie)平焊(han)(han)縫,大致有幾種:


 a. 先進行焊條電弧焊


   這種施焊(han)工藝(yi)比(bi)較簡單,焊(han)接不需要(yao)特(te)別強固工裝,而是先用焊(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)預先封(feng)底焊(han)。要(yao)求(qiu)焊(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)的(de)熔(rong)深達到板厚(hou)的(de)1/3,焊(han)完以后,清(qing)(qing)理焊(han)縫。清(qing)(qing)除掉焊(han)縫缺陷后,在另一面進行埋(mai)弧(hu)焊(han),如圖3-23所示(shi)。


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 b. 永久(jiu)墊板埋弧(hu)焊


   這是指焊(han)(han)(han)(han)件裝(zhuang)配時(shi)將同(tong)種(zhong)(zhong)鋼材的(de)墊板緊密(mi)地貼在接(jie)頭下部(bu)用(yong)定位焊(han)(han)(han)(han)固定,進行單面熔(rong)透焊(han)(han)(han)(han)的(de)一種(zhong)(zhong)工藝。此時(shi)要求墊板與焊(han)(han)(han)(han)件之間(jian)間(jian)隙(xi)(xi)(xi)不得超過0.5~1.0mm,否則液態金屬或熔(rong)渣必然從間(jian)隙(xi)(xi)(xi)處流出或嵌入夾縫(feng)中(zhong)間(jian)而造成焊(han)(han)(han)(han)接(jie)缺隙(xi)(xi)(xi)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)完畢,墊板有一部(bu)分金屬被熔(rong)入焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)成為焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬,與焊(han)(han)(han)(han)件牢固地焊(han)(han)(han)(han)在一起(qi)。故要求墊板的(de)化學成分、力學性能和耐蝕性與焊(han)(han)(han)(han)件相同(tong)。永久(jiu)墊板的(de)尺寸見表3-17。永久(jiu)墊板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)的(de)裝(zhuang)配示(shi)意圖如圖3-24所示(shi)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)容(rong)器封頭時(shi),如果容(rong)器內(nei)部(bu)無法施焊(han)(han)(han)(han)時(shi),往往采(cai)用(yong)這種(zhong)(zhong)方法。


 c. 鎖底對接接頭埋弧焊


   這種焊接(jie)方法(fa)適用于厚度大于10mm的(de)構件(jian),常用于小直徑(jing)厚壁圓(yuan)筒形(xing)焊件(jian)的(de)環縫(feng)焊接(jie),效果(guo)很好。鎖(suo)底對接(jie)接(jie)頭焊接(jie)如圖3-25所示。


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 d. 純銅墊埋弧(hu)焊


   這種(zhong)焊(han)接(jie)方法能使焊(han)接(jie)構件達到(dao)單面焊(han)雙面成形(xing)的目的。純(chun)銅墊靠焊(han)接(jie)夾具緊貼待(dai)焊(han)接(jie)接(jie)頭下面,它與(yu)焊(han)件之間間隙(xi)不允(yun)許大于(yu)0.5mm。各種(zhong)形(xing)式的純(chun)銅墊結構圖(tu)見圖(tu)3-26。純(chun)銅墊板的形(xing)狀和(he)尺寸見圖(tu)3-27和(he)表3-18。在(zai)純(chun)銅墊接(jie)觸焊(han)件的一面開槽(cao)(cao),槽(cao)(cao)的中心要(yao)與(yu)接(jie)縫處對準,如果在(zai)槽(cao)(cao)內(nei)放焊(han)劑(見圖(tu)3-26b),則槽(cao)(cao)的寬(kuan)(kuan)度和(he)深度都要(yao)相應地加寬(kuan)(kuan)加深。


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表 18.jpg


 e. 焊劑墊埋弧焊


   這種焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法也可使(shi)焊(han)(han)(han)件達到單(dan)(dan)面焊(han)(han)(han)雙面成(cheng)形(xing)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。要根據焊(han)(han)(han)件厚(hou)(hou)度,在接(jie)(jie)縫(feng)下面墊上(shang)(shang)一層厚(hou)(hou)度為30~100mm的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)下面是一層絕緣的(de)(de)(de)陶氈(zhan)墊,陶氈(zhan)墊下面是封閉的(de)(de)(de)橡膠(jiao)管,如圖(tu)3-28所示。接(jie)(jie)縫(feng)處與焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)墊中心要對中,當(dang)橡膠(jiao)管一端通入壓(ya)縮空氣時(shi),焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)被(bei)均(jun)勻地(di)向上(shang)(shang)頂緊焊(han)(han)(han)縫(feng)處的(de)(de)(de)下表面。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi),電弧將熔(rong)透焊(han)(han)(han)件并熔(rong)化一些焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),形(xing)成(cheng)單(dan)(dan)面焊(han)(han)(han)雙面成(cheng)形(xing)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)。假若焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)向上(shang)(shang)頂的(de)(de)(de)壓(ya)力過(guo)大或(huo)過(guo)小,在焊(han)(han)(han)縫(feng)背面會(hui)形(xing)成(cheng)凹槽或(huo)突起部分(fen),嚴重(zhong)者(zhe)甚(shen)至焊(han)(han)(han)不(bu)成(cheng)形(xing),圖(tu)3-29為焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)壓(ya)力大小對焊(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)的(de)(de)(de)影響。


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 f. 雙面對接埋(mai)弧焊(han)


  這是埋弧焊焊接對接焊縫的一種基本方法,使用最廣,大多數中、厚板焊接時均使用它。這種焊接接頭的幾何連續性最好,承載后應力狀態好,能適應工作負荷復雜和苛刻的工作條件,故對焊縫長度較長,分布規則的焊縫,應盡量采用這種施焊工藝方法。此時第一面施焊也不用任何形式襯墊,在無襯墊焊接時,對焊件邊緣的準備和裝配質量要求較高,希望焊縫之間間隙為零,局部處不得超過1.0mm,否則液體金屬容易從間隙中流出而燒穿焊縫或形成焊瘤。為了有一定熔深,同時又不至于焊穿,通常在第一面焊接時,要求熔深為鋼板厚度的60%~70%。如果被焊件較薄,在第一面焊接時,可以采取減少焊接電流,提高焊接速度或者焊絲向后傾斜等措施來避免燒穿。有關奧氏體不銹鋼(gang)中等厚度板材的無墊雙面埋弧焊的焊接參數見表3-19。


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