埋弧焊焊接参数

  1.3埋弧焊工艺参数及焊接技术1．3．1影响焊缝形状、性能的因素埋弧焊一般适用于平焊位置焊接，如果采用一定工装辅具也能轻松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(如图所示)，无论是Y形坡口还是焊接电流与熔深的关系（φ4.8mm）图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电弧电压对焊缝断面形状的影响a)I形接头b)Ｙ形接头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，如图所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图所示。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，易产生咬边。实际焊接时，为了更好的提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才可能正真的保证焊缝质量。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，如图所示。焊接速度对焊缝断面形状的影响，如图所示。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，易产生咬边。实际焊接时，为了更好的提高生产率，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才可能正真的保证焊缝质量。图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，焊缝形状会发生明显的变化。表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，熔池熔化金属量持续不断的增加，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／A700——7501000～11001300—1400焊丝直径／mm65465465平均电流密度／Amm-68熔深H／mm7．08．511．510．512．016．517．519．B／mm4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，如图焊缝间隙对对接焊尺寸的影响工艺参数熔深／mm熔宽／mm余高／mm熔合比mm电流／A电弧电压／V焊接速度／cm．min-1间隙／mm00-75032~34501347.55.68.06.07.55.102.52.02.0---1.0---00-85036~382033.413410.011.06．59.511.57.010.011.07.22103.03.52.52.02.52.51.49453-422033.413410.512.07.511.012.07.510.511.07.30123.53.01.53.02.02.51.59602)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。实际在做的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6～12，则焊缝余高过大，两侧出现咬边，成形明显恶化。实际在做的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下坡斜d)下坡斜工件斜度的影响β－工件斜度3)焊剂堆高的影响埋弧焊焊剂堆高一般在25～40mm，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)均发生明显的变化，从而对焊缝金属性能产生一定的影响，其中焊接电流和电弧电压的影响较大。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、力学性能均发生明显的变化，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。14给出各种焊接条件变化时对焊缝金属Mn、Si含量的影响。图焊接电流对焊剂熔化比率的影响图10电弧电压对焊剂熔化比率的影响图11焊接速度对焊剂熔化比率的影响图12焊接电流对焊缝金属化学成分的影响图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：22mm，一般开22-50mm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。板厚t/mm焊缝长度/mm定位长度/mm25300埋弧焊装配标准3)焊前清理坡口内水锈、夹杂铁末，点焊后放置时间比较久而受潮氧化等焊接时易产生气孔，焊前需提高工件温度或用喷砂等办法来进行处理。(2)对接接头单面焊对接接头埋弧焊时，工件可以开坡口或不开坡口。开坡口不仅为了能够更好的保证熔深， 而且有时还为了达到其他的工艺目的。 如焊接合金钢时，能控制熔合比； 而在焊接低碳钢时，能控制焊缝余高等。在不开坡口的情况下，埋弧焊可以一次焊透 20mm 以下的工件，但要求预留 6mm的间隙，否则厚度超过 14—16mm 的板料必须开坡口才能用单面焊一次焊透。对接接头单面焊可采用以下几种方法： 在焊剂垫上焊， 在焊剂铜垫板上焊， 在永久性垫板或锁底接头上焊，以及在临时衬垫上焊和悬空焊等。分述如下：在焊剂垫上焊接 用这种方法焊接时，焊缝成形的质量主要根据焊剂垫托力的大小和均匀与否，以及装配间隙的均匀与否。图 14 说明焊剂垫托力与焊缝成形的关系。板厚 8mm的对接接头在具有焊剂垫的电磁平台上焊接所用的参数列于表 。电磁平台在焊接中起固定板料的作用。图15 在焊剂垫上对焊接a)焊接情况 b)焊剂托力不足 焊剂拖力很大d)焊剂拖力过大表 对接接头在电磁平台－焊剂垫上单面焊的焊接条件[4]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 /cmmin-1电流种类焊剂垫中焊剂颗粒焊接垫软管中的空气压力 /kPa20～1.01.612024～2873直流反接细小8130～1.51.6275～30028～3056.7交流细小812275～30028～3056.73400～42525～2811740～1.52375～40028～3066.7交流细小101～1524525～55028～3083.310150～2.52425～45032～3458.3交流细小101～1524575～62528～3076.760～3.0247532～3450交流正常101～1524600～65028～3267.570～3.04650～70030～3461.7交流正常101～15280～3.54725～77530～3656.7交流正常101～152板厚 10—20mm 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。表５ 对接接头在焊剂垫上单面焊的焊接条件 焊丝直径5mm)板厚/mm装配间隙 /mm焊接电流 /A电弧电压 /V焊接速度/cmmin-1交流直流103～4700～75034～3632～3450124～5750～80036～4034～3645144～5850～90036～ 4034～ 3642165～6900～95038～ 4236～ 3833185～6950～100040～ 4436～ 4028205～6950～100040～ 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 16铜垫板尺寸表 单位：mm)焊件厚度槽宽 h沟槽曲率半径r4 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 /cmmin-1323380 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， 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 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允许超出0.5～1mm 单位：mm)板厚垫板厚度垫板宽度2～60.5 δ4δ+56～10（ 0.3～0.4 ）δ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。 其他的还有采用陶瓷材料制造的衬垫进行单面焊的方法。图 17 锁底对接接头5) 悬空焊 当工件装配质量良好并没间隙的情况下， 能够使用不加垫板的悬空焊。 用这种办法来进行单面焊时，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 10 40mm的对接接头，一般会用双面焊。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 18不同板厚的接头形式a)I 形坡口对接焊 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、石棉绳、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 不开口对接接头悬空双面焊的焊接条件工件厚度焊丝直径 焊接顺 焊接速度焊接电流 电弧电压/mm/mm /cm.min-1序6 42030 58反 430 47030 558 48030 50反 480 53031 5010 57031 46反 590 64033 4612 66035 42反 680 72035 4114 72037 41反 730 77040 3816 85034 63反850 90036 90035 3760反 900 95037 394818 90036 3860反 900 95038 404020 90036 3842反 900 4040100022 95037 39453反 1000 404010502) 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 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，要不要清根，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 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 装配间隙 焊丝直径 焊接速度焊接电流 焊接电压/mm/mm /mm /cm.min-114 75034 365016 75034 364518 80036 404520 90036 404524 95038 424228 95038 423330 4427100040 4420120050 10 48171300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 装配间隙 焊丝直径 焊接电流焊接电压焊接速度/mm /mm /mm /cm.min-16 0+1 3257 604004400 3263 7355080+1 3253 574204500 4063 3850 606005600 4058 3850 575805600 34v3858 4250 537205650 4050 5775016 4050 57850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 11开坡口工件的双面焊的焊接条件工件 坡口形式 焊丝 破口尺寸焊接电流电弧焊接速度厚度 直径 h/mmg/mm 电压/cm.minα/mm/mm 4285038反 600 756203816 3385038反 600 756203818 3386038反 600 756203822 301150405 756203824 110038 80036 100036 3040反900 331000383) 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 3～4mm 30～50mm 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 20在临时衬垫上焊接a) 薄钢带垫 石棉板垫4)多层焊 当板厚超过 40 50mm时，往往需要采用多层焊。 多层焊时坡口形状一般都会采用 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，因而需要非常引起注意。图 21 多层焊坡口角度对焊缝的影响a) 坡口角度适当 坡口角度较小图22 坡口狭小产生焊缝内部初始裂纹(4) 角焊缝焊接 焊接 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) ，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 1～1.5mm ，否则，一定要采取措施， 以防止液态金属流失。船形焊的焊接参数，见表12 23船形焊a)T 形接头 搭接接头表12 船形焊焊接条件焊脚长度 焊丝直 焊接电流 电弧电 焊接速度度 /mm /cm.min-1径/mm6 67470368 506003610 50625363 600 386503612 38700363 600 25650364 725 33775385 775 30825382) 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 ～3mm，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 σ一般在 20 ～30 之间。每一单道平角焊缝的惭面积不允许超出 40 ～50mm2，当焊脚长度超过 8mm8mm 时，会产生金属溢流和咬边。平角焊的接条件，参照表 13 平角焊焊接条件焊脚长 焊丝直 焊接电流 电弧电 焊接速度 电-1度度 /cm.min流/mm/mm种类3 100直220 28流4 92交300 30流3 350 28 92交400 32流3 450 28 92304450 28 47交400 32流3 500 30 80324675 32 8335用细颗粒 HJ431 24平角焊3）多丝角度焊接为了更好的提高焊接效率和增加大焊角尺寸，能够使用串列多丝角焊，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。 一般串列电弧焊接时，前面电极使用电流比较大而后面较小，焊缝成形较好。图 25 串列多丝角焊时焊丝的位置和角度(5) 高效埋弧焊1) 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 4-29所示。焊丝排列一般都采用纵列式， 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。图 26 台交流电源的不同接线 台电源的几种组合方式Dw一焊接方向表14 为利用双丝埋弧焊和三丝埋弧焊进行单面焊的焊接条件。板厚 焊丝数/mm焊接参数20 1290 40032 60后 900 4525 10 15 90 60032 60后 0004532 16 16 75 80033 5035 17 18 75 10045 4320 11 20030 11025 12 13 90 30095后 0004532 17 15 70 20033 7050 30 20 60 40040 40后 100452) 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 。焊剂宜采用烧结焊剂，并尽可能减少氧化铁含量。带极埋弧堆焊一般会用直流反接极性，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 28 60mm带极埋弧堆焊工艺参数对堆焊层成形的影响a) 焊接电流的影响 焊接速度的影响宽带极埋弧堆焊采用轴向外加磁场或横向交变磁场，可以轻松又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。这一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 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，采取了适当的强制成形接衬托能轻松实现单面焊双面一闪成形对接埋弧焊。 这种施焊办法能够免除焊件翻身， 提高产率。 但由于受电弧单位体积内的包含的能量的限制， 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，—把焊件压紧在撒有焊剂的铜垫上进行埋弧焊， 是比较广泛的一种方法。 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。 此外，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 纹仍无有效处理方法。表 16 列出了此法的工艺参数。表 15 铜垫板截面尺寸 单位:mm)截面形状铜板厚度 102.5 7.06 123.0 7.58 1014 3.5 9.512 1418 4.0 12图 291 —槽引出板b.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。所用焊接小车常常要专门设计，其主要缺点是滑块容易磨损。图 30 拉紧滚轮架移动式水冷滑快结构1 一铜滑块 一拉紧滚轮架5一滚轮 一顶杆表16 龙门压力架式焊剂一铜垫单面焊 双面成形埋弧焊工艺参数3 2729474204 293140.55005 313337.55606 333537.56007 353734.56808 3537327209 363827.578010 384027.582012 394121.5920单面焊双面一次成形埋弧焊采用串列双弧焊是更理想的方法。 17列出了水冷滑块双丝埋弧焊的工艺参数，焊丝间距一般在 60 —150mm内调节。主 25030 3337550 318 600250 31 33373210 3533750 350 3212 800350 3531400 3314 850350 3727400 3516 3725900 400 3518 4021950 450 3720 40211050 450 37表 17 双丝单面焊双面成形埋弧焊工艺参数c. 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， 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 80 —100 使树脂液化， 把焊剂、 铁粉等粘结在一起，温度升到 100～150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， 这样就能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。此外，还有一种主要成分为 SiO2 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 热固化焊剂垫构造1—双面粘贴带 —玻璃纤维布4—热固化焊剂 —弹性垫图32 热固化焊剂垫的安装的步骤1 一磁铁4一托板 一调节螺钉5)窄间隙埋弧焊 厚度在 50mm以上，焊件若采用普通的 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。 窄间隙埋弧焊就为了克服上述弊端而发展起来的，其主要特征为：窄间隙坡口底层间隙为 12～35mm，坡口角度为 ，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，一般会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。 接速度，采用串列双弧焊是有效途径，如AC-AC或 DC-AC组合的串列双弧。其 AC-AC串列双弧宜采用图26b、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， 从而使串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，焊丝夕卜伸长度常取为 50～75mm，以获得较高熔敷速率。要采取了专用焊剂，其颗粒度一般较细， 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， 采取了自动跟踪控制常常必须的。例 1.400t 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 ；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：化学成份 质量分数)(%)力学性能 /MPaC Mn Si Ni Mo Cr 0.10.50.6 0.161.6 1.0 0.4 0.4 569 392 510 333下降管与筒身联接接头坡口，见图34 。图34 下降管马鞍缝坡口图(2) 焊接工艺 (含热处理及检验)1) 装配定位焊 100焊条-E5015(J507)，φ4.0mm定位焊层数： 埋弧焊预热温度：TPr 500马鞍形连接管埋弧焊丝：H08Mn2MoA ，φ3.0mm ；焊剂：HJ330 ；焊接工艺参数：底层焊道：电流350 ～370A ；电压 28 ～30V ；焊接速度3 昂～40cm ／min ；坡口内焊道：电流430 450A；电压，32 ～34V ；焊接速度33～37cm／min ；补强层焊道：电流350 ～370A ；电压 28 ～30V ；焊接速度37～40cm ／min ；表面补焊用 E6015 ，(J607) 4.0mm焊条。3) 内壁趁热或预热 立即进行中间(去应力)热处理： (530 ～560 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： TPR 180；焊条： E6015 （J607 5.0mm7)焊缝经100 ％的超声波检验和磁粉检验。8) 去氢处理： 350 2．4300kW电动机空心轴环缝焊接图35 4300kw 电动机空心轴结构图（材料： I-Q345 （16Mn II-20gIII-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， 段在下， 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 200 ～250 ，均可温 2h。整个工件用玻璃棉包裹保温。3 ）焊条电弧焊封底焊条：E6016 （J606 4mm两人对称同步焊接，焊时工件转动。焊接工艺参数：封底焊共3 3.2mm,I=(100～130)A; 4mm，I=(150 ～170)A 层后，工件加热到300，然后将工件移至卧式转胎上进行埋弧焊。(3) 预热温度：TPr 150；2) 焊机： MZ2 —1500；3) 焊丝： H08MnMoA ，φ5mm；4) 焊剂 HJ350：5) 焊接工艺参数：直流反接，电流 700～750A；电压 36～40V：焊接速度 49～50cm／min：共焊 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：450 （1～2）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 )200／h 的速度升温至 560—600；在此温度均温 15h，然后保温 2．5h；随之炉温冷至 300以下出炉。(5) 焊后检验焊缝经 100％的超声检验。例 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。图36 厚板吊车梁结构图a) 工件结构尺寸b) 翼板对接坡Cl 腹板对接坡El 一端部加肋（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。 采取了自动埋弧焊， 焊丝H08MnA，φ5mm；HJ431，焊前烘干 250，2h。焊接工艺参数：I=(750 ～850)A ，U=(36～38)V、Vw =(42 ～58)cm／min 正面焊后，背面用碳弧气刨清根。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辊卷板机或油压千斤顶矫正平直，不平直度．f 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范围电反变形争／腹板与翼橡T 形坡口形式见图36d 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— 350烘干 2h)。定位焊缝长度不大于 100mm，间距小于 2500mm，焊脚不大于重1／2～ 坡口深度。图37a) 在胎具上装配 翼板反变形1一卡紧夹具 2--212 一装配胎具(3)焊接1 ）焊接材料： H08MnA，φ5mm：HJ431，经 200烘干 2h。2 ）焊机：MZ一 1000；交流电源。3 ）工件在胎架上船形位置（与水平成 35 ）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： 120 150。第一道焊缝反面采用滑动铜衬垫，防止烧穿。 定位焊缝用碳弧气刨清除，焊缝背面不做清根处理。焊接工艺参数如表19 19厚板吊车梁埋弧焊工艺参数位置 焊缝道次 电弧电压 焊接速度/cm.min -1上板 腹板正面 40600 65025 332334 38650 70033 40700 75025 332334 38650 70033 腹板正面 40600 65025 332334 38700 75033 40700 75033 422334 38650 70033 424(4)焊后检验：抽 形焊缝总长的30％进行超声波检验。

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