焊接方法與設(shè)備第3章 埋弧焊

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1、第 三 章 埋 弧 焊 第 一 節(jié) 埋 弧 焊 的 原 理 及 特 點(diǎn) 定 義 ： 埋 弧 焊 是 相 對(duì) 于 明 弧 焊 而 言 的 ， 是 指 電 弧 在 顆 粒 狀 焊 劑 層 下 燃燒 的 一 種 焊 接 方 法 。 焊 接 時(shí) ， 焊 機(jī) 的 啟 動(dòng) 、 引 弧 、 焊 絲 的 送 進(jìn) 及 熱 源 的 移 動(dòng) 全 由 機(jī) 械 控 制 ，是 一 種 以 電 弧 為 熱 源 的 高 效 的 機(jī) 械 化 焊 接 方 法 ， 現(xiàn) 已 廣 泛 用 于 鍋 爐 、 壓 力容 器 、 石 油 化 工 、 船 舶 、 橋 梁 、 冶 金 及 機(jī) 械 制 造 工 業(yè) 中 。 一 、 埋 弧 焊 工 作

2、 原 理埋 弧 焊 是 利 用 焊 絲 和 焊 件 之 間 燃 燒 的 電 弧 所 產(chǎn) 生 的 熱 量 來(lái) 熔 化 焊 絲 、 焊 劑和 焊 件 而 形 成 焊 縫 的 。 圖 3-1 埋 弧 焊 原 理 示 意 圖 1 焊 劑 漏 斗 2 軟 管 3 坡 口 4 焊 件 5 焊 劑 6 熔 敷 金 屬 7 渣 殼 8 導(dǎo) 電 嘴 9 電 源 10 送 絲 機(jī) 構(gòu) 11 焊 絲 工 作 原 理 如 圖 3-1所 示 ， 焊 接 時(shí) 電 源 輸 出端 分 別 接 在 導(dǎo) 電 嘴 和 焊 件 上 ， 先 將 焊 絲由 送 絲 機(jī) 構(gòu) 送 進(jìn) ， 經(jīng) 導(dǎo) 電 嘴 與 焊 件 輕 微接 觸 ， 焊 劑

3、 由 漏 斗 口 經(jīng) 軟 管 流 出 后 ， 均勻 地 堆 敷 在 待 焊 處 。 引 弧 后 電 弧 將 焊 絲和 焊 件 熔 化 形 成 熔 池 ， 同 時(shí) 將 電 弧 區(qū) 周圍 的 焊 劑 熔 化 并 有 部 分 蒸 發(fā) ， 形 成 一 個(gè)封 閉 的 電 弧 燃 燒 空 間 。 密 度 較 小 的 熔 渣浮 在 熔 池 表 面 上 ， 將 液 態(tài) 金 屬 與 空 氣 隔絕 開 來(lái) ， 有 利 于 焊 接 冶 金 反 應(yīng) 的 進(jìn) 行 。隨 著 電 弧 向 前 移 動(dòng) ， 熔 池 液 態(tài) 金 屬 隨 之 冷 卻 凝 固 而 形 成 焊 縫 ， 浮 在 表 面 上 的 液態(tài) 熔 渣 也 隨 之

4、 冷 卻 而 形 成 渣 殼 。 圖 3-2 埋 弧 焊 焊 縫 斷 面 示 意 圖 1 焊 絲 2 電 弧 3 熔 池 4 熔 渣 5 焊 劑 6 焊 縫 7 焊 件 8 渣 殼 圖 3-2所 示 為 埋 弧 焊 焊 縫 斷 面 示 意 圖 。 二 、 埋 弧 焊 的 特 點(diǎn) 及 應(yīng) 用1.埋 弧 焊 的 優(yōu) 點(diǎn)(1) 焊 接 生 產(chǎn) 率 高埋 弧 焊 可 采 用 較 大 的 焊 接 電 流 ， 同 時(shí) 電 弧 加 熱 集 中 ， 熔 深 增 加 ， 單絲 埋 弧 焊 可 一 次 焊 透 20mm以 下 不 開 坡 口 的 鋼 板 。 埋 弧 焊 的 焊 接 速 度較 焊 條 電 弧 焊 快

5、 ， 單 絲 埋 弧 焊 焊 速 可 達(dá) 30 50m/h， 而 焊 條 電 弧 焊焊 速 則 不 超 過(guò) 6 8m/h。(2) 焊 接 質(zhì) 量 好熔 池 有 熔 渣 和 焊 劑 的 保 護(hù) ， 空 氣 中 的 氮 、 氧 難 以 侵 入 ， 提 高 了 焊 縫金 屬 的 強(qiáng) 度 和 韌 性 。 由 于 焊 接 速 度 快 ， 熱 輸 入 相 對(duì) 減 少 ， 故 熱 影 響區(qū) 的 寬 度 比 焊 條 電 弧 焊 小 ， 有 利 于 減 少 焊 接 變 形 并 防 止 近 縫 區(qū) 金 屬過(guò) 熱 。 另 外 ， 焊 縫 表 面 光 潔 、 平 整 、 成 形 美 觀 。 (3)改 變 焊 工 的

6、勞 動(dòng) 條 件實(shí) 現(xiàn) 焊 接 過(guò) 程 機(jī) 械 化 ， 操 作 較 簡(jiǎn) 便 ， 電 弧 在 焊 劑 層 下 燃 燒 沒 有 弧光 影 響 ， 放 出 煙 塵 少 ， 因 此 焊 工 的 勞 動(dòng) 條 件 得 到 了 改 善 。(4)節(jié) 約 焊 接 材 料 及 電 能熔 深 較 大 ， 可 不 開 或 少 開 坡 口 ， 減 少 了 焊 縫 中 焊 絲 的 填 充 量 ， 也節(jié) 省 因 加 工 坡 口 而 消 耗 掉 的 母 材 。 焊 接 時(shí) 飛 濺 極 少 ， 又 沒 有 焊 條頭 的 損 失 ， 所 以 節(jié) 約 焊 接 材 料 。 熱 量 集 中 ， 利 用 率 高 ， 單 位 長(zhǎng) 度焊 縫

7、上 ， 所 消 耗 的 電 能 也 大 為 降 低 。(5) 焊 接 范 圍 廣埋 弧 焊 不 僅 能 焊 接 碳 鋼 、 低 合 金 鋼 、 不 銹 鋼 ， 還 可 以 焊 接 耐 熱 鋼及 銅 合 金 、 鎳 基 合 金 等 非 鐵 金 屬 。 還 可 以 進(jìn) 行 磨 損 、 耐 腐 蝕 材 料的 堆 焊 。 但 不 適 用 于 鋁 、 鈦 等 氧 化 性 強(qiáng) 的 金 屬 和 合 金 的 焊 接 。 2.埋 弧 焊 的 缺 點(diǎn)1)埋 弧 焊 采 用 顆 粒 狀 焊 劑 進(jìn) 行 保 護(hù) ， 一 般 只 適 用 于 平 焊 或 傾 斜 度 不大 的 位 置 及 角 焊 位 置 焊 接 。2)焊

8、 接 時(shí) 不 能 直 接 觀 察 電 弧 與 坡 口 的 相 對(duì) 位 置 ， 容 易 產(chǎn) 生 焊 偏 及 未焊 透 ， 故 需 要 采 用 焊 縫 自 動(dòng) 跟 蹤 裝 置 來(lái) 保 證 焊 炬 對(duì) 準(zhǔn) 焊 縫 不 焊 偏 。3)埋 弧 焊 使 用 電 流 較 大 ， 電 弧 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 較 高 ， 電 流 小 于 100A時(shí) ，電 弧 穩(wěn) 定 性 較 差 ， 因 此 不 適 宜 焊 接 厚 度 小 于 1mm的 薄 件 。4)焊 接 設(shè) 備 比 較 復(fù) 雜 ， 維 修 保 養(yǎng) 工 作 量 比 較 大 ， 且 僅 適 用 于 直 的 長(zhǎng)焊 縫 和 環(huán) 形 焊 縫 焊 接 ， 對(duì) 于 一 些

9、 形 狀 不 規(guī) 則 的 焊 縫 無(wú) 法 焊 接 。 三 、 埋 弧 焊 的 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 原 理1.埋 弧 焊 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 的 必 要 性合 理 地 選 擇 焊 接 參 數(shù) ， 并 保 證 預(yù) 定 的 焊 接 參 數(shù) 在 焊 接 過(guò) 程 中 穩(wěn) 定 ，是 獲 得 優(yōu) 質(zhì) 焊 縫 的 重 要 條 件 。焊 條 電 弧 焊 是 通 過(guò) 人 工 調(diào) 節(jié) 作 用 來(lái) 保 證 選 定 的 焊 接 參 數(shù) 穩(wěn) 定 的 ， 即依 靠 焊 工 的 肉 眼 觀 察 焊 接 過(guò) 程 ， 并 經(jīng) 大 腦 的 分 析 比 較 ， 然 后 用 手 調(diào)整 焊 條 的 運(yùn) 條 動(dòng) 作 來(lái) 完 成 。以 機(jī) 械 代

10、替 手 工 送 進(jìn) 焊 絲 和 移 動(dòng) 電 弧 的 埋 弧 焊 必 須 具 有 相 應(yīng) 的 自 動(dòng)調(diào) 節(jié) 作 用 來(lái) 取 代 人 工 調(diào) 節(jié) 作 用 ， 否 則 ， 當(dāng) 遇 到 弧 長(zhǎng) 干 擾 等 因 素 時(shí) ，就 不 能 保 證 焊 接 過(guò) 程 的 穩(wěn) 定 。 2.埋 弧 焊 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 的 目 標(biāo) 埋 弧 焊 的 焊 接 參 數(shù) 主 要 有 焊 接 電 流 和 電 弧 電 壓 等 。 焊 接 電 流 和電 弧 電 壓 是 由 電 源 的 外 特 性 曲 線 和 電 弧 靜 特 性 曲 線 的 交 點(diǎn) 所 確 定的 。 因 此 ， 凡 是 影 響 電 源 外 特 性 曲 線 和 電 弧

11、靜 特 性 曲 線 的 外 界 因素 ， 都 會(huì) 影 響 焊 接 電 流 和 電 弧 電 壓 的 穩(wěn) 定 。 電 弧 長(zhǎng) 度 是 影 響 電 弧 靜 特 性 曲 線 的 主 要 因 素 ， 如 焊 件 表 面 不 平整 、 裝 配 質(zhì) 量 不 良 及 有 定 位 焊 縫 等 都 會(huì) 使 電 弧 長(zhǎng) 度 發(fā) 生 變 化 。 網(wǎng)路 電 壓 則 是 影 響 電 源 外 特 性 曲 線 的 主 要 因 素 ， 如 附 近 其 他 電 焊 機(jī)等 大 容 量 設(shè) 備 突 然 啟 動(dòng) 或 停 止 都 會(huì) 造 成 網(wǎng) 壓 波 動(dòng) 。 弧 長(zhǎng) 變 化 、 網(wǎng) 壓 波 動(dòng) 對(duì) 焊 接 電 流 和 電 弧 電 壓

12、的 影 響 如 圖 3-3所 示 。由 于 弧 長(zhǎng) 變 化 對(duì) 焊 接 電 流 和 電 弧 電 壓 的 影 響 最 為 嚴(yán) 重 ， 因 此 埋 弧 焊的 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 是 以 消 除 電 弧 長(zhǎng) 度 變 化 的 干 擾 作 為 主 要 目 標(biāo) 。 圖 3-3 弧 長(zhǎng) 變 化 、 網(wǎng) 壓 波 動(dòng) 對(duì) 焊 接 電 流 和 電 弧 電 壓 的 影 響a)弧 長(zhǎng) 變 化 的 影 響 b)網(wǎng) 壓 波 動(dòng) 的 影 響 3.埋 弧 焊 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 的 方 法 埋 弧 焊 電 弧 長(zhǎng) 度 是 由 焊 絲 送 絲 速 度 和 焊 絲 熔 化 速 度 決 定 的 ，只 有 使 送 絲 的 速 度 等 于 焊

13、 絲 熔 化 的 速 度 ， 電 弧 長(zhǎng) 度 才 有 可 能 保 持穩(wěn) 定 不 變 。 當(dāng) 電 弧 長(zhǎng) 度 發(fā) 生 變 化 時(shí) ， 為 了 恢 復(fù) 弧 長(zhǎng) ， 可 通 過(guò) 兩 種 方 法 來(lái) 實(shí)現(xiàn) ， 一 是 調(diào) 節(jié) 焊 絲 送 絲 速 度 ； 二 是 調(diào) 節(jié) 焊 絲 熔 化 速 度 。 根 據(jù) 上 述 兩 種 不 同 的 調(diào) 節(jié) 方 法 ， 埋 弧 焊 有 兩 種 型 式 ： 一 是 焊絲 送 絲 速 度 在 焊 接 過(guò) 程 中 恒 定 不 變 ， 通 過(guò) 改 變 焊 絲 熔 化 速 度 來(lái) 消除 弧 長(zhǎng) 干 擾 的 等 速 送 絲 式 ， 焊 機(jī) 型 號(hào) 有 MZ1 1000型 ； 二 是

14、 焊 絲 送絲 速 度 隨 電 弧 電 壓 變 化 ， 通 過(guò) 改 變 送 絲 速 度 來(lái) 消 除 弧 長(zhǎng) 干 擾 的 變速 送 絲 式 ， 焊 機(jī) 型 號(hào) 有 MZ 1000型 。 第 二 節(jié) 埋 弧 焊 設(shè) 備 一 、 埋 弧 焊 的 設(shè) 備 及 分 類 1.埋 弧 焊 機(jī) 分 類 1)按 用 途 可 分 為 專 用 焊 機(jī) 和 通 用 焊 機(jī) 兩 種 ， 通 用 焊 機(jī) 如 小 車 式的 埋 弧 焊 機(jī) ， 專 用 焊 機(jī) 如 埋 弧 角 焊 機(jī) 、 埋 弧 堆 焊 機(jī) 等 。 2)按 送 絲 方 式 可 分 為 等 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 和 變 速 送 絲 式 埋 弧 焊機(jī)

15、兩 種 ， 前 者 適 用 于 細(xì) 焊 絲 高 電 流 密 度 條 件 的 焊 接 ， 后 者 則 適 用 于粗 焊 絲 低 電 流 密 度 條 件 的 焊 接 。 3)按 焊 絲 的 數(shù) 目 和 形 狀 可 分 為 單 絲 埋 弧 焊 機(jī) 、 多 絲 埋 弧 焊 機(jī) 及帶 狀 電 極 埋 弧 焊 機(jī) 。 目 前 應(yīng) 用 最 廣 的 是 單 絲 埋 弧 焊 機(jī) 。 多 絲 埋 弧 焊機(jī) ， 常 用 的 是 雙 絲 埋 弧 焊 機(jī) 和 三 絲 埋 弧 焊 機(jī) 。 帶 狀 電 極 埋 弧 焊 機(jī) 主 要 用 作 大 面 積 堆 焊 。 圖 3-4 常 見 的 埋 弧 焊 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 形 式a)小

16、車 式 b)懸 掛 式 c)車 床 式 d)門 架 式 e)懸 臂 式 4)按 焊 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 可 分 為 小 車 式 、 懸 掛 式 、 車 床 式 、 門 架 式 、 懸 臂 式等 ， 如 圖 3-4所 示 。 目 前 小 車 式 、 懸 臂 式 用 的 較 多 。 2.埋 弧 焊 機(jī) 組 成典 型 的 埋 弧 焊 機(jī) 組 成 如 圖 3-5所 示 ， 它 是 由 焊 接 電 源 ， 機(jī) 械 系 統(tǒng)(包 括 送 絲 機(jī) 構(gòu) 、 行 走 機(jī) 構(gòu) 、 導(dǎo) 電 嘴 、 焊 絲 盤 、 焊 劑 漏 斗 等 )， 控制 系 統(tǒng) (控 制 箱 、 控 制 盤 )三 部 分 組 成 。 圖

17、3-5典 型 埋 弧 焊 機(jī) 的 組 成 1 焊 接 電 源 2 控 制 裝 置 3 焊 絲 盤 4 焊 絲 5 焊 絲 送 給 電 動(dòng) 機(jī) 6 焊 劑 漏 斗 7 焊 絲 送 給 滾 輪 8 焊 劑 9 電 弧 10 軌 道 11 焊 劑 回 收 裝 置 (1)焊 接 電 源埋 弧 焊 電 源 有 交 流 電 源 和 直 流 電 源 。 通 常 直 流 電 源 適 用 于 小 電 流 、快 速 引 弧 、 短 焊 縫 、 高 速 焊 接 及 焊 劑 穩(wěn) 弧 性 較 差 、 對(duì) 參 數(shù) 穩(wěn) 定 性要 求 較 高 的 場(chǎng) 合 。 交 流 電 源 多 用 于 大 電 流 及 直 流 磁 偏 吹 嚴(yán)

18、 重 的 場(chǎng)合 。 一 般 埋 弧 焊 電 源 的 額 定 電 流 為 500 2000A， 具 有 緩 降 或 陡 降外 特 性 ， 負(fù) 載 持 續(xù) 率 100 。(2)機(jī) 械 系 統(tǒng)送 絲 機(jī) 構(gòu) 包 括 送 絲 電 動(dòng) 機(jī) 及 轉(zhuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 、 送 絲 滾 輪 和 矯 直 滾 輪 等 。它 的 作 用 是 可 靠 地 送 絲 并 具 有 較 寬 的 調(diào) 節(jié) 范 圍 ； 行 走 機(jī) 構(gòu) 包 括 行走 電 動(dòng) 機(jī) 及 轉(zhuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 、 行 走 輪 及 離 和 器 等 。 行 走 輪 一 般 采 用 絕 緣橡 膠 輪 ， 以 防 焊 接 電 流 經(jīng) 車 輪 而 短 路 ； 焊 絲 的 接

19、電 是 靠 導(dǎo) 電 嘴 實(shí)現(xiàn) 的 ， 對(duì) 其 要 求 是 導(dǎo) 電 率 高 、 耐 磨 、 與 焊 絲 接 觸 可 靠 。 (3)控 制 系 統(tǒng) 埋 弧 焊 控 制 系 統(tǒng) 包 括 ： 送 絲 控 制 、 行 走 控 制 、 引 弧 熄 弧 控 制 等 ，大 型 專 用 焊 機(jī) 還 包 括 橫 臂 升 降 、 收 縮 、 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 及 焊 劑 回 收 等 控 制 。一 般 埋 弧 焊 機(jī) 常 設(shè) 一 控 制 箱 來(lái) 安 裝 主 要 控 制 元 件 ， 但 在 采 用 晶 閘 管等 電 子 控 制 電 路 的 新 型 埋 弧 焊 機(jī) 中 已 沒 有 單 獨(dú) 控 制 箱 ， 控 制 元 件 安

20、裝 在 控 制 盤 和 電 源 箱 內(nèi) 。 3.埋 弧 焊 輔 助 設(shè) 備埋 弧 焊 輔 助 設(shè) 備 主 要 有 焊 接 操 作 機(jī) 、 焊 接 滾 輪 架 、 焊 劑 回 收 裝置 等 。(1)焊 接 操 作 機(jī) 焊 接 操 作 機(jī) 是 將 焊 機(jī) 機(jī) 頭 準(zhǔn) 確 地 送 到 并 保 持 在 待 焊 位 置 上 ， 并以 給 定 的 速 度 均 勻 移 動(dòng) 焊 機(jī) 。 通 過(guò) 它 與 埋 弧 焊 機(jī) 和 焊 接 滾 輪 架等 設(shè) 備 的 配 合 ， 可 以 方 便 地 完 成 內(nèi) 外 環(huán) 縫 、 內(nèi) 外 縱 縫 的 焊 接 ，與 焊 接 變 位 器 配 合 ， 可 以 焊 接 球 形 容 器

21、 焊 縫 等 。 圖 3-6 立 柱 式 焊 接 操 作 機(jī) 1 埋 弧 焊 機(jī) 2 橫 臂 3 橫 臂 進(jìn) 給 機(jī) 構(gòu) 4 齒 條 5 鋼 軌 6 行 走 臺(tái) 車 7 焊 接 電 源 及 控 制 箱 8 立 柱 1)立 柱 式 焊 接 操 作 機(jī) ： 立 柱 式 焊 接 操 作 機(jī) 的 構(gòu) 造 如 圖 3-6所 示 ， 用 以 完成 縱 、 環(huán) 縫 多 工 位 的 焊 接 。 圖 3-7 平 臺(tái) 式 焊 接 操 作 機(jī) 1 埋 弧 焊 機(jī) 2 操 作 平 臺(tái) 3 立 柱 4 配 重 5 壓 重 6 焊 接 小車 7 立 柱 平 軌 道 2)平 臺(tái) 式 焊 接 操 作 機(jī) ： 平 臺(tái) 式 焊

22、接 操 作 機(jī) 的 構(gòu) 造 如 圖 3-7所 示 。 適 用 于外 縱 縫 、 外 環(huán) 縫 的 焊 接 。 圖 3-8 龍 門 式 焊 接 操 作 機(jī)1 焊 件 2 龍 門 架 3 操 作 平 臺(tái)4 埋 弧 焊 機(jī) 和 調(diào) 整 裝 置 5 限 位 開 關(guān) 3)龍 門 式 焊 接 操 作 機(jī) ： 龍 門 式焊 接 操 作 機(jī) 的 構(gòu) 造 如 圖 3-8所示 。 適 用 于 大 型 圓 筒 構(gòu) 件 的 外縱 縫 和 外 環(huán) 縫 的 焊 接 。 4)焊 接 滾 輪 架 焊 接 滾 輪 架 是 靠 滾 輪 與 焊 件 間 的 摩 擦 力 帶 動(dòng) 焊 件 旋 轉(zhuǎn) 的 一 種 裝 置(如 圖 3-9所 示

23、 )， 適 用 于 筒 形 焊 件 和 球 形 焊 件 的 縱 縫 與 環(huán) 縫 的 焊 接 。 圖 3-9 焊 接 滾 輪 架 二 、 等 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī)1. 等 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 的 工 作 原 理等 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 是 根 據(jù) 焊 接 過(guò) 程 中 電 弧 的 自 身 調(diào) 節(jié) 作 用 ， 通過(guò) 改 變 焊 絲 的 熔 化 速 度 ， 使 變 化 的 弧 長(zhǎng) 很 快 恢 復(fù) 正 常 ， 從 而 保 證焊 接 過(guò) 程 穩(wěn) 定 的 原 理 設(shè) 計(jì) 制 造 的 。 圖 3-10弧 長(zhǎng) 變 化 時(shí) 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) 過(guò) 程 (1)電 弧 自 身 調(diào)

24、節(jié) 作 用如 圖 3-10所 示 ， 曲 線 C為 等 熔 化 速 度 曲 線 (也 稱 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 靜 特 性曲 線 )， 在 曲 線 C上 ， 焊 絲 的 熔 化 速 度 是 不 變 的 ， 且 恒 等 于 送 絲 速 度 。 O1是 電 源 外 特 性 曲 線 、 電 弧 靜 特 性 曲 線 和 等 熔 化 速 度 曲 線 的 三 線 相 交 點(diǎn) ，是 電 弧 穩(wěn) 定 燃 燒 點(diǎn) 。 電 弧 在 這 一 點(diǎn) 燃 燒 ， 焊 絲 的 熔 化 速 度 等 于 其 送 絲 速度 ， 焊 接 過(guò) 程 穩(wěn) 定 。 當(dāng) 由 于 某 種 外 界 的 干 擾 ， 使 電 弧 長(zhǎng) 度

25、突 然 從 l1拉 長(zhǎng) 到 l2,此 時(shí) ， 電 弧燃 燒 點(diǎn) 從 O1點(diǎn) 移 到 O2點(diǎn) ， 焊 接 電 流 從 I1減 小 到 I2， 電 弧 電 壓 從 U1增 大 到 U2。然 而 電 弧 在 02點(diǎn) 燃 燒 是 不 穩(wěn) 定 的 ， 因 為 焊 接 電 流 的 減 小 和 電 弧 電 壓 的 升 高 ，都 減 慢 了 焊 絲 熔 化 速 度 ， 而 焊 絲 送 絲 速 度 是 恒 定 不 變 的 ， 其 結(jié) 果 使 電 弧長(zhǎng) 度 逐 漸 縮 短 ， 電 弧 燃 燒 點(diǎn) 將 沿 著 電 源 外 特 性 曲 線 ， 從 O2點(diǎn) 回 到 原 來(lái) 的 O1點(diǎn) ， 這 樣 又 恢 復(fù) 至 平 衡

26、 狀 態(tài) ， 保 持 了 原 來(lái) 的 電 弧 長(zhǎng) 度 。 反 之 ， 如 果 電 弧長(zhǎng) 度 突 然 縮 短 時(shí) ， 由 于 焊 接 電 流 隨 之 增 大 ， 加 快 焊 絲 熔 化 速 度 ， 而 送 絲速 度 仍 不 變 ， 這 樣 也 會(huì) 恢 復(fù) 至 原 來(lái) 的 電 弧 長(zhǎng) 度 。 在 外 界 干 擾 使 電 弧 長(zhǎng) 度 發(fā) 生 改 變 時(shí) ， 會(huì) 引 起 焊 接 電 流 和 電 弧 電 壓 的 變化 ， 尤 其 是 焊 接 電 流 的 顯 著 變 化 ， 從 而 引 起 焊 絲 熔 化 速 度 的 自 行 變 化 ，使 電 弧 恢 復(fù) 至 原 來(lái) 的 長(zhǎng) 度 而 穩(wěn) 定 燃 燒 ， 這

27、 種 作 用 稱 為 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) 作 用 。 (2)影 響 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) 性 能 的 因 素 影 響 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) 性 能 的 因 素 主 要 有 焊 接 電 流 和 電 源 外 特 性 。1)焊 接 電 流 。 電 弧 長(zhǎng) 度 改 變 后 ，焊 接 電 流 變 化 越 顯 著 ， 則 電 弧 長(zhǎng)度 恢 復(fù) 得 越 快 。 當(dāng) 電 弧 長(zhǎng) 度 改 變的 條 件 相 同 時(shí) ， 選 用 大 電 流 焊 接的 電 流 變 化 值 ( I1)， 要 大 于 選 用小 電 流 焊 接 的 電 流 變 化 值 ( I2)，如 圖 3-11所 示 。 因 此 ， 采 用 大

28、 電流 焊 接 時(shí) ， 電 弧 自 身 調(diào) 節(jié) 作 用 較強(qiáng) ， 即 電 弧 自 行 恢 復(fù) 到 原 來(lái) 長(zhǎng) 度的 時(shí) 間 就 短 。 圖 3-11 焊 接 電 流 和 電 源 外 特 性 的 影 響 2)電 源 外 特 性 。從 圖 3-11中 還 可 以 看 出 ， 當(dāng) 電 弧 長(zhǎng) 度 改 變 相 同 時(shí) ， 較 為 平 坦 的 下 降外 特 性 曲 線 1的 電 流 變 化 值 ， 要 比 陡 降 的 電 源 外 特 性 曲 線 2的 電 流 變化 值 大 些 。 這 說(shuō) 明 下 降 的 電 源 外 特 性 曲 線 越 平 坦 ， 焊 接 電 流 變 化 就越 大 ， 電 弧 自 身 調(diào)

29、 節(jié) 作 用 就 越 強(qiáng) 。 所 以 ， 等 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 的 焊接 電 源 ， 要 求 具 有 緩 降 的 電 源 外 特 性 。2.MZ1 1000型 埋 弧 焊 機(jī)MZ1 1000是 典 型 的 等 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 。 這 種 焊 機(jī) 的 控 制 系 統(tǒng) 比較 簡(jiǎn) 單 ， 外 形 尺 寸 不 大 ， 焊 接 小 車 結(jié) 構(gòu) 也 較 簡(jiǎn) 單 ， 使 用 方 便 ， 可 使用 交 流 和 直 流 焊 接 電 源 ， 主 要 用 于 焊 接 水 平 位 置 及 傾 斜 小 于 15 的對(duì) 接 和 角 接 焊 縫 ， 也 可 以 焊 接 直 徑 較 大 的 環(huán)

30、形 焊 縫 。MZ1 1000型 埋 弧 焊 機(jī) 由 焊 接 小 車 、 控 制 箱 和 焊 接 電 源 三 部 分 組 成 。 圖 3-12MZ1 1000型 埋 弧 焊 小 車 a)埋 弧 焊 小 車 示 意 圖 b)埋 弧 焊 小 車 外 形 1 焊 劑 斗 2 調(diào) 節(jié) 手 輪 3 控 制 按 鈕 板 4 導(dǎo) 絲 輪 5 電 流 表 和 電 壓 表6 焊 絲 盤 7 電 動(dòng) 機(jī) 8 減 速 機(jī) 構(gòu) 9 離 合 器 手 輪 10 后 輪 11 扇 形 蝸 輪 12 前 底 架 13 連 桿 14 前 輪 15 導(dǎo) 電 嘴 16 減 速 箱 17 偏 心 壓 緊 輪 (1)焊 接 小 車焊

31、接 小 車 如 圖 3-12所 示 。 交 流 電 動(dòng) 機(jī) 為 送 絲 機(jī) 構(gòu) 和 行 走 機(jī) 構(gòu) 共 同 使 用 ，電 動(dòng) 機(jī) 兩 頭 主 軸 ， 一 頭 經(jīng) 送 絲 機(jī) 構(gòu) 減 速 器 送 給 焊 絲 ， 另 一 頭 經(jīng) 行 走 機(jī)構(gòu) 減 速 器 帶 動(dòng) 焊 車 。 焊 絲 從 焊 絲 盤 經(jīng) 校 直 機(jī) 構(gòu) 、 送 絲 輪 和 導(dǎo) 電 嘴 送 入 焊 接 區(qū) ， 所 用 的 焊 絲 直徑 為 1.6 5mm。 焊 接 小 車 的 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 有 兩 對(duì) 可 調(diào) 齒 輪 ， 通 過(guò) 改 換 齒 輪 的 方 法 ， 可 調(diào) 節(jié)焊 絲 送 絲 速 度 和 焊 接 速 度 。 焊 絲 送

32、 絲 速 度 調(diào) 節(jié) 范 圍 為 0.87 6.7m/min， 焊 接速 度 調(diào) 節(jié) 范 圍 為 16 126m/h。(2)控 制 箱 控 制 箱 內(nèi) 裝 有 電 源 接 觸 器 、 中 間 繼 電 器 、 降 壓 變 壓 器 、 電 流 互 感器 等 電 氣 元 件 ， 在 外 殼 上 裝 有 控 制 電 源 的 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān) 、 接 線 及 多 芯 插 座 等 。(3)焊 接 電 源 常 采 用 BX2 1000型 同 體 式 弧 焊 變 壓 器 ， 有 時(shí) 也 采 用 具 有 緩 降 外特 性 的 弧 焊 整 流 器 。 三 、 變 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī)1.變 速 送 絲 式

33、 埋 弧 焊 機(jī) 的 工 作 原 理變 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 是 根 據(jù) 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 作 用 ， 把 電 弧 電 壓 作為 反 饋 量 ， 通 過(guò) 改 變 焊 絲 送 絲 速 度 消 除 弧 長(zhǎng) 的 干 擾 ， 以 保 持 電 弧 長(zhǎng)度 不 變 的 原 理 來(lái) 設(shè) 計(jì) 制 造 的 。 圖 3-13MZ 1000變 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 工 作 過(guò) 程G 他 勵(lì) 式 直 流 發(fā) 電 機(jī) M 他 勵(lì) 式 直 流 電 動(dòng) 機(jī) RP 電 位 器 U 橋 式 整 流 器 Uh 電 弧 電 壓 Ug 給 定 電 壓W1、 W2 勵(lì) 磁 線 圈 1、 2 勵(lì) 磁 線

34、圈 W1、 W2的 磁 通 (1)變 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 的 工 作 過(guò) 程MZ 1000型 變 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 的 工 作 過(guò) 程 ， 如 圖 3-13所 示 。 送 絲 電 動(dòng) 機(jī) M是他 勵(lì) 式 直 流 電 動(dòng) 機(jī) ， 它 通 過(guò) 減 速 機(jī) 構(gòu) 帶 動(dòng) 送 絲 滾 輪 ， 進(jìn) 行 焊 絲 送 給 。 直 流 發(fā) 電機(jī) G為 直 流 電 動(dòng) 機(jī) M供 電 。 因 此 ， 它 控 制 著 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 和 轉(zhuǎn) 向 ， 即 控 制 著 焊 絲送 絲 速 度 的 快 慢 和 方 向 。 直 流 發(fā) 電 機(jī) 有 磁 通 方 向 相 反 的 兩 個(gè) 勵(lì) 磁 線

35、 圈 W1與 W2， 勵(lì) 磁 線 圈 W1由 網(wǎng)路 經(jīng) 降 壓 、 整 流 后 再 經(jīng) 給 定 電 壓 調(diào) 節(jié) 電 位 器 RP供 電 ， 因 而 1磁 通 的 大 小取 決 于 給 定 電 壓 ； 勵(lì) 磁 線 圈 W2是 引 入 焊 接 回 路 中 電 弧 電 壓 的 反 饋 ， 則 2磁 通 的 大 小 由 反 饋 的 電 弧 電 壓 的 高 低 決 定 。 當(dāng) 直 流 發(fā) 電 機(jī) 中 只 有 線 圈 W1工 作 時(shí) ， M的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 方 向 使 焊 絲 上 抽 ， 當(dāng) 線圈 W2工 作 時(shí) ， 則 促 使 焊 絲 下 送 。 當(dāng) 兩 個(gè) 線 圈 同 時(shí) 工 作 時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) M的

36、轉(zhuǎn) 速 、轉(zhuǎn) 向 就 由 它 們 產(chǎn) 生 的 合 成 磁 通 決 定 。 當(dāng) 2 1時(shí) ， 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 正 轉(zhuǎn) 焊 絲下 送 ， 2越 大 下 送 越 快 ； 當(dāng) 2 1時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 焊 絲 上 抽 。 焊 接 啟 動(dòng) 時(shí) ， 焊 絲 與 焊 件 之 間 在 接 觸 短 路 的 條 件 下 ， 電 弧 電 壓 為 零 ，因 而 勵(lì) 磁 線 圈 W2不 起 作 用 ， 直 流 發(fā) 電 機(jī) 只 受 到 勵(lì) 磁 線 圈 W1的 作 用 ， 所 以 焊絲 上 抽 ， 電 弧 被 引 燃 。 隨 著 電 弧 的 逐 漸 拉 長(zhǎng) ， 電 弧 電 壓 不 斷 增 高 ， 勵(lì) 磁 線圈

37、W2的 作 用 也 不 斷 增 強(qiáng) ， 當(dāng) W2的 磁 通 2大 于 W1的 磁 通 1時(shí) ， 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 向 也 相 應(yīng) 改 變 ， 焊 絲 就 下 送 ， 直 至 焊 絲 送 給 速 度 等 于 焊 絲 熔 化 速 度 時(shí) ， 電弧 燃 燒 趨 向 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ， 進(jìn) 入 正 常 的 焊 接 過(guò) 程 。 (2)電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 作 用如 圖 3-14所 示 ， 曲 線 A為 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 靜 特 性 曲 線 ， 在 該 曲 線 上 任 意一 點(diǎn) 焊 絲 的 熔 化 速 度 等 于 焊 絲 的 送 絲 速 度 。 由 于 變 速 送 絲 式 焊 機(jī)

38、 送 絲 速 度不 是 恒 定 不 變 的 ， 所 以 在 曲 線 上 的 各 個(gè) 不 同 點(diǎn) ， 都 有 不 同 的 焊 絲 送 絲 速 度 ，但 都 分 別 對(duì) 應(yīng) 著 一 定 的 焊 絲 熔 化 速 度 。 圖3-14弧長(zhǎng)變化時(shí)電弧電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程 O1點(diǎn) 是 電 源 外 特 性 曲 線 ， 電 弧 靜 特 性 曲 線 和 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 靜 特 性曲 線 的 三 線 相 交 點(diǎn) ， 是 電 弧 穩(wěn) 定 燃 燒 點(diǎn) ， 電 弧 在 O1點(diǎn) 燃 燒 ， 焊 絲 熔 化 速 度等 于 送 絲 速 度 ， 焊 接 過(guò) 程 穩(wěn) 定 。 當(dāng) 受 到 某 種 外 界 干 擾 時(shí) ，

39、使 電 弧 長(zhǎng) 度 突 然 從 l1拉 長(zhǎng) 至 l2， 這 時(shí) ， 電 弧 燃燒 點(diǎn) 從 O1點(diǎn) 移 到 O2點(diǎn) ， 電 弧 電 壓 從 U1增 大 到 U2， 一 方 面 因 電 弧 電 壓 的 反 饋?zhàn)?用 ， 使 焊 絲 送 絲 速 度 加 快 ； 另 一 方 面 由 于 焊 接 電 流 由 I1減 小 到 I2， 引 起焊 絲 熔 化 速 度 減 慢 。 由 于 焊 絲 送 絲 速 度 的 加 快 ， 同 時(shí) 焊 絲 熔 化 速 度 又 減 慢 ，因 此 ， 電 弧 長(zhǎng) 度 迅 速 縮 短 ， 電 弧 從 不 穩(wěn) 定 燃 燒 的 O2點(diǎn) ， 迅 速 恢 復(fù) 至 平 衡 狀態(tài) ， 恢 復(fù)

40、 了 原 來(lái) 的 電 弧 長(zhǎng) 度 。 反 之 ， 則 相 反 。 在 受 到 外 界 的 干 擾 ， 使 電 弧 長(zhǎng) 度 發(fā) 生 改 變 時(shí) ， 會(huì) 引 起 電 弧 電 壓 變 化 ， 從而 使 焊 絲 送 絲 速 度 相 應(yīng) 改 變 ， 以 達(dá) 到 恢 復(fù) 原 來(lái) 的 電 弧 長(zhǎng) 度 而 穩(wěn) 定 燃 燒 的 目的 ， 這 稱 為 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 作 用 。 圖 3-15網(wǎng) 路 電 壓 波 動(dòng) 對(duì) 焊 接 參 數(shù) 的 影 響 (3)影 響 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 性 能 的 因 素 影 響 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 性 能 的 主 要 因 素 是 網(wǎng) 路 電 壓

41、波 動(dòng) 。 如 圖 3-15所 示 ， 當(dāng) 網(wǎng) 路 電 壓 升 高 時(shí) ， 電 源 外 特 性 曲 線 相 應(yīng) 上 移 ， 在 網(wǎng) 路 電壓 變 化 瞬 間 ， 弧 長(zhǎng) 尚 未 變 動(dòng) ， 使 電 弧 從 原 來(lái) 的 穩(wěn) 定 燃 燒 點(diǎn) O1暫 時(shí) 移 到 O 1， 由于 電 流 增 大 ， 送 絲 速 度 小 于 熔 化 速 度 ， 電 弧 變 長(zhǎng) 直 至 新 的 穩(wěn) 定 燃 燒 點(diǎn) O2。 由 于O2點(diǎn) 在 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 靜 特 性 曲 線 上 ， 可 滿 足 送 絲 速 度 與 熔 化 速 度 相 等 的 要求 ， 所 以 電 弧 不 會(huì) 再 恢 復(fù) 到 原 來(lái) 的 穩(wěn)

42、 定 燃 燒 點(diǎn) O1， 從 而 焊 接 參 數(shù) 不 能 恢 復(fù) 到 原來(lái) 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 注 意 ： 由 于 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 靜 特 性 曲 線 近 似 于 水 平 ， 因 此 網(wǎng)路 電 壓 波 動(dòng) 對(duì) 電 弧 電 壓 影 響 較 小 ， 而 對(duì) 焊 接 電 流 影 響 則 較 大 。 當(dāng) 網(wǎng)路 電 壓 波 動(dòng) 時(shí) ， 緩 降 外 特 性 電 源 引 起 的 焊 接 電 流 的 偏 差 比 陡 降 外 特性 電 源 引 起 的 大 。 因 此 ， 為 避 免 網(wǎng) 路 電 壓 波 動(dòng) 而 引 起 焊 接 電 流 的 較大 變 化 ， 變 速 送 絲 式 焊 機(jī) 適 宜 采

43、用 陡 降 外 特 性 的 焊 接 電 源 。 2.MZ 1000型 埋 弧 焊 機(jī)MZ 1000型 是 典 型 的 變 速 送 絲 式 埋 弧 自 動(dòng) 焊 機(jī) ， 是 根 據(jù) 電 弧 電 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié)原 理 設(shè) 計(jì) 的 。 這 種 焊 機(jī) 的 焊 接 過(guò) 程 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 靈 敏 度 較 高 ， 而 且 對(duì) 焊 絲 送 絲速 度 和 焊 接 速 度 的 調(diào) 節(jié) 方 便 ， 但 電 氣 控 制 線 路 較 為 復(fù) 雜 。 可 使 用 交 流 和 直流 焊 接 電 源 ， 主 要 用 于 平 焊 位 置 的 對(duì) 接 焊 ， 也 可 用 于 船 形 位 置 的 角 焊 。(1)MZ 100

44、0型 埋 弧 焊 機(jī) 組 成 MZ 1000型 埋 弧 焊 機(jī) 由 焊 接 小 車 、 控 制 箱 和焊 接 電 源 三 部 分 組 成 。 1)焊 接 小 車 如 圖 3-16所 示 ， 小 車 的 橫 臂 上 懸 掛 著 機(jī) 頭 、 焊 劑 斗 、 焊 絲 盤 和控 制 盤 。 機(jī) 頭 的 功 能 是 送 給 焊 絲 ， 它 由 一 只 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 、 減 速 機(jī) 構(gòu) 和 送 給輪 組 成 。 焊 絲 送 給 速 度 可 在 0.5 2m/min范 圍 內(nèi) 調(diào) 節(jié) 。 控 制 盤 和 焊 絲 盤 安裝 在 橫 臂 的 另 一 端 ， 控 制 盤 上 有 電 流 表 、 電 壓 表

45、， 用 來(lái) 調(diào) 節(jié) 小 車 行 走 速 度和 焊 絲 送 絲 速 度 的 電 位 器 ， 控 制 焊 絲 上 下 的 按 鈕 、 電 流 增 大 和 減 小 按 鈕 等 。 2)控 制 箱 內(nèi) 裝 有 電 動(dòng) 機(jī) 發(fā) 電 機(jī) 組 ， 還 有 接 觸 器 、 中 間 繼 電 器 、 降 壓 變 壓器 、 電 流 互 感 器 等 電 氣 元 件 。3)可 配 用 交 流 或 直 流 焊 接 電 源 。 配 用 交 流 電 源 時(shí) ， 一 般 用 BX2 1000型 弧 焊變 壓 器 ， 配 用 直 流 電 源 時(shí) ， 可 配 用 ZXG 1000型 或 ZDG 1000型 弧 焊 整 流 器 。圖

46、 3-16MZ 1000型 埋 弧 焊 機(jī) 小 車 圖3-17MZ1000型埋弧焊機(jī)使用交流電源時(shí)外部接線圖 (2)MZ 1000型 埋 弧 焊 機(jī) 接 線MZ 1000型 埋 弧 焊 機(jī) 使 用 交 流 焊 接 電 源 時(shí) ， 其 接 線 如 圖 3-17。 MZ1000型 埋 弧 焊 機(jī) 使 用 直 流 焊 接 電 源 時(shí) ， 其 接 線 如 圖 3-18。 圖3-18MZ1000型埋弧焊機(jī)使用直流電源時(shí)外部接線圖 表3-1MZ11000焊機(jī)與MZ1000焊機(jī)特性比較四 、 等 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 與 變 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 的 比 較MZ1 1000等 速 送 絲

47、 式 埋 弧 焊 機(jī) 與 MZ 1000變 速 送 絲 式 埋 弧 焊 機(jī) 特性 比 較 見 表 3-1。 第 三 節(jié) 埋 弧 焊 的 焊 接 材 料一 、 焊 絲 和 焊 劑 的 作 用 及 分 類埋 弧 焊 的 焊 接 材 料 有 焊 絲 和 焊 劑 。1.焊 絲焊 接 時(shí) 作 為 填 充 金 屬 同 時(shí) 用 來(lái) 導(dǎo) 電 的 金 屬 絲 稱 為 焊 絲 。 埋 弧 焊 的 焊絲 按 結(jié) 構(gòu) 不 同 可 分 為 實(shí) 芯 焊 絲 和 藥 芯 焊 絲 兩 類 ， 生 產(chǎn) 中 普 遍 使 用 的是 實(shí) 芯 焊 絲 ， 藥 芯 焊 絲 只 在 某 些 特 殊 場(chǎng) 合 使 用 ； 埋 弧 焊 的 焊

48、絲 按 被焊 材 料 不 同 可 分 為 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 焊 絲 、 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 焊 絲 、 不 銹 鋼 焊 絲等 。 2.焊 劑 埋 弧 焊 時(shí) ， 能 夠 熔 化 形 成 熔 渣 和 氣 體 ， 對(duì) 熔 化 金 屬 起 保 護(hù) 并 進(jìn)行 復(fù) 雜 的 冶 金 反 應(yīng) 的 顆 粒 狀 物 質(zhì) 叫 焊 劑 。(1)焊 劑 的 作 用1)焊 接 時(shí) 熔 化 產(chǎn) 生 氣 體 和 熔 渣 ， 有 效 地 保 護(hù) 了 電 弧 和 熔 池 。2)對(duì) 焊 縫 金 屬 滲 入 合 金 元 素 ， 改 善 焊 縫 的 化 學(xué) 成 分 和 提 高 其 力 學(xué) 性能 。3)改 善 焊 接 工 藝 性 能

49、 ， 使 電 弧 能 穩(wěn) 定 燃 燒 ， 脫 渣 容 易 ， 焊 縫 成 形 美觀 。(2)焊 劑 的 分 類 1)埋 弧 焊 焊 劑 按 制 造 方 法 不 同 分 為 熔 煉 焊 劑 、 燒 結(jié) 焊 劑 和 粘 結(jié) 焊 劑 。熔 煉 焊 劑 是 由 各 種 礦 物 原 料 混 合 后 ， 在 電 爐 中 經(jīng) 過(guò) 熔 煉 ， 再 倒 入 水 中 粒 化而 成 的 焊 劑 。燒 結(jié) 焊 劑 是 通 過(guò) 向 一 定 比 例 的 各 種 配 料 中 加 入 適 量 的 粘 結(jié) 劑 ， 混 合 攪 拌 后在 高 溫 (400 1000 )下 燒 結(jié) 而 成 的 一 種 焊 劑 。粘 結(jié) 焊 劑 是

50、通 過(guò) 向 一 定 比 例 的 各 種 配 料 中 加 入 適 量 的 粘 結(jié) 劑 ， 混 合 攪 拌 后粒 化 并 低 溫 (400 以 下 )烘 干 而 制 成 的 一 種 焊 劑 ， 以 前 也 稱 為 陶 質(zhì) 焊 劑 。 特 點(diǎn) ： 熔 煉 焊 劑 ， 顆 粒 強(qiáng) 度 高 ， 化 學(xué) 成 分 均 勻 ， 是 目 前 應(yīng) 用 最 多 的 一 類焊 劑 ， 其 缺 點(diǎn) 是 熔 煉 過(guò) 程 燒 損 嚴(yán) 重 ， 不 能 依 靠 焊 劑 向 焊 縫 金 屬 大 量 滲 入 合金 元 素 。 非 熔 煉 焊 劑 (燒 結(jié) 焊 劑 和 粘 結(jié) 焊 劑 )， 化 學(xué) 成 分 不 均 勻 ， 脫 渣 性

51、 好 ， 可 通 過(guò) 焊 劑 向 焊 縫 金 屬 中 大 量 滲 入 合 金 元 素 ， 增 大 焊 縫 金 屬 的 合 金 化 。 非 熔煉 焊 劑 ， 特 別 是 燒 結(jié) 焊 劑 現(xiàn) 主 要 應(yīng) 用 于 焊 接 高 合 金 鋼 和 堆 焊 。 2)按 化 學(xué) 成 分 分 有 高 錳 焊 劑 、 中 錳 焊 劑 、 低 錳 焊 劑 和 無(wú) 錳 焊 劑 等 ， 并 根 據(jù)焊 劑 中 氧 化 錳 、 二 氧 化 硅 和 氟 化 鈣 的 含 量 高 低 ， 分 成 不 同 的 焊 劑 類 型 。三 、 焊 絲 和 焊 劑 的 型 號(hào) 及 牌 號(hào)1.焊 絲 的 牌 號(hào)根 據(jù) GB/T 14957 1

52、994 熔 化 焊 用 鋼 絲 、 YB/T 5092 1996 焊 接 用 不 銹鋼 絲 規(guī) 定 ， 實(shí) 芯 鋼 焊 絲 的 牌 號(hào) 表 示 方 法 為 ： 字 母 “ H” 表 示 焊 絲 ； “ H”后 的 一 位 或 兩 位 數(shù) 字 表 示 含 碳 量 ； 化 學(xué) 元 素 符 號(hào) 及 其 后 的 數(shù) 字 表 示 該 元 素的 近 似 含 量 ， 當(dāng) 某 合 金 元 素 的 含 量 低 于 1%時(shí) ， 可 省 略 數(shù) 字 ， 只 記 元 素 符 號(hào) ；尾 部 標(biāo) 有 “ A” 或 “ E” 時(shí) ， 分 別 表 示 為 “ 優(yōu) 質(zhì) 品 ” 或 “ 高 級(jí) 優(yōu) 質(zhì) 品 ” ， 表明 S、 P

53、等 雜 質(zhì) 含 量 更 低 。 2.焊 劑 型 號(hào)依 據(jù) 埋 弧 焊 用 碳 鋼 焊 絲 和 焊 劑 (GB/T 5293 1999)的 規(guī) 定 ，碳 鋼 焊 劑 型 號(hào) 分 類 根 據(jù) 焊 絲 焊 劑 組 合 的 熔 敷 金 屬 力 學(xué) 性 能 、 熱處 理 狀 態(tài) 進(jìn) 行 劃 分 。 具 體 表 示 為 ：1)字 母 “ F” 表 示 焊 劑 。2)字 母 后 第 一 位 數(shù) 字 表 示 焊 絲 焊 劑 組 合 的 熔 敷 金 屬 抗 拉 強(qiáng) 度 的最 小 值 ， 數(shù) 值 見 表 3-3。表3-3熔敷金屬力學(xué)性能 3)第 二 位 字 母 表 示 試 件 的 熱 處 理 狀 態(tài) 。 “ A”

54、 表 示 焊 態(tài) ， “ P” 表 示 焊后 熱 處 理 狀 態(tài) 。4)第 三 位 數(shù) 字 表 示 熔 敷 金 屬 沖 擊 吸 收 功 不 小 于 27J 時(shí) 的 最 低 試 驗(yàn) 溫度 ， 數(shù) 值 見 表 3-4。 5)短 線 “ -” 后 面 表 示 焊 絲 牌 號(hào) , 牌 號(hào) 按 GB/T 14957 1994確 定 。表3-4熔敷金屬?zèng)_擊試驗(yàn) 表3-5焊劑牌號(hào)與氧化錳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)表3-6焊劑牌號(hào)與二氧化硅、氧化鈣的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)2)第 二 位 數(shù) 字 表 示 焊 劑 中 二 氧 化 硅 、 氟 化 鈣 的 平 均 質(zhì) 量 分 數(shù) ， 見 表 3-6。3.焊 劑 牌 號(hào)(1)熔 煉 焊 劑

55、 牌 號(hào) 表 示 法 焊 劑 牌 號(hào) 表 示 為 “ HJXXX” ， HJ后 面 有 三 位 數(shù) 字 ，具 體 內(nèi) 容 是 ：1)第 一 位 數(shù) 字 表 示 焊 劑 中 氧 化 錳 的 平 均 質(zhì) 量 分 數(shù) ， 見 表 3-5。 3)第 三 位 數(shù) 字 表 示 同 一 類 型 焊 劑 的 不 同 牌 號(hào) 。 對(duì) 同 一 種 牌 號(hào) 焊 劑 生 產(chǎn)兩 種 顆 粒 度 ， 則 在 細(xì) 顆 粒 產(chǎn) 品 后 面 加 一 “ X” 。(2)燒 結(jié) 焊 劑 的 牌 號(hào) 表 示 方 法 焊 劑 牌 號(hào) 表 示 為 “ SJXXX” ， SJ后 面 有 三位 數(shù) 字 ， 具 體 內(nèi) 容 是 ：1)第 一

56、位 數(shù) 字 表 示 焊 劑 熔 渣 的 渣 系 類 型 ， 見 表 3-7。2)第 二 、 第 三 位 數(shù) 字 表 示 同 一 渣 系 類 型 焊 劑 中 的 不 同 牌 號(hào) ， 按 01、 02、 、 09順 序 排 列 。表3-7燒結(jié)焊劑牌號(hào)及其渣系 三 、 焊 絲 和 焊 劑 的 選 用 及 保 管1.焊 絲 和 焊 劑 的 選 用焊 接 低 碳 鋼 和 強(qiáng) 度 較 低 的 低 合 金 高 強(qiáng) 鋼 時(shí) ， 采 用 低 錳 或 含 錳 焊 絲 ， 配 合 高錳 高 硅 焊 劑 ， 或 采 用 高 錳 焊 絲 配 合 無(wú) 錳 高 硅 或 低 錳 高 硅 焊 劑 。焊 接 低 溫 鋼 、 耐

57、熱 鋼 、 耐 蝕 鋼 等 ， 以 滿 足 焊 縫 金 屬 的 化 學(xué) 成 分 為 主 ， 要 選用 相 應(yīng) 的 合 金 鋼 焊 絲 ， 配 合 堿 性 較 高 的 中 硅 、 低 硅 型 焊 劑 。 常 用 焊 劑 與 焊絲 的 選 配 及 用 途 見 表 3-8。表3-8常用焊劑與焊絲的選配及其用途 2.焊 劑 的 使 用 和 保 管焊 劑 應(yīng) 正 確 保 管 和 使 用 ， 應(yīng) 存 放 在 干 燥 庫(kù) 房 內(nèi) ， 防 止 受 潮 。焊 前 應(yīng) 對(duì) 焊 劑 進(jìn) 行 烘 干 ， 熔 煉 焊 劑 要 求 200 250 下 烘 焙 1 2h； 燒結(jié) 焊 劑 應(yīng) 在 300 400 烘 焙 1

58、2h。使 用 回 收 的 焊 劑 ， 應(yīng) 清 除 其 中 的 渣 殼 、 碎 粉 及 其 他 雜 物 ， 并 與 新 焊劑 混 勻 后 使 用 。 1.焊 接 電 流焊 接 電 流 增 加 ， 則 電 弧 吹 力 增 強(qiáng) ， 焊 縫 厚 度 增 大 ， 同 時(shí) ， 焊 絲 的 熔化 速 度 相 應(yīng) 加 快 ， 焊 縫 余 高 稍 有 增 加 ， 但 電 弧 的 擺 動(dòng) 小 ， 所 以 焊 縫寬 度 變 化 不 大 。 電 流 過(guò) 大 ， 容 易 咬 邊 或 成 形 不 良 ， 熱 影 響 區(qū) 增 大 ，甚 至 燒 穿 ； 電 流 過(guò) 小 ， 焊 縫 厚 度 減 小 ， 易 產(chǎn) 生 未 焊 透

59、， 電 弧 穩(wěn) 定 性也 差 。 第 四 節(jié) 埋 弧 焊 工 藝 一 、 埋 弧 焊 工 藝 參 數(shù) 埋 弧 焊 的 焊 接 參 數(shù) 有 焊 接 電 流 、 電 弧 電 壓 、 焊 接 速 度 、 焊 絲 直徑 、 焊 絲 伸 出 長(zhǎng) 度 、 焊 絲 傾 角 、 焊 件 傾 斜 等 。 其 中 對(duì) 焊 縫 成 形 和焊 接 質(zhì) 量 影 響 最 大 的 是 焊 接 電 流 、 電 弧 電 壓 和 焊 接 速 度 。 圖 3-19 焊 接 電 流 對(duì) 焊 縫 成 形 的 影 響 a)影 響 規(guī) 律 b)焊 縫 成 形 的 變 化 H 焊 縫 厚 度 c 焊 縫 寬 度 h 余 高 焊 接 電 流

60、對(duì) 焊 縫 成 形 的 影 響 ， 如 圖 3-19所 示 。 2.電 弧 電 壓 電 弧 電 壓 增 加 ， 焊 縫 寬 度 顯 著 增 大 ， 而 焊 縫 厚 度 和 余 高 減 小 ， 如 圖 3-20所 示 。 圖 3-20電 弧 電 壓 對(duì) 焊 縫 成 形 的 影 響 a)影 響 規(guī) 律 b)焊 縫 成 形 的 變 化H 焊 縫 厚 度 c 焊 縫 寬 度 h 余 高 表3-9焊接電流與電弧電壓的匹配關(guān)系注 意 ： 電 流 是 決 定 焊 縫 厚 度 的 主 要 因 素 ， 而 電 壓 則 是 影 響 焊 縫 寬 度的 主 要 因 素 。 為 了 獲 得 良 好 的 焊 縫 成 形

61、， 焊 接 電 流 必 須 與 電 弧 電 壓進(jìn) 行 良 好 的 匹 配 ， 如 表 3-9所 示 。 3.焊 接 速 度焊 接 速 度 對(duì) 焊 縫 厚 度 和 焊 縫 寬 度 有 明 顯 地 影 響 ， 如 圖 3-21所 示 。 焊 接 速 度增 加 ， 焊 縫 厚 度 和 焊 縫 寬 度 都 大 為 下 降 。 焊 速 過(guò) 大 ， 易 形 成 未 焊 透 、 咬 邊 、焊 縫 粗 糙 不 平 等 缺 陷 ； 焊 速 過(guò) 小 ， 則 會(huì) 形 成 易 裂 的 “ 蘑 菇 形 ” 焊 縫 或 產(chǎn) 生燒 穿 、 夾 渣 、 焊 縫 不 規(guī) 則 等 缺 陷 。 圖3-21焊接速度對(duì)焊縫成形的影響

62、表3-10焊絲直徑與焊接電流的關(guān)系4.焊 絲 直 徑 焊 接 電 流 不 變 時(shí) ， 焊 絲 直 徑 增 大 ， 電 流 密 度 減 小 ， 電 弧 吹 力 減 弱 ，電 弧 的 擺 動(dòng) 作 用 加 強(qiáng) ， 焊 縫 寬 度 增 加 、 焊 縫 厚 度 減 小 ； 焊 絲 直 徑 減 小 ，電 流 密 度 增 大 ， 電 弧 吹 力 增 大 ， 使 焊 縫 厚 度 增 加 。 不 同 直 徑 的 焊 絲 所適 用 的 焊 接 電 流 如 表 3-10。 5.焊 絲 伸 出 長(zhǎng) 度一 般 將 導(dǎo) 電 嘴 出 口 到 焊 絲 端 部 的 長(zhǎng) 度 稱 為 焊 絲 伸 出 長(zhǎng) 度 。 焊 絲 伸 出長(zhǎng)

63、度 增 加 ， 電 阻 熱 作 用 增 大 ， 焊 絲 熔 化 速 度 加 快 ， 焊 縫 厚 度 稍 有 減少 ， 余 高 略 有 增 加 ； 伸 出 長(zhǎng) 度 太 短 ， 則 易 燒 壞 導(dǎo) 電 嘴 。 焊 絲 伸 出 長(zhǎng)度 ， 隨 焊 絲 直 徑 的 增 大 而 增 大 ， 一 般 在 15 40mm之 間 。6.焊 絲 傾 斜 角埋 弧 焊 的 焊 絲 位 置 通 常 垂 直 于 焊 件 ， 但 有 時(shí) 也 采 用 焊 絲 傾 斜 方 式 。焊 絲 傾 角 對(duì) 焊 縫 成 形 的 影 響 如 圖 3-22所 示 。 圖 3-22焊 絲 傾 角 對(duì) 焊 縫 成 形 的 影 響a)焊 絲 后

64、 傾 b)焊 絲 前 傾 c)焊 絲 后 傾 角 對(duì) 焊 縫 厚 度 及 焊 縫 寬 度 的 影 響 7.焊 件 傾 斜 焊 件 有 時(shí) 會(huì) 處 于 傾 斜 位 置 ， 因 而 有 上 坡 焊 和 下 坡 焊 之 分 ， 如 圖 3-23所 示 。 上 坡 焊 ， 焊 縫 厚 度 和 余 高 增 加 ， 焊 縫 寬 度 減 小 ， 形 成 窄 而高 的 焊 縫 ， 甚 至 產(chǎn) 生 咬 邊 ； 下 坡 焊 ， 焊 縫 厚 度 和 余 高 都 減 小 ， 焊 縫寬 度 增 大 ， 易 造 成 未 焊 透 的 缺 陷 。 所 以 ， 無(wú) 論 是 上 坡 焊 或 下 坡 焊 ，焊 件 的 傾 角 都

65、不 得 超 過(guò) 6 8 ， 否 則 會(huì) 破 壞 焊 縫 成 形 或 引 起 焊接 缺 陷 。 圖 3-23焊 件 傾 斜 對(duì) 焊 縫 成 形 的 影 響 a)上 坡 焊 b)上 坡 焊 工 件 斜 度 的 影 響 c)下 坡 焊 d)下 坡 焊 工 件 斜 度 的 影 響 8.裝 配 間 隙 與 坡 口 角 度 當(dāng) 其 他 焊 接 工 藝 條 件 不 變 時(shí) ， 焊 件 裝 配 間 隙 與 坡 口 角 度 的 增 大 ，使 焊 縫 厚 度 增 加 ， 而 余 高 減 少 ， 但 焊 縫 厚 度 加 上 余 高 的 焊 縫 總厚 度 大 致 保 持 不 變 。 因 此 ， 為 了 保 證 焊 縫

66、 的 質(zhì) 量 ， 埋 弧 焊 對(duì) 焊件 裝 配 間 隙 與 坡 口 加 工 的 工 藝 要 求 較 嚴(yán) 格 。 二 、 埋 弧 焊 技 術(shù)1.對(duì) 接 焊 縫 焊 接 技 術(shù) 埋 弧 焊 主 要 應(yīng) 用 于 對(duì) 接 直 焊 縫 焊 接 和 對(duì) 接 環(huán) 焊 縫 焊 接 。 對(duì) 接 焊 縫 的 焊 接 方 法有 兩 種 基 本 類 型 ， 即 單 面 焊 和 雙 面 焊 。 它 們 又 可 分 為 有 坡 口 和 無(wú) 坡 口 (I形 坡口 )， 同 時(shí) ， 根 據(jù) 鋼 板 厚 薄 不 同 ， 又 可 分 成 單 層 焊 和 多 層 焊 ； 根 據(jù) 防 止 熔 池金 屬 泄 漏 的 不 同 情 況 ， 又 可 分 為 有 襯 墊 法 和 無(wú) 襯 墊 法 。 (1)I 形 坡 口 預(yù) 留 間 隙 對(duì) 接 雙 面 埋 弧 焊I 形 坡 口 預(yù) 留 間 隙 對(duì) 接 雙 面 埋 弧 焊 , 為 保 證 焊 透 ， 必 須 預(yù) 留 間 隙 ， 鋼 板 厚 度越 大 ， 其 間 隙 也 應(yīng) 越 大 。 焊 接 順 序 是 ： 先 在 焊 劑 墊 (圖 3-24所 示 )上 焊 接 第 一面 焊 縫 ， 且