第四节-埋弧焊焊接工艺课件

第四节第四节 埋弧焊焊接工艺埋弧焊焊接工艺 乐都区职业技术学校祝增美祝增美第四节 埋弧焊焊接工艺 乐都区职业技术学校1埋弧焊焊接工艺埋弧焊焊接工艺 1.1.埋弧焊焊接工艺的内容埋弧焊焊接工艺的内容（1 1）焊接准备）焊接准备 包括选择与加工焊件坡口、焊前包括选择与加工焊件坡口、焊前清理焊丝和焊件、对焊件进行装配等。清理焊丝和焊件、对焊件进行装配等。（2 2）选择焊接工艺方法）选择焊接工艺方法 包括选择单丝焊或多丝包括选择单丝焊或多丝焊，加焊剂衬垫或悬空焊，单面焊或双面焊，单层焊，加焊剂衬垫或悬空焊，单面焊或双面焊，单层焊或多层多道焊等。焊或多层多道焊等。埋弧焊焊接工艺 1.埋弧焊焊接工艺的内容（1）焊接准备 2（3）选择焊接材料）选择焊接材料 包括选择焊剂和焊丝。包括选择焊剂和焊丝。（4）选择焊接参数）选择焊接参数 包括选择焊接电流、电弧包括选择焊接电流、电弧电压、焊接速度等，还包括是否采用焊前预热、电压、焊接速度等，还包括是否采用焊前预热、焊后缓冷或后热、焊后热处理等工艺措施，并确焊后缓冷或后热、焊后热处理等工艺措施，并确定相关的工艺参数。定相关的工艺参数。（5）明确操作要求）明确操作要求 包括确定所需的工艺装备、包括确定所需的工艺装备、焊缝层间清理的方法等。焊缝层间清理的方法等。（3）选择焊接材料 包括选择焊剂和焊丝。32.2.焊前准备焊前准备坡口的选择与加工坡口的选择与加工 板厚板厚小于小于14 mm12 22 mm大于大于22mm坡口坡口不开坡口不开坡口V或或U形坡口形坡口双双V或双或双U形坡口形坡口加工方法加工方法：坡口可用刨边机、气割机等设备加工。：坡口可用刨边机、气割机等设备加工。2.焊前准备坡口的选择与加工 板厚小于14 mm12224 埋弧焊工艺加工方法加工方法 坡口坡口目的为了焊缝的熔透，坡口太小会出现裂纹。坡口太小不宜清渣。埋弧焊工艺加工方法 坡口坡口目的为了焊缝的熔透，坡口太5埋弧焊工艺1、H型构件坡口形式埋弧焊工艺1、H型构件坡口形式62.引熄弧板 埋弧焊工艺目的:把缺陷引出焊缝，是可以做到的。2.引熄弧板 埋弧焊工艺目的:把缺陷引出焊缝，是可以做到的。7埋弧焊工艺3.预热 坡口预热可以防止焊接裂纹、减少焊接应力，有利于焊缝H的逸出。加热方法：火焰或电加热器埋弧焊工艺3.预热 坡口预热可以防止焊接裂纹、减少焊接应8 埋弧焊工艺2、小车埋弧焊焊接小车埋弧焊可以打底、可以填充，是一种趋势。埋弧焊工艺2、小车埋弧焊焊接小车埋弧焊可以打底、可以填充，9焊件的清理焊件的清理 焊接前，必须将坡口及焊接部位表面的锈蚀、焊接前，必须将坡口及焊接部位表面的锈蚀、油污、水分、氧化皮等清除干净。方法有手工清除油污、水分、氧化皮等清除干净。方法有手工清除（如钢丝刷、风动砂轮等）、机械清除（如喷丸）（如钢丝刷、风动砂轮等）、机械清除（如喷丸）等。等。焊件的清理 焊接前，必须将坡口及焊接部位表面10 坡口清理 埋弧焊工艺4.坡口清理除去焊缝区域的油、锈、污等可以有效防止焊接气孔，提高焊缝的合格率 坡口清理 埋弧焊工艺4.坡口清理除去焊缝区域的油、锈、11焊丝的清理和焊剂的烘干焊丝的清理和焊剂的烘干 焊接前，必须将焊丝表面的油污、铁锈等污焊接前，必须将焊丝表面的油污、铁锈等污物也清除干净。为防止氢侵入焊缝，对焊剂必须物也清除干净。为防止氢侵入焊缝，对焊剂必须严格烘干，而且要求烘干后立即使用。不同类型严格烘干，而且要求烘干后立即使用。不同类型的焊剂要求烘干的温度不同，应查阅相关的焊接的焊剂要求烘干的温度不同，应查阅相关的焊接材料手册。例如，材料手册。例如，HJ431HJ431焊剂要求烘干焊剂要求烘干250250，2h2h；焊丝的清理和焊剂的烘干 焊接前，必须将焊丝表面的油12减少焊缝中的H含量，提高焊缝质量、减少焊缝中气孔的倾向。埋弧焊工艺5.焊剂的烘干烘干温度：350，保温2小时。在外面放置时间不得超过4小时。焊接烘干减少焊缝中的H含量，提高焊缝质量、减少焊缝中气孔的倾向。埋13焊件的装配焊件的装配 焊件装配时，必须保证间隙均匀，高低平焊件装配时，必须保证间隙均匀，高低平整，特别是采用单面焊双面一次成形时更应注整，特别是采用单面焊双面一次成形时更应注意。定位焊的位置应在第一道焊缝的背面，长意。定位焊的位置应在第一道焊缝的背面，长度一般应大于度一般应大于30mm30mm。在直缝焊件装配时尚需加。在直缝焊件装配时尚需加引弧板和熄弧板，以去除在引弧和收尾时容易引弧板和熄弧板，以去除在引弧和收尾时容易产生的缺陷，如弧坑等。产生的缺陷，如弧坑等。焊件的装配 焊件装配时，必须保证间隙均匀，高低平整14埋弧焊工艺参数1、焊接电流随着焊接电流的增加，熔深和焊缝余高都有显著增加，而焊缝的宽度变化不大。同时，焊丝的熔化量也相应增加，这就使焊缝的余高增加。埋弧焊工艺参数1、焊接电流随着焊接电流的增加，熔深和焊缝余高15埋弧焊工艺参数2、焊接电压电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，而熔深和焊缝余高则有所下降。埋弧焊工艺参数2、焊接电压电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，16 埋弧焊工艺参数3、焊接速度焊接速度过大熔宽(B)显著减小，会产生余高(h)小、咬边、气孔等缺陷；焊接速度过慢，熔池满溢，会产生余高(h)过大、成形粗糙、未熔合、夹渣等缺陷。焊接速度较大时，熔深(H)随焊接速度的增加而减小；而当焊接速度较小时，随着焊接速度的增加，熔深(H)反而增加。埋弧焊工艺参数焊接速度过大熔宽(B)显著减小，会产生余高(17 埋弧焊工艺参数4、焊丝直径当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直径随之增加，即电流密度减小，会造成焊缝宽度增加，熔深减小。反之，则熔深增加及焊缝宽度减小。埋弧焊工艺参数当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直18埋弧焊工艺参数4、杆伸长度 杆伸长度焊丝长度增加时，电阻也随之增大，伸出部分焊丝所受到的预热作用增加，焊丝熔化速度加快，结果使熔深变浅，焊缝余高增加，因此须控制焊丝伸出长度，不宜过长。埋弧自动焊时，焊丝的伸出长度一般为3040mm。同时在焊接过程中还应控制焊丝伸出长度的波动范围一般不超过10mm左右。埋弧焊工艺参数 杆伸长度焊丝长度增加时，电阻也随之增大，19 埋弧焊工艺参数5、焊丝倾角当焊丝后倾一定角度时，由于电弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了预热作用，电弧对熔池的液态金属排出作用减弱，而导致焊缝宽而熔深变浅。反之，焊缝宽度较小而熔深较大，但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边，并且使焊缝成形变差。注意焊丝叫倾斜 埋弧焊工艺参数当焊丝后倾一定角度时，由于电弧指向焊接方向20 埋弧焊工艺参数6、其它参数焊剂覆盖厚度电源极性散热条件 埋弧焊工艺参数焊剂覆盖厚度电源极性散热条件21埋弧焊工艺7.焊后热处理后热处理的目的是去H，加热温度230，保温25cm/h.焊后热处理的目的是消除焊缝应力，加热温度600左右。保温25cm/h.埋弧焊工艺后热处理的目的是去H，加热温度230，保温25c223.3.对接接头埋弧焊焊接技术对接接头埋弧焊焊接技术 对接接头是焊接结构中使用最多的对接接头是焊接结构中使用最多的接头形式。在对接接头焊接中，依据工接头形式。在对接接头焊接中，依据工艺方法可分为对接接头艺方法可分为对接接头单面焊单面焊和对接接和对接接头头双面焊双面焊。3.对接接头埋弧焊焊接技术 对接接头是焊接结构中使231、对接接头单面焊、对接接头单面焊 接头单面焊是焊缝为对接接头焊缝，焊接时接头单面焊是焊缝为对接接头焊缝，焊接时只在焊件的一面焊，另一面不焊的工艺方法。为只在焊件的一面焊，另一面不焊的工艺方法。为了对接将焊件一次熔透和保证背面一次成形，焊了对接将焊件一次熔透和保证背面一次成形，焊接时使用的焊接电流比较大，且背面需要施加强接时使用的焊接电流比较大，且背面需要施加强制成形衬垫。由于这种工艺方法不需要翻转焊件，制成形衬垫。由于这种工艺方法不需要翻转焊件，因此可以提高生产率，减轻劳动强度。但由于焊因此可以提高生产率，减轻劳动强度。但由于焊接热输入容易过大，焊接接头的韧度不易保证，接热输入容易过大，焊接接头的韧度不易保证，因此主要适用于中、薄板焊接。因此主要适用于中、薄板焊接。1、对接接头单面焊 接头单面焊是焊缝为对接接头焊缝24生产方法生产方法（1 1）焊剂铜衬垫法）焊剂铜衬垫法（2 2）水冷滑块式铜垫法）水冷滑块式铜垫法（3 3）热固化焊剂衬垫法）热固化焊剂衬垫法 生产方法（1）焊剂铜衬垫法（2）水冷滑块式铜垫法（3）25 (1)焊剂铜衬垫法焊剂铜衬垫法 该法通常采用龙门压力架进行焊接。龙门压力架上有多个气缸，通该法通常采用龙门压力架进行焊接。龙门压力架上有多个气缸，通入压缩空气后，气缸带动压紧装置将焊件压紧在焊剂铜衬垫上，利用入压缩空气后，气缸带动压紧装置将焊件压紧在焊剂铜衬垫上，利用铜衬垫上的成形槽使焊缝强制成形。铜衬垫上的成形槽使焊缝强制成形。焊剂铜衬垫 (1)焊剂铜衬垫法 焊剂铜衬垫26 (2)水冷滑块式铜垫法水冷滑块式铜垫法 该法是用一个短的水冷铜滑块紧贴在焊缝背面，焊该法是用一个短的水冷铜滑块紧贴在焊缝背面，焊接时随同电弧一起移动，强制焊缝背面成形的方法。接时随同电弧一起移动，强制焊缝背面成形的方法。图图5-22 拉紧滚轮架与移动式水冷铜滑块结构拉紧滚轮架与移动式水冷铜滑块结构1-铜滑块铜滑块 2-钢板钢板 3-拉片拉片 4-滚轮架滚轮架 5滚轮滚轮 6-加紧调节装置加紧调节装置 7-顶杆顶杆 (2)水冷滑块式铜垫法 图5-22 拉紧滚轮架与移27（3）热固化焊剂衬垫法）热固化焊剂衬垫法 该法是将热固化焊剂衬垫贴紧在焊缝背面，承托熔池，该法是将热固化焊剂衬垫贴紧在焊缝背面，承托熔池，帮助焊缝背面成形的方法。它可以解决上述方法不能帮助焊缝背面成形的方法。它可以解决上述方法不能解决的曲面焊缝单面焊双面成形的问题。热固化焊剂解决的曲面焊缝单面焊双面成形的问题。热固化焊剂垫的典型结构如图垫的典型结构如图5-23a5-23a所示，可使用磁铁夹具将其固所示，可使用磁铁夹具将其固定在焊件上（见图定在焊件上（见图5-23b5-23b）。）。图图5-23热固化焊剂垫构造与装备示意图热固化焊剂垫构造与装备示意图（3）热固化焊剂衬垫法 图5-23热固化焊剂垫构造与装备示282、对接接头双面焊、对接接头双面焊 对接接头双面焊是对接接头埋弧焊用的最多对接接头双面焊是对接接头埋弧焊用的最多的工艺方法。其特点是焊完一面后，翻转焊件再的工艺方法。其特点是焊完一面后，翻转焊件再焊另一面，焊接过程全部在平焊位置完成，因此焊另一面，焊接过程全部在平焊位置完成，因此焊接质量比较容易控制，对焊接装配的要求不是焊接质量比较容易控制，对焊接装配的要求不是太高，对焊接参数的波动敏感性不大。需要注意太高，对焊接参数的波动敏感性不大。需要注意的问题是在第一面焊接时既要保证足够的熔深，的问题是在第一面焊接时既要保证足够的熔深，又要防止熔化金属的流溢和烧穿。因此有必要焊又要防止熔化金属的流溢和烧穿。因此有必要焊接时采取一些有效的工艺措施。接时采取一些有效的工艺措施。2、对接接头双面焊 对接接头双面焊是对接接29(1)(1)悬空双面焊法悬空双面焊法 (2)(2)焊接第一面时，焊件背面不用任何衬垫或焊接第一面时，焊件背面不用任何衬垫或其他辅助装置。为防止液态金属从间隙中流失其他辅助装置。为防止液态金属从间隙中流失或引起烧穿，要求焊件在装配时不留间隙或间或引起烧穿，要求焊件在装配时不留间隙或间隙小于隙小于1mm1mm。焊接第一面时所用的焊接参数稍。焊接第一面时所用的焊接参数稍小，通常使焊缝的熔深达到或略小于焊件厚度小，通常使焊缝的熔深达到或略小于焊件厚度的一半即可的一半即可,然后翻转工件，采用比较大的参然后翻转工件，采用比较大的参数焊接，使焊缝的熔深达到焊件厚度的数焊接，使焊缝的熔深达到焊件厚度的60607070，以保证焊件焊透。，以保证焊件焊透。悬空双面焊法 30(2)(2)焊剂垫双面焊法焊剂垫双面焊法 在焊件装配时，根据焊件的厚度预留一定的装配间隙。为防止在焊件装配时，根据焊件的厚度预留一定的装配间隙。为防止熔化金属流溢，在焊接第一面时在接缝的背面衬以焊剂垫。要熔化金属流溢，在焊接第一面时在接缝的背面衬以焊剂垫。要求下面的焊剂在焊缝全长上都与焊件贴合，并且压力均匀。第求下面的焊剂在焊缝全长上都与焊件贴合，并且压力均匀。第一面焊缝的焊接参数应保证熔深超过焊件厚度的一面焊缝的焊接参数应保证熔深超过焊件厚度的60607070，焊，焊完第一面后翻转工件进行反面焊接，其焊接参数可以与正面相完第一面后翻转工件进行反面焊接，其焊接参数可以与正面相同，以保证焊件完全焊透。同，以保证焊件完全焊透。(2)焊剂垫双面焊法 31（3 3）临时工艺衬垫双面焊法）临时工艺衬垫双面焊法 焊接第一面焊缝之前，用薄钢带、石棉绳、石棉板等焊接第一面焊缝之前，用薄钢带、石棉绳、石棉板等作为工艺衬垫，从背面将带有间隙的坡口封住。其作用作为工艺衬垫，从背面将带有间隙的坡口封住。其作用是托住坡口间隙中的焊剂及熔化金属。用此法焊接时，是托住坡口间隙中的焊剂及熔化金属。用此法焊接时，一般都要求接头处留有一定的间隙，以保证焊剂能填满一般都要求接头处留有一定的间隙，以保证焊剂能填满其中。焊完第一面后，翻转焊件，清除临时衬垫以及间其中。焊完第一面后，翻转焊件，清除临时衬垫以及间隙中的焊剂和焊缝底层的熔渣，用相同的焊接参数焊接隙中的焊剂和焊缝底层的熔渣，用相同的焊接参数焊接第二面，要求每面的熔深均要达到板厚的第二面，要求每面的熔深均要达到板厚的60607070。（3）临时工艺衬垫双面焊法 32（4 4）焊条电弧焊封底双面焊法）焊条电弧焊封底双面焊法 对于不便翻转且无法使用衬垫的对于不便翻转且无法使用衬垫的焊件可以采用此方法。这类焊缝可焊件可以采用此方法。这类焊缝可根据板厚情况开或不开坡口。一般根据板厚情况开或不开坡口。一般厚板焊件背面封底的坡口形式为厚板焊件背面封底的坡口形式为V V形，并保证封底厚度大于形，并保证封底厚度大于8mm8mm，以，以免正面埋弧焊时被烧穿。先用焊条免正面埋弧焊时被烧穿。先用焊条电弧焊从背面仰焊封底，再用埋弧电弧焊从背面仰焊封底，再用埋弧焊焊接正面的焊缝，当板厚大于焊焊接正面的焊缝，当板厚大于40 40 mmmm时宜采用多层多道焊。图时宜采用多层多道焊。图5-265-26是是厚板焊条电弧焊封底的多层埋弧焊厚板焊条电弧焊封底的多层埋弧焊典型的坡口形式。典型的坡口形式。图图5-26（4）焊条电弧焊封底双面焊法 图5-2633 （5 5）多层双面焊法）多层双面焊法 当板厚超过当板厚超过40mm40mm时，宜采用多层焊。多层焊时的坡时，宜采用多层焊。多层焊时的坡口一般多采用口一般多采用V V形和形和X X形，但都必须留有形，但都必须留有4mm4mm的钝边和的钝边和适当的坡口角度，如果角度太小，易产生梨形焊道，适当的坡口角度，如果角度太小，易产生梨形焊道，增加产生中心线裂纹的倾向增加产生中心线裂纹的倾向 （5）多层双面焊法 344.T4.T形接头和搭接接头埋弧焊焊接工艺形接头和搭接接头埋弧焊焊接工艺 T T形接头和搭接接头的焊缝均是角焊缝，形接头和搭接接头的焊缝均是角焊缝，埋弧自动焊时，一般采用埋弧自动焊时，一般采用平角焊平角焊和和船形焊船形焊两种两种方法。方法。4.T形接头和搭接接头埋弧焊焊接工艺 T形接头和搭接35平角焊法平角焊法-当焊件不易于翻转或焊件尺寸很大时，当焊件不易于翻转或焊件尺寸很大时，可采用平角焊法。可采用平角焊法。这种方法的优点是对装配间隙的敏感性这种方法的优点是对装配间隙的敏感性小，即使间隙达到小，即使间隙达到2-3mm2-3mm，一般也不致，一般也不致产生金属和熔渣的满溢现象。产生金属和熔渣的满溢现象。缺点是这种方法不利于立板侧的焊缝成缺点是这种方法不利于立板侧的焊缝成形，单道焊的焊脚尺寸很难超过形，单道焊的焊脚尺寸很难超过8mm8mm，因为焊脚过大，将引起咬边和满溢。如因为焊脚过大，将引起咬边和满溢。如果需要更大的焊脚尺寸，只能采用多道果需要更大的焊脚尺寸，只能采用多道焊。焊。另外，焊丝与焊件的相对位置对焊缝成另外，焊丝与焊件的相对位置对焊缝成形的影响很大，焊丝与立板的夹角形的影响很大，焊丝与立板的夹角一一般为般为20203030，否则易产生不良影响。，否则易产生不良影响。同时，电弧电压也不宜太高，这样可以同时，电弧电压也不宜太高，这样可以减少熔渣量和防止熔渣满溢。减少熔渣量和防止熔渣满溢。20-300平角焊法-当焊件不易于翻转或焊件尺寸很大时36船形焊法船形焊法-船形焊法主要用于焊件易于翻转的场合。它是将角焊船形焊法主要用于焊件易于翻转的场合。它是将角焊缝的两边置于与垂直线成缝的两边置于与垂直线成4545的位置。这是焊缝成形最有的位置。这是焊缝成形最有利的位置，因此容易保证焊缝质量。船形焊时对装配质量利的位置，因此容易保证焊缝质量。船形焊时对装配质量要求较高，装配间隙不得超过要求较高，装配间隙不得超过11.5mm11.5mm，否则，易焊穿和，否则，易焊穿和产生液体金属溢漏。船形焊时单道焊可以增大电流，得到产生液体金属溢漏。船形焊时单道焊可以增大电流，得到较大的焊脚尺寸，不会产生咬边和溢漏缺陷。较大的焊脚尺寸，不会产生咬边和溢漏缺陷。船形焊法-船形焊法主要用于焊件易于翻转的场37 埋弧焊工艺注意事项焊接过程中要利用翻身控制焊接变形埋弧焊焊接单道焊宽度不得超过16mm，也要多层多道焊 埋弧焊工艺注意事项焊接过程中要利用翻身控制焊接变形埋弧焊焊38埋弧焊工艺注意事项焊前清理掉焊丝端部的氧化部分H型钢焊接要注意观察焊缝背面颜色判断是否熔透埋弧焊工艺注意事项焊前清理掉焊丝端部的氧化部分H型钢焊接要注39埋弧焊工艺埋弧焊工艺 埋弧焊一般在平焊位置焊接，用以焊接对接和埋弧焊一般在平焊位置焊接，用以焊接对接和T形接头形接头的长直焊缝。厚度的长直焊缝。厚度20mm的焊件，可采用单面焊接。厚的焊件，可采用单面焊接。厚度度20mm的焊件可开坡口单面焊或双面焊。焊缝起止处的焊件可开坡口单面焊或双面焊。焊缝起止处焊上焊上引弧板和引出板。引弧板和引出板。生产中常采用各种生产中常采用各种焊剂垫和垫板焊剂垫和垫板以保证焊缝成形和防止烧穿。以保证焊缝成形和防止烧穿。焊接筒体对接焊缝时，工件以一定的焊接速度旋转，焊焊接筒体对接焊缝时，工件以一定的焊接速度旋转，焊丝位置不动。为防止熔池金属流失，焊丝位置应逆旋转方丝位置不动。为防止熔池金属流失，焊丝位置应逆旋转方向向偏离焊件中心线一定距离偏离焊件中心线一定距离a。注意事项埋弧焊工艺 埋弧焊一般在平焊位置焊接，用以焊接对接和T形接头40再见再见谢谢谢谢再见谢谢41