第2章 埋弧焊
2.1 埋弧焊基本技能
2.1.1 基本操作技术
(1)对接接头的焊接
1)单面焊双面成形 适用于厚度在20mm以下的中、薄板焊接。焊件开I形坡口,留一定间隙,其关键是采用结构可靠的衬垫装置,防止液态金属从熔池底部流失。背面常用的衬垫有以下几种。
① 焊剂垫。用焊件自重或充气橡皮软管衬托焊剂垫(图2-1),应用较广泛。它的结构简单,使用灵活方便。为防止焊件变形以及焊缝悬空,造成衬垫不紧而焊穿,须用压力架和电磁平台等压紧。
图2-1 充气焊剂垫
1—熔渣;2—焊剂;3—充气橡胶软管;4—石棉布;5—焊件;p—压力
② 铜垫。在一定宽度和厚度的紫铜板上,加工成形槽,用机械的方法使之贴紧在焊缝坡口下面。用铜垫时,对接缝的装配精度要求高,反面焊缝成形比焊剂垫好,但焊缝背面严重氧化无光泽。再则,由于焊接变形,因此对较长的焊缝要保证铜垫和铜板贴紧较难。表2-1所示是铜垫成形槽尺寸,图2-2所示是埋弧焊铜衬垫。
表2-1 铜垫成形槽尺寸mm
图2-2 埋弧焊铜衬垫③ 焊剂铜垫。它集焊剂垫、铜垫的优点于一身,弥补其缺点。在铜垫上铺一层宽约100mm、厚约5mm、颗粒均匀的焊剂,这样焊缝成形就较稳定,但对焊接参数不敏感。
2)对接接头双面焊 焊件厚度≥12mm时采用双面焊。
① 采用焊剂垫的双面埋弧焊 焊件厚度≤14mm时可以不开坡口。第一面焊缝在焊剂垫上,见图2-3。焊接过程中保持工艺参数稳定和焊丝对中。第一面焊缝的熔深必须保证超过焊件厚度的50%~60%,反面焊缝使用的规范可与正面相同,或适当减小,但必须保证完全焊透。在焊第二面焊缝前可用碳弧气刨挑焊根进行焊缝根部清理(是否清根,需视第一层焊缝质量而定),这样还可以减小余高。
图2-3 简易平板对接或筒体内纵缝焊接时的焊剂衬垫
1—槽钢;2—焊件;3—焊丝;4—焊剂;5—木块
② 悬空焊 对坡口和装配要求较高,焊件边缘必须平直,装配间隙≤1mm。正面焊缝熔深为焊件厚度的40%~50%,反面焊缝熔深应达到焊件厚度的50%~60%,以保证焊件完全焊透。
现场估计熔深的一种方法是焊接时观察焊缝反面热场,由颜色深浅和形状大小来判断熔深。对于6~14mm厚的工件,熔池反面热场应显红到大红色,长度要大于80mm,才能达到需要的熔深;如果热场颜色由淡红色到淡黄色就表明接近焊穿了;如果热场颜色呈紫红色或不出现暗红色,则说明工艺参数过小,热输入量不足,达不到规定的熔深。
(2)角接接头的焊接
角接接头的焊接技术见表2-2。
表2-2 角接接头的焊接技术
(3)环缝的焊接
① 焊接顺序 一般先焊内环缝,后焊外环缝,焊缝起点和终点要有30mm的重叠量。
② 偏移量的选择 环缝自动焊时,焊丝应逆焊件旋转方向相对于焊件中心有一个偏移量(图2-4),以保证焊缝有良好成形。偏移量a值的大小,可参照表2-3选择。不过最佳a值还应根据焊缝成形的好坏做相应调整。
图2-4 焊丝偏移量
表2-3 焊丝偏移量的选用
(4)窄间隙埋弧焊
适用于结构厚度大的工件的焊接,其技术要点是:
① 采用1°~3°的斜坡口或U形坡口(图2-5),坡口最好用机械加工而成。
图2-5 窄间隙埋弧焊坡口形式
② 要选择脱渣性好的焊剂,在焊接过程中要及时回收。
③ 采用双道多层焊,单丝焊时导电嘴有一定的偏摆角度(≤6°),为可偏摆导电嘴(图2-6);双丝焊时,前丝偏摆,后丝为直丝。
图2-6 导电嘴的偏摆
2.1.2 平焊位置的埋弧自动焊
平焊位置的埋弧自动焊,板厚小于14mm的可不开坡口对接焊,大于或等于14mm的可开V形坡口和X形坡口,重要件可开U形坡口。
根据不同材质的产品来选择不同的焊接材料。焊剂、焊丝使用前应做好除锈、除油处理,焊剂应烘焙1~2h,温度为250~300℃,随用随取。
调整埋弧焊机工艺参数,装好焊丝盘,使焊机处于工作状态、进行正常焊接。
焊接时,首先将焊丝送下至焊件表面微接触,然后推拉焊车,使得丝端与工件表面接触轻微摩擦,保证良好的接触。对好焊道与焊丝的位置,然后打开焊剂漏斗闸板,使焊剂敷在起焊端,启动开头,引燃电弧,再合上离合器,小车行走,开始焊接。
焊接中随时注意焊接工艺参数的变化,若焊丝偏离焊道则要随时调整,保证焊接过程正常进行。随时清扫覆盖的残余焊剂,清除焊渣,但必须待渣池凝固后来完成,防止渣池未凝固时的液态熔渣受挤压使焊缝表面成形不良。
收尾时,先将“停止”按钮按下一半使焊丝送进停止,手不要松开,随即断开离合器,小车停止,电弧自动拉长;待填满弧坑电弧熄灭,再继续将按钮按到底断开电源;待焊机停止工作后,彻底清扫焊剂和渣壳,检查焊缝质量。
2.1.3 手工埋弧焊
对于短小焊缝可采用手工操作的埋弧焊(半自动焊),焊接速度靠焊工手工移动焊把调节。这种焊接方法灵活方便,但受操作者的技术和情绪影响较大。一般用直径在2mm以下的小盘焊丝,焊较薄工件的不规则短焊缝。