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。
受堆焊(han)的(de)基體材(cai)料是在(zai)設計(ji)產品已經確定了的(de)，選(xuan)擇基體材(cai)料主要考慮強度(du)(du)要求(qiu)和(he)工作(zuo)環境溫度(du)(du)以及(ji)是否(fou)臨氫等，當然(ran)也要考慮該材(cai)料的(de)焊(han)接(jie)性。通常選(xuan)用碳(tan)含量較低的(de)Q395（16Mn）、20G和(he)20MnMoNb等鋼(gang)(gang)種(zhong)作(zuo)為基體材(cai)料。高(gao)溫臨氫則采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和(he)10CrMo910等鋼(gang)(gang)種(zhong)材(cai)料。
一、帶極焊接材料的(de)選擇
帶極(ji)作為基體(ti)材料埋弧堆焊(han)時，所選用的材料包括帶極(ji)材料和焊(han)劑，兩者相配合(he)(he)才(cai)能獲得符(fu)合(he)(he)要求的化學(xue)成分和金屬組織(zhi)及性(xing)能良好(hao)的堆焊(han)層。
1. 焊(han)劑
對(dui)化工設(she)備進行大面(mian)積堆(dui)焊(han)(han)(han)時，對(dui)焊(han)(han)(han)劑(ji)要求非(fei)常(chang)嚴格，其中(zhong)要求焊(han)(han)(han)劑(ji)能(neng)保(bao)證堆(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)程長時間連續穩定。目前國內(nei)尚(shang)無專(zhuan)門的帶(dai)極堆(dui)焊(han)(han)(han)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)劑(ji)，多用(yong)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)劑(ji)代替。用(yong)熔煉堿性焊(han)(han)(han)劑(ji)進行堆(dui)焊(han)(han)(han)，合金(jin)元素的過(guo)渡系數(shu)高，但堆(dui)焊(han)(han)(han)工藝不夠理想；用(yong)熔煉型酸(suan)性焊(han)(han)(han)劑(ji)，雖然堆(dui)焊(han)(han)(han)工藝性能(neng)良(liang)好，但鉻(ge)的燒損嚴重。常(chang)采用(yong)的是焊(han)(han)(han)劑(ji)HJ260，再通過(guo)提高帶(dai)極材料化學成(cheng)分中(zhong)鉻(ge)、鎳含(han)量來補償(chang)堆(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)程中(zhong)鉻(ge)的燒損。
2. 帶(dai)極材(cai)料(liao)和規格(ge)
在(zai)(zai)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)HJ260的(de)(de)帶極埋(mai)弧堆焊(han)(han)(han)(han)(han)過程中，鉻的(de)(de)燒損比較嚴重，一般要損失質量(liang)分數(shu)為10％～15％的(de)(de)Cr。在(zai)(zai)選(xuan)用(yong)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)帶極材(cai)料時(shi)，要尋求碳(tan)含量(liang)低而鉻、鎳(nie)合(he)金(jin)元(yuan)素較高的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)料，其(qi)目的(de)(de)是(shi)減少(shao)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)與基體(ti)的(de)(de)接觸(chu)面產生淬(cui)硬(ying)馬氏體(ti)組織的(de)(de)危險，從而使交界面有(you)較好的(de)(de)塑性(xing)，還有(you)一定的(de)(de)韌(ren)性(xing)，避(bi)免或減少(shao)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)與基體(ti)接觸(chu)面之間(jian)產生裂紋和剝離等缺陷。通常同考慮不(bu)銹復合(he)鋼板(ban)焊(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)的(de)(de)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)一樣，要選(xuan)用(yong)超(chao)低碳(tan)高鉻、鎳(nie)的(de)(de)帶極材(cai)料，甚至用(yong)鎳(nie)基合(he)金(jin)材(cai)料，例(li)如，在(zai)(zai)Q395（16MnR）鋼基層(ceng)(ceng)(ceng)同表層(ceng)(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼之間(jian)的(de)(de)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)，采用(yong)HJ260焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)配(pei)合(he)Cr28Ni11 鋼帶堆焊(han)(han)(han)(han)(han)，雖然有(you)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)的(de)(de)氧化性(xing)和母(mu)材(cai)中碳(tan)、錳等元(yuan)素的(de)(de)過渡，仍可(ke)獲得較為適用(yong)的(de)(de)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)。不(bu)過過渡層(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料的(de)(de)消耗量(liang)很(hen)大，成(cheng)本問題不(bu)可(ke)忽視。
堆(dui)焊(han)表(biao)面層帶(dai)極材料(liao)(liao)(liao)的選用(yong)(yong)：要考慮堆(dui)焊(han)過程中鉻(ge)(ge)的燒損之后，仍具(ju)(ju)有足(zu)以保證耐(nai)蝕性所需(xu)要的化(hua)學成(cheng)分(fen)。為了使(shi)(shi)堆(dui)焊(han)表(biao)面層具(ju)(ju)有符合耐(nai)酸不(bu)銹鋼06Cr18Ni11Ti的化(hua)學成(cheng)分(fen)，堆(dui)焊(han)表(biao)面層的帶(dai)極可選用(yong)(yong)牌號(hao)為H03Cr21Ni10的超低碳高鉻(ge)(ge)、鎳的焊(han)接(jie)材料(liao)(liao)(liao)。選用(yong)(yong)該(gai)材料(liao)(liao)(liao)的帶(dai)極進行(xing)的埋弧堆(dui)焊(han)，其表(biao)面層的化(hua)學成(cheng)分(fen)的質量分(fen)數（％）為：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完全能滿足(zu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)要求(qiu)。
帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)的規格(ge)(寬x厚(hou))較(jiao)多,有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及(ji)120mm×0.5mm等。要根據帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)埋弧堆(dui)焊(han)設備的功率和被(bei)堆(dui)焊(han)面積的大小來選(xuan)用帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)的規格(ge),較(jiao)常用的帶(dai)(dai)(dai)極(ji)(ji)規格(ge)為60mm×0.5mm。
對于無法用帶極埋(mai)弧焊(han)(han)(han)堆焊(han)(han)(han)的(de)部位(wei),如拐角部位(wei)之類可用焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)來進行(xing)堆焊(han)(han)(han)。過(guo)渡層(ceng)選(xuan)用A412(E310Mo型)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao),表面層(ceng)可選(xuan)用A202(E316型)或(huo)A132(E347型)等焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進行(xing)施焊(han)(han)(han),即可獲得06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)的(de)性能。
二、堆焊工藝(yi)
對于待焊(han)基體的(de)材料,要預先(xian)進行超聲波檢測,不允許有超規(gui)定的(de)缺(que)陷(xian)存在。被堆焊(han)的(de)基體材料表面(mian),應在堆焊(han)前(qian)清理干凈(jing)后,再次檢查表面(mian)不得有微小裂紋(wen),以保證過渡層的(de)質量和良好的(de)外形。
如果被(bei)堆焊(han)(han)的(de)基體材(cai)料屬于(yu)需要焊(han)(han)前預熱(re)和焊(han)(han)后(hou)熱(re)處(chu)理(li)的(de)鋼材(cai),那么堆焊(han)(han)時也應(ying)采取(qu)堆焊(han)(han)前預熱(re)和堆焊(han)(han)后(hou)熱(re)處(chu)理(li)的(de)相(xiang)應(ying)措施,且其處(chu)理(li)熱(re)循環條件應(ying)與該(gai)材(cai)料焊(han)(han)接時相(xiang)同。
除了(le)過(guo)渡層(ceng)外,表(biao)面(mian)層(ceng)通常要堆(dui)焊兩層(ceng)。第一層(ceng)可以厚(hou)些(xie)(xie),為了(le)提高堆(dui)焊層(ceng)厚(hou)度(du),可采(cai)用(yong)爬坡的(de)堆(dui)焊方法,厚(hou)度(du)為4~6mm;第二層(ceng)稍薄些(xie)(xie),采(cai)用(yong)下坡的(de)堆(dui)焊方法,厚(hou)度(du)為2~4mm。
帶極(ji)埋弧堆焊(han)時(shi),每道焊(han)縫之間(jian)(jian)需要(yao)相互重(zhong)疊,重(zhong)疊處的質(zhi)量尤為重(zhong)要(yao)。如果堆焊(han)層間(jian)(jian)重(zhong)疊部分太少(shao)或者根本沒有(you)重(zhong)疊,最容(rong)易造(zao)成夾渣(zha)和層間(jian)(jian)縫隙,為以后產生(sheng)腐蝕或造(zao)成剝離提(ti)供通道。重(zhong)疊寬度最好為6~10mm。
堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)層表面的(de)(de)(de)(de)成形和堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)稀釋,很(hen)大(da)程度(du)(du)(du)上(shang)(shang)取決于所選用的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)(can)數(shu)。在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)度(du)(du)(du)不變的(de)(de)(de)(de)條件下,加(jia)大(da)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流(liu),熔敷(fu)速(su)度(du)(du)(du)和熔深(shen)都隨之(zhi)增(zeng)加(jia),熔敷(fu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)在堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中所占(zhan)體積比(bi)例加(jia)大(da),因(yin)而(er)能提高過(guo)(guo)渡(du)層的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)。而(er)加(jia)快堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速(su)度(du)(du)(du),使(shi)熔敷(fu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)在堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)所占(zhan)體積比(bi)例減(jian)小,則(ze)熔化(hua)基體材(cai)料在堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中所占(zhan)體積比(bi)例會增(zeng)大(da),使(shi)過(guo)(guo)渡(du)層質(zhi)量(liang)變差。為(wei)(wei)了提高過(guo)(guo)渡(du)層和表面層的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang),必須嚴格(ge)(ge)控制堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流(liu)、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速(su)度(du)(du)(du)等主要堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)(can)數(shu)。例如(ru),選用帶極規格(ge)(ge)為(wei)(wei)60mm×0.5mm,采(cai)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)HJ260,在MU1-1000型(xing)帶極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機上(shang)(shang)進行埋弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,電源采(cai)用直流(liu)反極性(xing),選用合理的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)(can)數(shu)(堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流(liu)650A,電弧電壓28~30V,堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速(su)度(du)(du)(du)7.6m/h,帶極送進速(su)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)51m/h),能獲得良好的(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang)。
堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層表面凸(tu)凹太大或鏟除(chu)內(nei)部(bu)缺陷后(hou),均要(yao)進行打磨和補焊(han)(han),補焊(han)(han)后(hou)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)表面還要(yao)打磨到與堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)面平齊。補焊(han)(han)后(hou)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)質(zhi)量(liang)不(bu)能低于堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層的(de)(de)質(zhi)量(liang)。補焊(han)(han)可以用(yong)焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)來(lai)完成(cheng)。每(mei)道(dao)焊(han)(han)縫之間(jian)重疊部(bu)分不(bu)小于焊(han)(han)縫寬度的(de)(de)1/3。
不論是過渡層還(huan)(huan)是表(biao)(biao)面(mian)層,堆(dui)(dui)(dui)焊完畢(bi)均要分別對其(qi)堆(dui)(dui)(dui)焊層進(jin)行檢查,不允(yun)許存在裂紋。要通(tong)過超聲波(bo)檢測(ce)和(he)測(ce)厚儀來判斷(duan)堆(dui)(dui)(dui)焊層的內(nei)(nei)部質量(liang)和(he)堆(dui)(dui)(dui)焊厚度(du)。如果(guo)焊后需要消除應力而進(jin)行熱處(chu)理(li),則熱處(chu)理(li)后還(huan)(huan)要再次進(jin)行上述(shu)檢查,以確保堆(dui)(dui)(dui)焊層的內(nei)(nei)部質量(liang)。表(biao)(biao)面(mian)層還(huan)(huan)需要進(jin)行晶間(jian)腐蝕評估。
