帶極埋弧堆焊是埋弧焊的一種形式，它以鋼帶代替焊絲作為焊接材料。堆焊時，電弧在帶極端部的局部點燃，隨著電弧的燃燒和電極的熔化，電弧將在帶極端面上迅速來回移動，類似于不斷擺動焊絲的埋弧焊。它具有堆焊層比較淺，稀釋程度很小（可控制在10％以內），生產率高的優點。由于電流總是集中在帶極端面最突出的局部，所以電流密度很高，可以獲得較高的熔敷效率，達20～30kg／h。同時堆焊層表面比較均勻、平整。焊劑能很好地保護焊接熔池，防止外界空氣侵入，且操作穩定、可靠。帶埋弧堆焊適用于大面積的堆焊。
受(shou)堆焊的基體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是(shi)在(zai)設計產品已(yi)經確定(ding)了的，選擇基體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)主要考慮強度要求和工作(zuo)(zuo)環境(jing)溫度以及是(shi)否臨氫等(deng)，當(dang)然也要考慮該材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的焊接性。通(tong)常(chang)選用碳含(han)量較低的Q395（16Mn）、20G和20MnMoNb等(deng)鋼種作(zuo)(zuo)為基體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。高(gao)溫臨氫則采(cai)用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和10CrMo910等(deng)鋼種材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。
一(yi)、帶(dai)極焊接材料的(de)選(xuan)擇
帶極(ji)作為基體材料(liao)埋(mai)弧堆焊(han)時，所選用的材料(liao)包括帶極(ji)材料(liao)和(he)(he)焊(han)劑，兩者相配合(he)才能獲得符合(he)要求的化學成分和(he)(he)金(jin)屬(shu)組(zu)織及性能良好的堆焊(han)層。
1. 焊劑(ji)
對化工設備(bei)進行大面積堆(dui)(dui)焊時，對焊劑(ji)(ji)要(yao)求非常嚴(yan)格，其中要(yao)求焊劑(ji)(ji)能保證堆(dui)(dui)焊過(guo)(guo)程長(chang)時間連續穩定。目前(qian)國內尚無專(zhuan)門的(de)帶極堆(dui)(dui)焊埋(mai)弧(hu)焊焊劑(ji)(ji)，多(duo)用埋(mai)弧(hu)焊的(de)焊劑(ji)(ji)代替。用熔煉堿性(xing)焊劑(ji)(ji)進行堆(dui)(dui)焊，合金元素的(de)過(guo)(guo)渡系數高，但堆(dui)(dui)焊工藝不夠理想；用熔煉型酸性(xing)焊劑(ji)(ji)，雖然堆(dui)(dui)焊工藝性(xing)能良好，但鉻的(de)燒損(sun)嚴(yan)重。常采用的(de)是(shi)焊劑(ji)(ji)HJ260，再通過(guo)(guo)提(ti)高帶極材(cai)料化學成(cheng)分中鉻、鎳含(han)量來補(bu)償堆(dui)(dui)焊過(guo)(guo)程中鉻的(de)燒損(sun)。
2. 帶極材料和規格(ge)
在(zai)用(yong)焊(han)(han)劑(ji)HJ260的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)埋弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)過(guo)程中，鉻的(de)(de)(de)燒損比較嚴(yan)重，一般要(yao)損失質量(liang)分數(shu)為10％～15％的(de)(de)(de)Cr。在(zai)選用(yong)過(guo)渡(du)層(ceng)的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)時(shi)，要(yao)尋(xun)求碳含量(liang)低而(er)鉻、鎳(nie)合(he)(he)(he)金元素較高的(de)(de)(de)焊(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)，其(qi)目的(de)(de)(de)是減少堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)過(guo)渡(du)層(ceng)與基體的(de)(de)(de)接觸(chu)面(mian)產(chan)生(sheng)淬硬馬氏(shi)體組織的(de)(de)(de)危(wei)險，從而(er)使交界面(mian)有較好的(de)(de)(de)塑性，還(huan)有一定的(de)(de)(de)韌性，避免或減少過(guo)渡(du)層(ceng)與基體接觸(chu)面(mian)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)裂紋和剝離等缺陷。通(tong)常同考慮不(bu)銹復合(he)(he)(he)鋼(gang)(gang)板焊(han)(han)接時(shi)的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)層(ceng)一樣，要(yao)選用(yong)超低碳高鉻、鎳(nie)的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)，甚(shen)至用(yong)鎳(nie)基合(he)(he)(he)金材(cai)(cai)料(liao)，例(li)如，在(zai)Q395（16MnR）鋼(gang)(gang)基層(ceng)同表層(ceng)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)(gang)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)層(ceng)，采用(yong)HJ260焊(han)(han)劑(ji)配合(he)(he)(he)Cr28Ni11 鋼(gang)(gang)帶(dai)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)，雖然有焊(han)(han)劑(ji)的(de)(de)(de)氧化性和母材(cai)(cai)中碳、錳等元素的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)，仍可獲得較為適用(yong)的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)層(ceng)。不(bu)過(guo)過(guo)渡(du)層(ceng)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)消耗量(liang)很大(da)，成本問題(ti)不(bu)可忽視。
堆焊表(biao)面(mian)層(ceng)帶(dai)極(ji)材料(liao)的(de)選用(yong)：要考慮堆焊過程中鉻(ge)的(de)燒損之后，仍具有(you)足以保證耐(nai)蝕性所需要的(de)化學成(cheng)分。為了(le)使堆焊表(biao)面(mian)層(ceng)具有(you)符合耐(nai)酸(suan)不銹鋼06Cr18Ni11Ti的(de)化學成(cheng)分，堆焊表(biao)面(mian)層(ceng)的(de)帶(dai)極(ji)可選用(yong)牌號為H03Cr21Ni10的(de)超低碳高鉻(ge)、鎳的(de)焊接材料(liao)。選用(yong)該(gai)材料(liao)的(de)帶(dai)極(ji)進行的(de)埋弧堆焊，其(qi)表(biao)面(mian)層(ceng)的(de)化學成(cheng)分的(de)質量分數（％）為：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完(wan)全(quan)能(neng)滿足使用(yong)要求。
帶(dai)極的(de)(de)(de)規格(寬x厚)較多,有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等。要根(gen)據帶(dai)極埋(mai)弧堆(dui)焊設備的(de)(de)(de)功率和被堆(dui)焊面積的(de)(de)(de)大小來選用(yong)(yong)帶(dai)極的(de)(de)(de)規格,較常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)帶(dai)極規格為60mm×0.5mm。
對于(yu)無法(fa)用(yong)(yong)(yong)帶極埋弧焊堆(dui)焊的部(bu)位,如拐角部(bu)位之類可用(yong)(yong)(yong)焊條(tiao)電弧焊來進行(xing)堆(dui)焊。過渡層選(xuan)用(yong)(yong)(yong)A412(E310Mo型(xing))焊條(tiao),表面層可選(xuan)用(yong)(yong)(yong)A202(E316型(xing))或A132(E347型(xing))等(deng)焊條(tiao)進行(xing)施焊,即可獲得06Cr18Ni11Ti不(bu)銹(xiu)鋼的性能(neng)。
二(er)、堆焊工藝
對于待焊基體(ti)的(de)(de)材料(liao),要預先進(jin)行超(chao)聲(sheng)波檢測,不允(yun)許有超(chao)規(gui)定的(de)(de)缺陷存(cun)在。被(bei)堆焊的(de)(de)基體(ti)材料(liao)表面,應(ying)在堆焊前清理干凈后,再次檢查表面不得有微小裂(lie)紋,以保證過渡(du)層(ceng)的(de)(de)質量和良(liang)好(hao)的(de)(de)外形。
如(ru)果被堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)基體材(cai)料(liao)屬于需要焊(han)(han)前預熱(re)(re)和焊(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處(chu)理的(de)鋼材(cai),那么堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)時也(ye)應采取(qu)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)前預熱(re)(re)和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處(chu)理的(de)相(xiang)應措施,且其處(chu)理熱(re)(re)循環條件應與該材(cai)料(liao)焊(han)(han)接時相(xiang)同。
除了過(guo)渡層外,表面層通常要堆(dui)(dui)焊(han)(han)兩層。第一層可以(yi)厚(hou)些,為(wei)了提高堆(dui)(dui)焊(han)(han)層厚(hou)度,可采用(yong)爬(pa)坡的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方法,厚(hou)度為(wei)4~6mm;第二層稍薄些,采用(yong)下(xia)坡的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方法,厚(hou)度為(wei)2~4mm。
帶(dai)極埋(mai)弧堆焊(han)時,每道(dao)焊(han)縫之間需要(yao)相互重(zhong)疊(die),重(zhong)疊(die)處的質量尤為(wei)重(zhong)要(yao)。如果堆焊(han)層間重(zhong)疊(die)部分太少或(huo)者根本沒有(you)重(zhong)疊(die),最容(rong)易造(zao)成夾渣和層間縫隙(xi),為(wei)以后產生腐蝕或(huo)造(zao)成剝離(li)提供通道(dao)。重(zhong)疊(die)寬度最好為(wei)6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)過(guo)程(cheng)的穩定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)層(ceng)表面(mian)的成形和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的稀釋,很大程(cheng)度(du)上(shang)取決于所(suo)(suo)選(xuan)用的堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)參數(shu)。在(zai)(zai)焊(han)接速(su)(su)度(du)不變(bian)的條(tiao)件下,加(jia)大堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)電流,熔敷速(su)(su)度(du)和(he)熔深都隨之增加(jia),熔敷金(jin)屬(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中所(suo)(suo)占(zhan)體積比例加(jia)大,因而能提(ti)高過(guo)渡層(ceng)的質(zhi)(zhi)量(liang)。而加(jia)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)速(su)(su)度(du),使(shi)熔敷金(jin)屬(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)所(suo)(suo)占(zhan)體積比例減小,則熔化基體材料在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中所(suo)(suo)占(zhan)體積比例會增大,使(shi)過(guo)渡層(ceng)質(zhi)(zhi)量(liang)變(bian)差(cha)。為(wei)了提(ti)高過(guo)渡層(ceng)和(he)表面(mian)層(ceng)的堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)質(zhi)(zhi)量(liang),必須(xu)嚴格(ge)(ge)控(kong)制堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)電流、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)速(su)(su)度(du)等主要堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)參數(shu)。例如,選(xuan)用帶極(ji)規(gui)格(ge)(ge)為(wei)60mm×0.5mm,采用焊(han)劑HJ260,在(zai)(zai)MU1-1000型(xing)帶極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)機上(shang)進(jin)行埋弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)時,電源(yuan)采用直流反極(ji)性,選(xuan)用合理的堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)參數(shu)(堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)電流650A,電弧電壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)速(su)(su)度(du)7.6m/h,帶極(ji)送進(jin)速(su)(su)度(du)為(wei)51m/h),能獲(huo)得良好的堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)質(zhi)(zhi)量(liang)。
堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)表(biao)面凸凹太大(da)或鏟除內部缺陷(xian)后(hou)(hou)(hou),均要進行打磨和補焊(han)(han)(han)(han),補焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)(hou)的堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)表(biao)面還要打磨到與堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)面平齊。補焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)(hou)的堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)質量不能低于(yu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)的質量。補焊(han)(han)(han)(han)可以用焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)來完成。每(mei)道焊(han)(han)(han)(han)縫之間重疊部分不小(xiao)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)縫寬度的1/3。
不(bu)論是(shi)過渡(du)層(ceng)(ceng)還(huan)(huan)(huan)是(shi)表面層(ceng)(ceng),堆(dui)焊(han)完畢(bi)均要(yao)分別(bie)對其堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)進(jin)行(xing)(xing)檢查(cha),不(bu)允許存在裂紋(wen)。要(yao)通過超(chao)聲波檢測(ce)和測(ce)厚儀(yi)來判(pan)斷堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)的(de)內部質(zhi)量(liang)和堆(dui)焊(han)厚度。如果焊(han)后需要(yao)消除應力而進(jin)行(xing)(xing)熱(re)處理,則熱(re)處理后還(huan)(huan)(huan)要(yao)再次進(jin)行(xing)(xing)上述(shu)檢查(cha),以(yi)確保堆(dui)焊(han)層(ceng)(ceng)的(de)內部質(zhi)量(liang)。表面層(ceng)(ceng)還(huan)(huan)(huan)需要(yao)進(jin)行(xing)(xing)晶間(jian)腐蝕評估。
