什麼叫埋弧焊，埋弧焊的工作原理以及適用範圍是什麼

埋弧焊的原理及特點

目的與要求：簡要了解埋弧焊的原理、特點及應用。

一、埋弧焊的工作原理

定義：電弧在焊劑層下燃燒以進行焊接的方法（Submerged arc welding）

埋弧焊的過程

埋弧焊的特點優點：生產效率高、焊接質量好、勞動條件好

缺點：難以全位置焊、對焊前裝配要求高、不適宜焊接薄板／短縫、適焊材料受限

埋弧焊的適用範圍

材料：碳素結構鋼、低合金結構鋼、不鏽鋼、耐熱鋼、鎳基合金、銅合金等

結構：具有長而規則焊縫的大型結構，如船舶、壓力容器、橋樑、起重機械等

位置：平位置

第二節埋弧焊裝置

目的與要求：瞭解埋弧焊的自動調節原理，掌握埋弧焊常用輔助裝置的功能與使用。一、焊機編號：參見GB/T10249-1988《電焊機型號編制方法》

如MZJ2-1000（額定電流為1000A的橫臂式交流埋弧自動焊機）

電源：埋弧焊多用較粗的焊絲，常用電弧電壓自動調節的變速送絲式焊機（陡降外特性電源）；細絲時可用電弧自身調節的等速送絲式焊機（緩降外特性電源）

多用交流電源（可減小電弧的磁偏吹）；

新式焊機用逆變電源（體積小、重量輕、能耗低）小車：用於通用埋弧焊，配導軌使用。

小車上通常包括送絲／行走驅動裝置、焊劑鬥、焊絲盤和控制面板等。

一般多用內繞式焊絲盤（也可以用開式焊絲盤）。

小車機頭上的導電嘴有滾動式、夾瓦式和管式，以夾瓦式多見。

二、輔助裝置（補充）

通用焊機（小車式）通常用於平板的拼接和工字／T形／箱形梁的角縫等簡單構件的焊接，筒體的縱、環縫和複雜結構的焊接還要升降機構和焊接滾輪架（變位機）的配合。

滾輪架（用於圓筒形結構焊縫的焊接）

變位器（用於把焊縫置於平焊位置）

升降機構（用於提升機頭）

焊劑墊（用於在背面承託熔池），有帶式、盤式和熱固化焊劑墊等多種形式。

夾緊機構（用於固定焊件，多用於專機上）

另外，在有的埋弧焊機（特別是各種專機）上還會有焊劑回收裝置和焊縫跟蹤感測器等。

三、操作使用（現場講解）

第三節埋弧焊的焊接材料與冶金過程

目的與要求：以常用典型材料的焊接為例，瞭解埋弧焊的冶金原理，複習埋弧焊絲、焊劑的概況，掌握其匹配選用。

一、埋弧焊的焊接材料及選用

（一）焊劑（flux）

型號：參見GB／T5293-1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》、GB／T12470-1990《低合金鋼埋弧焊用焊劑》及GB／7854-1999《埋弧焊用不鏽鋼焊絲和焊劑》

牌號：熔鍊焊劑HJχχχ燒結焊劑SJχχχ

（二）焊絲（wire）

參見GB／T14957-1994《熔化焊用鋼絲》、YB ／T5092-1996 《焊接用不鏽鋼絲》及GB／T10045-1998《碳鋼藥芯焊絲》、 GB／T17493-1998《低合金鋼藥芯焊絲》

注：現行焊絲、焊劑的型號編制規則比較複雜

直徑系列（mm）：

熔化焊用鋼絲、焊接用不鏽鋼絲：1。6、2。0、2。5、3。0、3。2、4。0、5。0、6。0

碳鋼藥芯焊絲、低合金鋼藥芯焊絲：1。2、1。4、1。6、2。0、2。4、2。8、3。2、4。0

焊絲、焊劑的選用（重點，以常見材料的焊接例項來輔助說明）

原則：焊絲、焊劑要匹配選用，在滿足技術要求的前提下考慮經濟性。

結構鋼按等強原則選用焊絲，專業用鋼（不鏽鋼、耐熱鋼等）按化學成分相同或相近的原則選用焊絲，有時焊絲的合金元素含量要比母材的稍高。

熔鍊焊劑 便宜易得，成分均勻，相對不易吸潮，但合金過渡係數低，通常只適宜於碳素結構鋼和某些低合金結構鋼的焊接；焊接合金鋼時應選用氧化性低的焊劑，以減小合金元素的燒損。

燒結焊劑 稍貴，容易吸潮，但合金過渡係數高、脫渣性好，適用於高合金鋼和不鏽鋼等鋼種的焊接。焊絲、焊劑選用示例：

碳素結構鋼：不開坡口，可選用HJ431+H08A

開坡口，可選用HJ431+H08A或HJ4 HJ431+H08MnA16Mn鋼：不開坡口，可選用HJ431+H08A或HJ431+H08MnA

開坡口，應選用HJ431+H08MnA或HJ431+H10Mn2

不鏽鋼：視成分選用，一般多為燒結焊劑

二、埋弧焊的冶金過程（難點、以低碳鋼的埋弧焊為例說明）

第四節埋弧焊工藝

目的與要求：掌握埋弧焊工藝的內容，瞭解編制埋弧焊工藝的程式和方法；掌握焊接工藝引數的選擇；掌握埋弧焊工藝方案的確定以及工藝引數、工藝措施的匹配製定。

一、焊前準備

坡口面及兩側不小於20mm範圍內清理乾淨至露出金屬光澤。

裝配時注意減小錯邊，區域性間隙超寬可以手工焊接填補。

如可能，應在接縫首尾分別裝上引弧板和引出板。

3、焊絲如表面有雜質亦應清理乾淨，焊劑按要求烘乾使用（回收的焊劑需過篩，必要時烘乾，按比例與新焊劑混合使用）。

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》

坡口的加工應用自動／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

二、焊接工藝引數及選擇

（一）工藝引數對焊縫成形及質量的影響（參見第一章有關內容）

工藝引數：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

選用引數的一般方法：

根據b、δ等→Φ，然後根據Φ、焊肉厚度（熔深）→I，根據所在的層數（熔寬）→U；在以上基礎上，配以合適的v送和v（可取l≈10Φ）

要注意工藝引數之間的合理匹配（成形係數：1。3~2熔合比：通常在30~60%之間）

如有條件，背面注意採用襯墊

（工藝引數對焊縫成形及質量的影響參見第一章有關內容）

三、埋弧焊技術（重點、難點，以生產例項舉例說明）（一）平板對接

1、單面焊（如造船的鋼板拼接）

好處：工件可免翻身

不足：要用襯墊，坡口大、應力大

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

2、雙面焊

好處：工藝簡單易行，變形／應力較小

不足：工件要翻身

（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）襯墊法

特點：工藝靈活，較易實現，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，應區別運用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

（3）打底焊法

特點：工藝簡單，最易實現，可靠

要求：無特別要求

工藝要點： ①先以其它方法（如MMA）打底，然後以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

三、角縫焊接

1、斜角焊（橫角焊）

特點：工藝簡單易行

要求：無特別要求

工藝要點： ①電流較小

不足： ①單道焊腳高度受限（K≤8mm ），效率較低

2、船形焊

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：①裝配間隙小（b≤1mm）接頭處於船形位置

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通常要對工件進行變位

◆只要條件許可，優先採用船形焊。

四、環縫焊接

特點：一般多用雙面焊

要求：要有滾輪架和機頭升降機構

工藝要點：

①坡口一般內小外大（減少內部施工量同時利於在外部清根）

②內環縫應在焊劑墊上焊接

③焊絲應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

思考： ①單面焊是否是比雙面焊更先進、更高階的工藝？

②怎樣的工藝才是最好的工藝？

第五節埋弧焊的其它方法

目的與要求：瞭解幾種高效率埋弧焊方法的特點和應用。

一、附加填充金屬的埋弧焊

在坡口內預先放入一定數量的填充金屬再進行埋弧焊。

①可提高焊接效率而降低焊劑消耗

②便於獲得特定的焊縫成分

二、多絲埋弧焊

背面配合使用襯墊，在厚板焊接時可以極大地提高焊接效

用於厚板焊接，不開坡口，只留較小的間隙進行焊接，可大大節省金屬和焊接時間，降低生產成本。

要用脫渣性好的專用焊劑。

率（如造船時的鋼板拼接）（目前最多的可達到8~12根焊絲，焊速可達120m/h以上）

三、帶極埋弧堆焊

以鋼帶代替焊絲進行焊接，適於多層焊時表層焊縫的焊接和大面積的堆焊，生產效率高。

四、窄間隙埋弧焊