埋弧焊工艺参数及焊接技术

1.3埋弧焊工艺参数及焊接技术1. 3. 1影响焊缝形状、性能的因素埋弧焊主要适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也可以实现角焊和 横焊位置的焊接。埋弧焊时影响焊缝形状和性能的因素主要是焊接工艺参数、工艺条件等。本节主要讨论平焊位置的情况。（1）焊接工艺参数的影响影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊 接电流、电弧电压、焊接速度和焊丝直径等。1）焊接电流 当其他条件不变时，增加焊接电流对焊缝熔深的影响 （如图1 所示），无论是Y形坡口还是I形坡口，正常焊接条件下，熔深与焊接电流变 化成正比，即状的影响，如图2所示。电流小，熔深浅，余高和宽度不足；电流 过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹403020100040080012001600 2000电流/A图1焊接电流与熔深的关系（。4.8mm）电流不足电流通当电流过大b)图2焊接电流对焊缝断面形状的影响a)I形接头 b)Y形接头2)电弧电压 电弧电压和电弧长度成正比，在相同的电弧电压和焊接电流时， 如果选用的焊剂不同，电弧空间电场强度不同，则电弧长度不同。如果其他条件不变，改变电弧电压对焊缝形状的影响如图 3所示。电弧电压低，熔深大，焊 缝宽度窄，易产生热裂纹：电弧电压高时，焊缝宽度增加，余高不够。埋弧焊时, 电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证 焊接电弧的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的电压过小电压适当电压过大b)图3电弧电压对焊缝断面形状的影响a)I形接头b)Y形接头3)焊接速度 焊接速度对熔深和熔宽都有影响，通常焊接速度小，焊接熔池 大，焊缝熔深和熔宽均较大，随着焊接速度增加，焊缝熔深和熔都将减小，即熔 深和熔宽与焊接速度成反比，如图 4所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图5所示。焊接速度过小，熔化金属量多，焊缝成形差：焊接速度较大时， 熔化金属量不足，容易产生咬边。实际焊接时，为了提高生产率，在增加焊接速 度的同时必须加大电弧功率，才能保证焊缝质量。731(X)125 150% /cm min1图4焊接速度对焊缝形成的影响H熔深 B熔宽a)加过小遑凰诙当速度过大b)图5 焊接速度对焊缝断面形状的影响a)I形接头 b)Y形接头4)焊丝直径 焊接电流、电弧电压、焊接速度一定时，焊丝直径不同，焊缝 形状会发生变化。表1所示的电流密度对焊缝形状尺寸的影响，从表中可见， 其他条件不变，熔深与焊丝直径成反比关系，但这种关系随电流密度的增加而减 弱，这是由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属量不断增加，熔融金属后排困 难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高增加焊缝成形变差，所以埋 弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，以保证焊缝成形质量。表1电流密度对焊缝形状尺寸的影响(U=30-32V , Uw =33cm/min)项目焊接电流/A7007501000110013001400焊丝直径/ mm65465465平均电流密度/2636583852844868A mm-2熔深H/mm7. 08. 511. 510. 512. 016. 517. 519. 0熔宽B/mm2221192624222724形状系数B/H3. 12. 51. 72. 52. 01 . 31 . 51, 3(2)工艺条件对焊缝成形的影响1)对接坡口形状、间隙的影响 在其他条件相同时，增加坡口深度和宽度, 焊缝熔深增加，熔宽略有减小，余高显著减小，如图 6所示。在对接焊缝中，如 果改变间隙大小，也可以调整焊缝形状，同时板厚及散热条件对焊缝熔宽和余高 也有显著影响，如表2所示。图6坡口形状才焊健成形的影响表2焊缝间隙对对接焊尺寸的影响工艺参数熔深/mm熔宽/ mn】余高/mm熔合比 (%)板厚电弧焊接速度/间隙/mm/电流/A电压024024024024cmmin -1mm/V507.58.07.5 12021202.52.01.07464615712700-75032341345.66.05.51011102.071462010.0,9.510.0 1272727 13.0,2.0 12.5,60575220800-850363833.411.011.511.02322223.52.51.56358491346. 57.07.01111如2.57261452010.511.010.5343335 13.5,3.02.51.561595530900-100040-4233.412.012.011.03029303.02.06763591347.57.57.51212121.57272602)焊丝倾角和工件斜度的影响焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两种，见图7。倾斜的方向和大小不同，电弧对熔池的吹力和热的作用就不同，对焊缝成 形的影响也不同。图7a为焊丝前倾，图7b为焊丝后倾。焊丝在一定倾角内后倾时，电弧力后排熔池金属的作用减弱，熔池底部液体金属增厚，故熔深减小。而 电弧对熔池前方的母材预热作用加强，故熔宽增大。图7c是后倾角对熔深、熔宽的影响。实际工作中焊丝前倾只在某些特殊情况下使用，例如焊接小直径圆筒形工件的环缝等。图7焊丝倾角对焊缝形成的影响a）前倾b）后倾c）焊丝后倾角度对焊缝形成的影响工件倾斜焊接时有上坡焊和下坡焊两种情况，它们对焊缝成形的影响明显不 同，见图8。上坡焊时（图8a、b）,若斜度0角 612。，则焊缝余高过大，两 侧出现咬边，成形明显恶化。实际工作中应避免采用上坡焊。 下坡焊的效果与上 坡焊相反，见图8c）、d）。a)7未蟀透未蟀遇未饵透d）图8工件斜度对焊缝形成的影响 a）上坡斜b）上坡斜工件斜度的影响 c）下坡斜d）下坡斜工件斜度的影响 3工件斜度3）焊剂堆高的影响 埋弧焊焊剂堆高一般在 2540mm,应保证在丝极周 围埋住电弧。当使用粘结焊剂或烧结焊剂时，由于密度小，焊剂堆高比熔炼焊剂 高出20%50%。焊剂堆高越大，焊缝余高越大，熔深越浅。（3）焊接工艺条件对焊缝金属性能的影响当焊接条件变化时，母材的稀释率、焊剂熔化比率（焊剂熔化量/焊丝熔化量）均发生变化，从而对焊缝金属性能 产生影响，其中焊接电流和电弧电压的影响较大。图 9图11给出了焊接电流、 电弧电压和焊接速度对焊剂熔化比率的影响。由于焊剂熔化比率的变化，焊缝金属的化学成分、力学性能均发生变化，特别是烧结焊剂中合金元素的加入对焊缝 金属化学成分的影响最大。图12图14给出各种焊接条件变化时对焊缝金属 Mn、Si含量的影响。斟把3嫉系翡图9焊接电流对焊剂熔化比率的影响OL55 0 52 L5 1 oM3F缝系鞋28303234%电弧电压/V图10电弧电压对焊剂熔化比率的影响050,2515 20 25 30 3540 45 50 55呼接速度/cnrrniipi图ii焊接速度对焊剂熔化比率的影响焊接电流/A图12焊接电流对焊缝金属化学成分的影响电弧电压/V图13电弧电压对焊缝金属化学成分的影响图14焊接速度对焊缝金属化学成分的影响1.3.2埋弧焊实施方法及工艺参数选择（1）焊前准备1）坡口设计及加工 同其他焊接方法相比，埋弧焊接母材稀释率较大，母材 成分对焊缝性能影响较大，埋弧焊坡口设计必须考虑到这一点。 依据单丝埋弧焊 使用电流范围，当板厚小于 14mm ,可以不开坡口，装配时留有一定间隙：板 厚为1422mm , 一般开 V形坡口；板厚 22 -50mm时开X形坡口。对 于锅炉汽包等压力容器通常采用 U形或双U形坡口，以确保底层熔透和消除 夹渣。埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸设计时，请查阅GB/T9861988。坡口加工方法常采用刨边机和气割机，加工精度有一定要求。2）装配点固 埋弧焊要求接头间隙均匀无错边，装配时需根据不同板厚进行 定间距、定位焊，如表 3所示。另外直缝接头两端尚需加引弧板和熄弧板，以 减少引弧和引出时产生缺陷。表3埋弧焊装配标准板厚t/mm焊缝长度/mm定位长度/mm25300 50050 70c）图15在焊剂垫上对焊接a）焊接情况b）焊剂托力不足c）焊剂拖力很大d）焊剂拖力过大表4对接接头在电磁平台-焊剂垫上单面焊的焊接条件板厚/mm装配间隙/mm焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电 压/V焊接速度-1/cm min电流种类焊剂 垫中 焊剂 颗粒焊接垫软管中的空气压力/kPa201.01.612024 2873直流反接细小81301.51.627530028 3056.7交流细小81227530028 3056.7340042525 2811740 1.5237540028 3066.7交流细小101152452555028 3083.310150 2.5242545032 3458.3交流细小101152457562528 3076.760 3.0247532 3450交流正常101152460065028 3267.570 3.0465070030 3461.7交流正常10115280 3.5472577530 3656.7交流正常101152板厚1020mm的I形坡口对接接头预留装配间隙并在焊剂垫上进行单面焊 的焊接参数，见表5。所用的焊剂垫应尽可能选用细颗粒焊剂。板厚/mm装配间隙/mm焊接电流/A电弧电压/V焊接速度-1/cm min交流直流1034700 -75034 3632 34501245750 -80036 4034 36451445850 -90036 4034 36421656900 -95038 4236 38331856950 c100040 4436 40282056950 c100040 4436 4025在焊剂铜垫板上焊接这种方法采用带沟槽的铜垫板，沟槽中铺撒焊剂，焊 接时，这部分焊剂起焊剂垫的作用，同时又保护铜垫板免受电弧直接作用。 沟槽 起焊缝背面成形作用。这种工艺对工件装配质量、垫板上焊剂托力均匀与否均不 敏感。板料可用电磁平台固定，也可用龙门压力架固定。铜垫板的尺寸见图16和表6。在龙门架焊剂铜垫板上的焊接参数见表 7。国16桐斑板尺寸表6铜垫板断面尺寸1（单位：mm）焊件厚度槽宽b槽深h沟槽曲率半径r46102.57.06-8123.07.58八10143.59.512、14184.012表7在龙门架焊剂铜垫板上单面焊的焊接条件1板厚/mm装配间隙/mm焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/cm一 一 -1 min323380 -42027 -2978.34234450 -50029 -31685234520 -56031 -3363634550 -60033 -3563734640 -68035 -37588344680 -72035 -3753.39344720 -78036 -38461044780 -82038 -40461254850 -90039 -41381454880 -92039 -41363）在永久性垫板或锁底接头上焊接当焊件结构允许焊后保留永久性垫板时，厚10mm以下的工件可采用永久性垫板单面焊方法。永久性钢垫板的尺寸如表8所示。垫板必须紧贴在待焊板缘上，垫板与工件板面间的间隙不得超过0.5 1mm。表8对接用的永久性钢垫板1（单位：mm）板厚垫板厚度垫板宽度260.5 84 8+5610(0.30.4 ) 6厚度大于10mm的工件，可采用锁底接头焊接方法，如图 17所示（详见GB/T986-1988 )。此法用于小直径厚壁圆筒形工件的环缝焊接，效果很好4)在临时性的衬垫上焊接 这种方法采用柔性的热固化焊剂衬垫贴合在接缝背面进行焊接。衬垫材料需要专门制造或由焊接材料制造部门供应。另外还有采用陶瓷材料制造的衬垫进行单面焊的方法。图1?锁底时接接头5)悬空焊 当工件装配质量良好并且没有间隙的情况下，可以采用不加垫板的悬空焊。用这种方法进行单面焊时，工件不能完全熔透。一般的熔深不超过 2/3板厚，否则容易烧穿。这种方法只用于不要求完全焊透的接头。(3)对接接头双面焊一般工件厚度从1040mm的对接接头，通常采用 双面焊。接头形式根据钢种、接头性能要求的不同，可采用图 18所示的I形、 Y形、X形坡口。图1B不同板厚的接头形式a) I形坡口对接焊b) Y形坡口对接焊 c) X形坡口对接焊这种方法对焊接工艺参数的波动和工件装配质量都不敏感，其焊接技术关键 是保证第一面焊的熔深和熔池的不流溢和不烧穿。焊接第一面的实施方法有悬空 法、加焊剂垫法以及利用薄钢带、 石棉纯、石棉板等做成临时工艺垫板法进行焊 接。1）悬空焊装配时不留间隙或只留很小的间隙 （一般不超过lmm）。第一 面焊接达到的熔深一般小于工件厚度的一半。反面焊接的熔深要求达到工件厚度 的60 %70 %,以保证工件完全焊透。不开坡口的对接接头悬空焊的焊接参 数，如表9所示。表9不开口对接接头悬空双面焊的焊接条件工件厚度/mm焊丝直径/mm焊接顺序焊接电流/A电弧电压 /V焊接速度/cm.min -164正380 4203058反430 470305584正440 4803050反480 5303150104正530 5703146反一590 6403346124正620 6603542反680 7203541144正680 7203741反730 7704038165正800 85034663反850 90036843175正850 90035 3760反900 95037 3948185正850 90036 3860反1900 95038 4040205正850 90036 3842反900 100038 4040225正900 95037 39453反1000 105038 40402）在焊剂垫上焊接 如图19所示，焊接第一面时采用预留间隙不开坡口的方法最为经济。第一面的焊接参数应保证熔深超过工件厚度的60 %70 %。焊完第一面后翻转工件，进行反面焊接，其参数可以与正面的相同以保证工件完全焊透。预留间隙双面焊的焊接条件依工件的不同而异，表 10a、b分别为两组数据，可供参考。在预留间隙的重形坡口内，焊前均匀塞填干净焊剂，然后在焊剂垫上施焊，可减少产生夹渣的可能，并可改善焊缝成形。第一面焊道焊接后, 是否需要清根，视第一道焊缝的质量而定。图19焊剂垫的结构实例a）软管气压式 b）皮膜气压式C ）平带张紧式1 焊件 4 充气软管 7 气室2 焊剂5 橡皮膜 8 平带3帆布6压板9 带轮表10a对接接头预留间隙双面焊的焊接条件采用交流电，HJ431 ,第一面在焊剂焊剂垫上焊工件厚度/mm装配间隙/mm焊丝直径/mm焊接电流/A焊接电压/V焊接速度/cm.min -1143457007503436501634570075034364518455750800364045204558509003640452445590095038424228565900950384233306759501000404427408951100 120040442050101151200 1300444817表10b对接接头预留间隙双面焊的焊接条件根据上海锅炉厂提供的资料。工件厚度/mm装配间隙/mm焊丝直径/mm焊接电流/A焊接电压/V焊接速度 /cm.min -160+13380,4 40030人-3257八-604400 -55028人3263 -7383400 -42030人3253八-570+14500 -60036人4063 -67102 14500 -60034人3850八-605600八70038人4058八-67122 14550 -58034人3850八-575600八70034v3858八-67143垃54550 -72038人4250八-535650 -75036人4050八-57& 163垃55650八85036人4050 -57如果工件需要开坡口，坡口形式按工件厚度决定。工件坡口形式及焊接条件, 见表11表11开坡口工件的双面焊的焊接条件工件 厚度 /mm坡口形式焊丝 直径 /mm焊 接 顺 序破口尺寸焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/cm.min -1a (h7mmg/mm145正703383085036 3842反60062036 3875165正703383085036 3833二乙反60062036 3875185正703383086036 3833J2反60062036 3875226正70331050 115038 40305反60062036 38752470*6正7033110038 40405反80036 3847306正7033100036 4030t反900100036 38333）在临时衬垫上焊接采用此法焊接第一面时，一般都要求接头处留有一定间隙，以保证焊剂能填满其中。临时衬垫的作用是托住间隙中的焊剂。 平板对接 接头的临时衬垫常用厚 34mm、宽3050mm的薄钢带；也可采用石棉绳或 石棉板，如图20所示。焊完第一面后，去除临时衬垫及间隙中的焊剂和焊缝底层的渣壳，用同样参数焊接第二面。要求每面熔深均达版厚韵60 %70 %a）b）图20在临时衬垫上厚接幻莓谒带盘b）石棉绳妈由石棉板茎4）多层焊当板厚超过4050mm时，往往需要采用多层焊。多层焊时 坡口形状一般采用 V形和X形，而且坡口角度比较窄。图 21所示的焊道宽 度比焊缝深度小的多，此时在焊缝中心容易产生梨形焊道裂纹。 另外在多层焊结 束时，在焊道端部需加衬板，由于背面初始焊道不能全部铲除造成坡口角度变窄， 如图22所示，此时形成的梨形焊道更增加裂纹产生倾向，因而需要特别引起注图1多层焊坡口角度对焊篝的食响 G坡口角度适当b）坡口角度物卜图22坡口狭小产生焊内部初始裂纹（4）角焊缝焊接焊接T形接头或搭接接头的角焊缝时，采用船形焊和平 角焊两种方法。1）船形焊将工件角焊缝的两边置于与垂直线各成45。的位置（见图23）,可为焊缝成形提供最有利的条件。这种焊接法接头的装配间隙不超过11.5mm,否则，必须采取措施，一以防止液态金属流失。船形焊的焊接参数，见表 12焊脚长度度/mm焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电压/V焊接速度 /cm.min -162450C-47034八3 366783550 -60034八-3650104575 -62534八-36503600-65034八-36384650 -70034八-3638123600-65034八-36254725C-77536 -38335775 -82536八-38302）平角焊当工件不便于采用船形焊时，可采用平角焊来焊接角焊缝（见图24）。这种焊接方法对接头装配间隙较不敏感，即使间隙达到 23mm ,也不必采取防止液态金属流失的措施。 焊丝与焊缝的相对位置，对平角焊的质量有重 大影响；焊丝偏角一般在20。30之间。每一单道平角焊缝的惭面积不得超过 4050mm2,当焊脚长度超过8mm x 8mm时，会产生金属溢流和咬边。平角焊 的接条件，参照表13平角焊焊接条件。表13平角焊焊接条件焊脚长度度/mm焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/cm.min -1电流种类32200 22025 28100直流42280 30028 3092交流335028 309252375 40030 3292交流345028 3092445028 3010072375 40030 3247交流350030 3280467532 3583用细颗粒HJ431 .图24平角煤3）多丝角度焊接为了提高焊接效率和增加大焊角尺寸，可以采用申列多丝 角焊，如图25所示。此时焊丝布置的位置、角度及距离必须设计好，其依据是 前后熔池的确定。如果焊丝距离不大，前面熔池的渣会使后面电弧不稳定： 距离 太小又会使熔渣卷入后面的熔池。 一般用列电弧焊接时，前面电极使用电流较大 而后面较小，焊缝成形较好。图25串列多丝角焊时焊理的位置和角度高效埋弧焊1)多丝埋弧焊多丝埋弧焊是一种高生产率的焊接方法。按照所用焊丝数目 有双丝埋弧焊、三丝埋弧焊等，在一些特殊应用中焊丝数目多达 14根。目前工 业上应用最多的是双丝埋弧焊和三丝埋弧焊。双丝焊和三丝焊的电源联接方式，如图26和4-29所示。焊丝排列一般都采用纵列式，即 2根或3根焊丝沿焊接方向顺序排列。焊接过程中，每根焊丝所用的电流和.电压各不相同，因而他 们在焊缝成形过程中所起的作用也不相同。一般由前导的电弧获得足够的熔深， 后续电弧调节熔宽或起改善成形的作用口为此，焊丝间的距离要适当。b)图布双丝之台交就电源的不同接缱方式门*-U.-图4-四 多丝埋弧蜉时采用3台电源的几种组合方式Dv -焊接方向表14为君做丝埋孤厚和三丝埋菰岸进行单面焊的焊搭条件.板耳L焊捺彝驿J khj Jtme/(* J电流/人电压XV焊接速度ntixi 120w200mM口326。后900452510159 口rT1GOO32GO后10004512 4 双转IEIH7B砒1800335门3&171815后110045-1J2011Jgo前L20O30LIU2E50 11。n*%12139Q中1300BE后10004532r .171570前220 rl33TOSD4- D*三管30206D中14 DO404Q后noo162）带状电极埋弧焊 此种方法具有最高的熔敷速度、最低的熔深和稀释度， 尤其是双带极埋弧焊，因此是表面堆焊的理想方法。带极埋弧堆焊的关键是要有 合适成分的带材、焊剂和送带机构。一般常用的带宽为60mm o焊剂宜采用烧结焊剂，并尽可能减少氧化铁含量。带极埋弧堆焊通常采用直流反接极性，图28为带宽60mm带极堆焊工艺参 数。对堆焊焊缝成形的影响，为了尽可能减小稀释率，焊接电流不超过 950A , 电压以26V为最佳，焊接速度也不应选太大。图璃0仙帝被埋孤地焊工葺参败对堆建息成电的影响3厚搂电滞的影响b）电压的影响0焊指速度的联同U1上唱J0丈宽带极埋弧堆焊采用轴向外加磁场或横向交变磁场，可以有效的提高宽带堆 焊层的熔深均匀性。3）附加依靠焊丝电阻预热的热丝、冷丝、铁粉的埋弧焊方法。这些方法有较 高熔敷率较低的熔深和稀释率。仅适用于难以制成带极或丝极的某些合金埋弧堆 焊及焊接也常在窄隙埋弧椎时被使用。4）单面焊双面一次成形埋弧焊 在一定的板厚、坡口及间隙条件下，采用适 当的强制成形接衬托可以实现单面焊双面一闪成形对接埋弧焊。这种施焊方法可以免除焊件翻身，提高产率。但由于受电弧能量密度的限制，只能在小于25mm 板厚条件下实现单面焊双面成形。埋弧焊的单面焊双面成形的关键是设计合理的强制成形衬垫装置，并使其紧贴焊缝反面。除前述焊剂垫可用于薄板外，常用方法有以下三种。a.龙门压力架一焊剂铜垫法。利用横跨焊件并带有若干个气压缸的龙门架， 一把焊件压紧在撒有焊剂的铜垫上进行埋弧焊， 是较为广泛的一种方法。压力架 可为固定式或移动式。铜垫块截面形状尺寸如表15所列。铜垫块及冷却铜块可以是固定的或用气缸升降。焊件通常预留一定装配间隙，以便通过它把细颗粒焊 剂撒入铜垫成形槽中进行焊接。装配间隙不均匀、铜垫与焊件未贴紧、成形槽中 焊剂充填不均及焊接工艺参数不稳定会造成背面焊缝凹陷、咬肉或出现焊瘤等常见缺陷。止匕外，还容易在焊缝两端，尤其在尾端出现焊缝中心线热裂纹，严重时 可导.致焊缝全长纵向裂开。解决的办法是将终端定位焊位置前移并减少定位焊 长度，以及采用图29所示的开槽引出板。但对于板厚 25mm以上的这类终端裂纹仍无有效解决办法。表16列出了此法的工艺参数表15铜壁柜截面尺寸（单位:皿）意面影状削根厚度槽嵬t楠决曲率华性q114 7 G102,57口6123. 07. 5g z10143.59.5-50_H1? 7 Mia4. ri121开柏引出板及连接方式明1 一理件 2一连接悍缮3一开槽引出板图29b.水冷滑块铜垫法。此法利用焊缝装配间隙把水冷短铜滑块贴紧在焊缝背面，并夹装在焊接小车上跟随电弧一起移动， 以强制焊缝成形。滑块长度以保持 熔池底部凝固不漏为宜。图30为典型滑块结构设计。所用焊接小车通常需要专 门设计，其主要缺点是滑块容易磨损。图30拉紧深轮不移动式水冷滑快结构1 一铜滑块2 钢板3 一拉片4 一拄紧滚轮架5 一滚轮6 一夹紧调节装7 一顶杆表16龙门压力架式焊剂一泡垫单面焊双面成的埋弧焊工艺参数钢板厚度/llUlL装配回隙/口焊丝直径/焊接电流/A焊接速度/cm, min-1323380 420272g474234450 z 500293140.652 7 3452Q z 56。313337. &634550 600333537. 5734640 6803E3734.58344680 7203537329344720 z 730363S27.6104q780 a 820湖口27,51254S50 90030412314548E0 920394121.5中宜好五面一长成形埋乱焊来用己列网眼厚是更理逑的万技.表17外出了水库滑生骁虎也焊的丁艺奉墩.母僮司跟一 的在0ISOmii濯节惊件厚度/JLH间股/nn岸共百径/(UL母楼电流/A画电后A岸揆速度八匕皿7主辅*辅主辅S343500-EE0之503gMi333783436CU253W32?33T10437DU76Q250360313235312143-即。SSOdOD32-33353JH5538SO35OdOD，”于5372115553850 划 n加皿口口33-35P251B6539D0-95QI4005036374021203&3SGOlOEO如人36374。2Jc.热固化焊剂衬垫法。热固化焊剂衬垫是由条状热固化焊剂和石棉布、瓦楞 纸等制成的，图31为其典型构造。其各部分功能及组成特点为：双面粘贴带用 来使衬垫紧贴焊件；热收缩薄膜使衬垫保持预定形状，防止内部组成物移动数为 4.5 %的酚醛或苯酚树脂、质量分数35%的铁粉、质量分数为17.5%的硅铁等加 热固化而制成，当加热到80100 C使树脂液化，把焊剂、铁粉等粘结在一起, 温度升到100150c时树脂固化而成一定板条状，焊接时板条基本不熔化，能 有效的防止熔池液体金属流溢，控制焊缝背面成形；石棉布作为耐火材料保护焊 剂衬垫；弹性垫用瓦楞纸或较硬石棉板， 使衬垫便和受潮；玻璃纤维带使表面柔 软，便于与不十分平整的接缝背面贴合： 热固化焊剂，用一般焊剂加适量热固化 物质，如质量分于固定。商品化热固化焊剂衬垫做成600mm左右标准长度，使用时可按图32所示用磁性夹具等固定在焊件背面，这样就可以解决难以使用前 述焊剂铜垫、水冷滑块的略带曲率的对接焊缝的单面焊双面成形问题。止匕外，还有一种主要成分为 SiO2和A2LO3的中性陶瓷衬垫，其使用性能 很好，也是一种有前途的衬垫。图31型固化焊剂蛰枸造1双磁贴带2 翅攵缩薄膜3 玻璃纤维布4 热固化停刊5 一石媚布6 弹性垫123、5图32热固优舞剂蛰的安装方怯 1 焊件2 T0优焊剂垫3 磁铁 4 托板5 调节螺钉5）窄间隙埋弧焊 厚度在50mm以上，焊件若采用普通的 V形或U形坡 口埋弧焊，则焊接层数、道数多，焊缝金属填充量及所需焊接时间均随厚度成几 何级数增长，焊接变形也会非常大且难以控制。窄间隙埋弧焊就是为了克服上述 弊端而发展起来的，其主要特点为：窄间隙坡口底层间隙为1235mm,坡口角度为17,每层焊缝道数为13,常采用工艺垫板打底焊。为避免电弧 在窄坡口内极易诱发的磁偏吹，通常采用交流电弧而不采用直流电弧，晶闸管控制的交流方波电源是一种理想的电源。为了提高窄坡口埋弧焊的熔敷和焊接速 度，采用用列双弧焊是有效途径，如 AC-AC或DC-AC组合的串列双弧。其中 AC-AC用列双弧宜采用图26（b）、（c）所示的两种电源供电方式，它们将分别使前 后电弧的电流产生相位差，从而使用列电弧彼此作用力减小，以利于焊接过程稳 定进行。为使焊丝送达厚板窄坡口底层，需设计能插入坡口内的专用窄焊嘴，焊丝外伸长度常取为5075mm,以获得较高熔敷速率。要采用专用焊剂，具 颗粒度一般较细，脱渣性应特好，为满足高强韧性焊缝金属性能，大多采用高碱 度烧结型焊剂。为保证焊丝和电弧在深而窄坡口内的正确位置，采用自动跟踪控制常常必须的。例1.400t/h锅炉超高压汽包下降管马鞍型焊缝的焊接。汽包设计参数如下：设计压力：9=16MPa；设计温度：T=350 C；水压试验压力：pt=24MPa。(1)工件材料与接头形式；汽包筒身材料：BHW35厚93mm ;下降管材料：BHW35厚75mm ;BHW35成分及力学性能，见表18。表18化学成份(质量分数)(%)力学性能/MPaCMnSiNiMoCrSP(T b0- so- b0- s0.161.01.60.10.50.61.00.20.40.20.4569 392 510 333下降管马筒身联接接头城口，见图34.图34下隆管马鞍缝城口图（2）焊接工艺（含热处理及检验）1）装配定位焊（内侧 ）预热温度：T Pr 10 0焊条-E5015J507）, 6 4.0mm定位焊层数： 1 层2）埋弧焊预热温度：TPr 180焊机：国产 ZMZ 一 500 马鞍形连接管埋弧焊丝：H08Mn2MoA ,6 3.0mm焊剂： HJ330；焊接工艺参数：底层焊道：电流350370A;电压2830V;焊接速度3昂40cm/min；坡口内焊道：电流 430450A;电压，3234V;焊接速度3337cm/min； 补强层焊道：电流 350370A;电压2830V;焊接速度3740cm/min；表面补焊用E6015, （J607）, 6 4.0mm呈条。3）内壁趁热或预热（TPr180 ） 碳弧气刨清根。4）立即进行中间（去应力）热处理：（530560c ） ）3h。5）内壁底层打磨，进行100的磁粉检验。6）内侧焊条电弧焊预热温度：TPFR 180C;焊条：E6015 （J607）,6 5.0mm7）焊缝经100的超声波检验和磁粉检验。8）去氢处理：350 C X12）h例 2 4300kW 电动机空心轴环缝焊接丽 2500不放大035 4304kw电动机空心轴结构图(材料e IY345 (16Hn) 12III-15CrMov)(1)工件结构与材料如图35所示。(2)工件组装1)在可转动的立式工作台上，R段在下，I段在上。每条环缝圆周围上放 4块 工艺垫块，以保证坡口尺寸。2)预热用工频感应加热，电源为 400KVA可调变压器。预热至 200250 C,均可温12h。整个工件用玻璃棉包裹保温。3)焊条电弧焊封底焊条：E6016 (J606),小3.2MM,小4mn8人对称同步焊接，焊时工件转动。焊 接工艺参数：封底焊共3层，第 1 层：小 3.2mm,I=(100- 130)A;第 2、3层：小 4mm I=(150170)A;焊完 3 层后，工件加热到300C,然后将工件移至卧式转胎上进行埋弧焊。 (3)环缝埋 弧焊1)预热温度：TPr150；2)焊机：MZ2 1500;3)焊丝：H08MnMoA ,小 5mm4)焊齐【J HJ350:5)焊接工艺参数：直流反接，电流700750A;电压3640V:焊接速度4950cm/min：共焊8道，底层焊道电压取低值，焊接速度取高值。(4)焊后处理1)去氢处理：450cx (12) h,焊后立即进行。2)工件去应力处理(轴上其他部件全部焊完后进行)。处理参数如下：以小于(或等于)200C/h的速度升温至560600C ；在此温度均温15h,然后保温2. 5h; 随之炉温冷至300c以下出炉。(5)焊后检验焊缝经100%的超声检验。例3厚板全焊特级吊车粱焊接(1)工件结构和尺寸工件材料工件材料：16Mnq:结构与尺寸如图36所示。工件由上、下翼板、腹板、纵 向筋板、横向筋板、端部筋板组成。d)图肥厚板吊车梁结构图喻工件结构尺寸h) 一翼板有接城C1 3腹板对接坡El d)腹板与翼板T形坡口 1 一下翼板2 一腹板3 横向加筋4 纵向加助5 一上翼板6 一端部加助(2)工件装配及焊前准备(筋板装配及焊接从略)1)翼板和腹板的对接采用直线对接，翼板对接坡口如图 36b所示，装配不 留间隙。腹板对接坡口如图36c所示；不留间隙。采用自动埋弧焊，焊丝H08MnA, (|)5mm HJ431,焊前烘干 250C, 2h。焊接工艺参数：1=(750 850)A , U=(36 38)V、Vw =(4258)cm/min正面焊后，背面用碳弧气刨泊根。焊缝除外观检验外，还进行重100%超声检验2）翼板和腹板加工接长焊接后，翼板与腹板的角变形用三辗卷板机或油压千斤顶矫正平直，不平直度。f&1mm为减少翼板与腹板T形接头焊后的角变形，上翼板全长反变形（见图36b）, 下翼板两端500mm范围反变形，腹板与翼橡T形坡口形式见图36d。3）工件装配翼板和腹板的装配如图37a。装配前所有需焊接的部位用砂轮 打磨除锈，打磨宽度约50mm。装配时翼板与腹板间不留间隙。定位焊采用 J507 焊条（300-350c烘干2h）。定位焊缝长度不大于100mm,间距小于2500mm,焊 脚不大于重1/22/3坡口深度。11 b）图373）在胎具上装配b）翼板反变形1 一卡紧夹具2-212件3 装配胎具焊接1）焊接材料：H08MnA ,小 5mm HJ431,经 200 c烘干 2h。2）焊机：MZ 1000;交流电源。3）工件在胎架上船形位置（与水平成 35。45 ）施焊。先焊下翼板一腹 板连接焊缝；后焊上翼板一腹板连接焊缝。焊缝全长分两段，采用两台埋弧焊机， 一台自端部开始，另一台自中部开始同方向施焊。预热温度：120150Co第一道焊缝反面采用滑动铜衬垫，防止烧穿。施 焊前，定位焊缝用碳弧气刨消除，焊缝背面不做清根处理。焊接工艺参数如表19 表19厚板吊车梁埋弧“工艺参数位置焊缝道次|电弧电压/V |焊接电流/A |焊接速度/cm.min-1上板-腹 板止面1236 40600 65025 333434 38650 70033 42反面1236 40700 75025 333434 38650 70033 42下板-腹 板止面1236 40600 65025 333434 38700 75033 42反面1236 40700 75033 4234 38650 70033 42(4)焊后检验：抽T形焊缝总长的30%进行超声波检验