摘要：隔熱管托埋弧焊是當(dāng)今生產(chǎn)效率較高的機(jī)械化焊接方法之一，它的全稱是埋弧自動(dòng)焊，又稱焊劑層下自動(dòng)電弧焊。本文對(duì)埋弧焊的工藝與特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。
隔熱管托埋弧焊的實(shí)質(zhì)是在一定大小顆粒的焊劑層下，由焊絲和焊件之間放電而產(chǎn)生的電弧熱使焊絲的端部及焊件的局部熔化，形成熔池，熔池金屬凝固后即形成焊縫。這個(gè)過(guò)程是在焊劑層下進(jìn)行的，所以稱為埋弧焊。
焊絲末端和焊件之間產(chǎn)生電弧之后，電弧的輻射熱使周圍的焊劑熔化，其中一部分達(dá)到沸點(diǎn)，并蒸發(fā)形成高溫氣體，這部分蒸氣將電弧周圍的熔化焊劑（熔渣）排開(kāi)，形成一個(gè)氣泡，電弧在這個(gè)氣泡內(nèi)燃燒，氣泡的上部被部分熔化了的焊劑及渣殼構(gòu)成的外膜包圍著。它不僅能很好地將熔池與空氣隔開(kāi)，而且可以隔絕弧光的輻射。
隨著電弧在氣泡內(nèi)連續(xù)燃燒，焊絲不斷地熔化形成熔滴落入熔池。當(dāng)電弧沿隔熱管托焊縫方向不斷向前移動(dòng)時(shí)，熔池也隨之冷卻而凝固形成焊縫，密度較小的熔渣浮在熔池的表面，冷卻后成為渣殼。
隔熱管托埋弧焊的焊接過(guò)程可以表述為，焊劑由漏斗流出后，均勻地撒在裝配好的焊件上，堆放高度為30～50mm。焊絲由送絲輪控制送進(jìn)，經(jīng)導(dǎo)電嘴送入焊接電弧區(qū)。焊接電源的輸出端分別接在導(dǎo)電嘴和焊件上。送絲機(jī)構(gòu)、焊劑漏斗和控制盤通常裝在一臺(tái)小車上。焊接時(shí)只要按下啟動(dòng)按鈕，焊接過(guò)程便可自動(dòng)進(jìn)行。
一．埋弧焊工藝
隔熱管托焊前準(zhǔn)備：埋弧焊在焊接前必須做好準(zhǔn)備工作，包括焊件的坡口加工、待焊部位的表面清理、焊件的裝配以及焊絲表面的清理、焊劑的烘干等。
1．坡口加工
隔熱管托坡口加工要求按GB 986—1988執(zhí)行，以保證焊縫根部不出現(xiàn)未焊透或夾渣，并減少填充金屬量。坡口的加工可使用刨邊機(jī)、機(jī)械化或半機(jī)械化氣割機(jī)、碳弧氣刨等。
2．待焊部位的清理
隔熱管托焊件清理主要是去除銹蝕、油污及水分，防止氣孔的產(chǎn)生。一般用噴砂、噴丸方法或手工清除，必要時(shí)用火焰烘烤待焊部位。在焊前應(yīng)將坡口及坡口兩側(cè)各20mm區(qū)域內(nèi)及待焊部位的表面鐵銹、氧化皮、油污等清理干凈。
3．焊件的裝配
隔熱管托裝配焊件時(shí)要保證間隙均勻，高低平整，錯(cuò)邊量小，定位焊縫長(zhǎng)度一般大于30mm，并且定位焊縫質(zhì)量與主焊縫質(zhì)量要求一致。必要時(shí)采用專用工裝、卡具。對(duì)直縫焊件的裝配，在焊縫兩端要加裝引弧板和引出板，待焊后再割掉，其目的是使焊接接頭的始端和末端獲得正常尺寸的焊縫截面，而且還可除去引弧和收尾容易出現(xiàn)的缺陷。
4．焊接材料的清理
隔熱管托埋弧焊用的焊絲和焊劑對(duì)焊縫金屬的成分、組織和性能影響極大。因此焊接前必須清除焊絲表面的氧化皮、鐵銹及油污等。焊劑保存時(shí)要注意防潮，使用前必須按規(guī)定的溫度烘干待用。
二．埋弧焊具有以下特點(diǎn)：
1．生產(chǎn)效率高
由于隔熱管托埋弧焊時(shí)，焊絲的伸出長(zhǎng)度較小，可以采用較大的焊接電流。例如焊條電弧焊使用焊條焊接時(shí)，電流的范圍也就是250 ～ 350A，而埋弧焊通常為600？850A，甚至可達(dá)到1000A，故埋弧焊電流對(duì)焊絲的預(yù)熱作用比焊條電弧焊大得多，再加上電弧在密封的熔劑氣泡中燃燒，熱效率極高，使焊絲的熔化系數(shù)增大、母材熔化快，提高了焊接速度。
2．焊縫質(zhì)量好
隔熱管托埋弧焊時(shí)，焊接區(qū)受到焊劑和渣殼的可靠保護(hù)，大大減小了有害氣體的入侵機(jī)會(huì)。同時(shí)還可以降低焊縫的冷卻速度，從而提高了焊縫接頭的力學(xué)性能。埋弧焊焊接規(guī)范比較穩(wěn)定，焊速均衡，焊縫表面粗糙度小，化學(xué)成分和力學(xué)性能也比較均勻。由于埋弧焊熔深較深，故不易產(chǎn)生未焊透等缺陷。由于電流大，熔深較大，熔池中的氣體往往來(lái)不及逸出，因而對(duì)氣孔的敏感性較大。
3．節(jié)省焊接材料和電能
由于熔深大，對(duì)于較厚的焊件可以不開(kāi)坡口進(jìn)行焊接，焊縫中焊絲的填充量顯著減少，節(jié)約了焊材，也節(jié)省了由于加工坡口和填充坡口所耗的電能。由于埋弧焊受焊劑的有效保護(hù)，飛濺極少，隔熱管托又沒(méi)有像焊條電弧焊那樣的焊條頭的損失，這就提高了填充焊絲的利用率，降低了成本。
4．勞動(dòng)條件好
由于實(shí)現(xiàn)了焊接過(guò)程機(jī)械化，操作較簡(jiǎn)便，減輕了焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且電弧在焊劑層下燃燒，隔熱管托沒(méi)有弧光的有害影響，放出的煙塵也較少，從而改善了焊工的勞動(dòng)條件。
三．埋弧焊需要控制的焊接參數(shù)
隔熱管托埋弧焊需要控制的焊接參數(shù)較多，對(duì)焊縫質(zhì)量和成形影響較大的規(guī)范參數(shù)有：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑與伸出長(zhǎng)度、焊絲與焊件之間的傾斜度等。焊劑的粒度及焊劑層厚度也對(duì)焊縫質(zhì)量有一定影響。
1．焊接電流
隔熱管托焊接電流是決定熔深的主要因素。在一定的范圍內(nèi)，電流增加時(shí)，焊縫的楚深"和余高4都增加，而焊縫的熔寬B增加不大。增大焊接電流可以提高生產(chǎn)率，但在一定的焊速下，焊接電流過(guò)大會(huì)使熱影響區(qū)過(guò)大并產(chǎn)生焊瘤或使焊件被燒穿。若焊接電流過(guò)小，則熔深不足，產(chǎn)生熔合不好或未焊透，夾渣等缺陷。
為保證隔熱管托焊縫的內(nèi)在質(zhì)量和成形美觀，在提高焊接電流的同時(shí)要相應(yīng)提高電弧電壓，使它們保持符合要求的焊縫成形系數(shù)。
埋弧焊時(shí)既可以采用直流電源，也可以采用交流電源。當(dāng)采用直流正接時(shí)，由于焊絲的熔敷速度比反接時(shí)高30% ～ 50%，且熔深淺，所以它適合隔熱管托薄板焊接和堆焊。直流反接時(shí)的熔深比正接大，適合焊厚件。
2．電弧電壓
其他參數(shù)不變時(shí)，電弧電壓是決定熔寬的素。電弧電壓增加時(shí)，熔深H減小，熔寬B增大，余高h(yuǎn)變小。電弧電壓過(guò)大時(shí)，焊劑的熔化量增加，電弧不穩(wěn)，因此，電弧電壓的大小應(yīng)與焊接電流匹配。
3．焊接速度
其他參數(shù)不變時(shí)，隔熱管托焊接速度增加，焊縫單位長(zhǎng)度內(nèi)所得到的電弧熱量減小，因此使熔深變淺；同時(shí)焊縫上單位長(zhǎng)度內(nèi)所得到的焊絲熔化量也減少，所以焊縫的余高和熔寬相應(yīng)減少。過(guò)分地增加焊接速度會(huì)造成未焊透、焊縫邊緣熔合不好。
隔熱管托焊接速度太慢，則焊縫余高過(guò)高，形成寬而淺的大熔池，焊縫表面粗糙，容易產(chǎn)生滿溢、焊瘤或燒穿，生產(chǎn)效率也不高。
近年來(lái)，雖然先后出現(xiàn)了許多種高效、優(yōu)質(zhì)的新焊接方法，但埋弧焊的應(yīng)用領(lǐng)域依然未受任何影響。從各種熔焊方法的熔敷金屬重量所占份額的角度來(lái)看，隔熱管托埋弧焊約占10%左右，且多年來(lái)一直變化不大。
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