常用焊接方法之埋弧焊.ppt

第三章 常用焊接方法Commonly Used Welding Methods 材料科学与工程学院 2010年9月 常用的焊接方法 埋弧焊、 气体保护焊（CO2、MIG、MAG、TIG） 等离子弧焊 电阻焊（ERW） §1 埋弧焊Submerged arc welding（SMAW） 一、埋弧焊原理 二、埋弧焊特点、应用 三、埋弧焊冶金过程 四、埋弧焊电弧控制 五、埋弧焊设备、焊接材料、焊接工艺、常见缺陷 一、埋弧焊原理 Welding Theory of SMAW 埋弧焊是利用电弧作为热源的焊接方法。 埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧热使焊剂熔化形成熔渣泡，将液态熔池包围，弧光不外露。 所用的金属电极是不间断送进的裸焊丝。 焊接过程 4个步骤： 焊接电源在导电嘴和工件之间产生电弧 焊丝由焊丝盘、送丝机构和导电嘴送入焊接区 颗粒焊剂由焊剂斗经软管均匀敷到焊接区 行走小车带动焊丝及送丝机构、焊剂漏斗、焊接控制盘等行走 焊缝形成过程 二、埋弧焊特点、应用  feature ＆ application 1、优点 （1）生产效率高：焊丝直径大，焊接电流高，电弧的熔深能力＆焊丝的熔覆效率都比较高。 （3）熔池存在时间长：冶金反应充分、[O]、[H]、[N]少 （4）焊缝质量稳定：有渣壳保护，减少了焊缝中[O]、 [H]、[N]的含量，从而减少了产生气孔、裂纹的可能。 （5）工艺参数自动调节，对焊工技术要求不高。 （6）劳动条件好：没有弧光辐射 （7）抗风性能好：与其他弧焊方法比埋弧抗风能力好 2、缺点 3、应用 三、埋弧焊冶金过程  metallurgy process 1）有良好的保护性能和冶金性能 良好的保护作用：保护电弧和熔池，防止焊缝氧化、氮化，防止合金元素的烧损 抗气孔能力强：气孔是埋弧焊的常见缺陷，由于焊接熔池大，长度＝3～5B，甚至10B，母材熔化量大，易出现气孔。 脱氧＆渗合金作用：防止热裂、冷裂、保证化学成分＆力学性能 2）有良好的工艺性能 良好的稳弧、造渣、脱渣、成形性能 有害气体少，限制CaF2的量 有适当的颗粒度＆足够的强度：保证透气性、成形要求、能够重复使用 其他要求 3）颗粒均匀：0.45～2.5mm 4）含水量小于0.10％ 5）机械夹杂物含量不得大于0.30％ 6）含S≤0.06％，含P≤0.08％ （2）焊剂分类 1）按制造方法分： 2）按化学成分分： 焊剂－－HJ431 高Mn 2．埋弧焊用焊丝 作为电极产生电弧，通过熔滴过渡到熔池与熔化的母材共同形成焊缝 过渡合金，保证焊缝的成分组织性能 直径1.6～6mm，镀铜， 耐腐蚀要求或核反应堆材料的焊接不允许镀铜，焊丝焊前应进行清理，除去油、锈等 常用焊丝 如H08A、H08MnA 焊丝和焊剂是配合使用的 HJ430＋H08MnA或H08A HJ431＋H08MnA或H08A 选用原则：性能接近或成分接近（如不锈钢） 熔 敷 金 属中必须保证最低的锰含量，防止产生焊道中心裂纹。 3．埋弧焊的冶金特点 以HJ430＋H08A为例： 2Fe＋SiO2→ 2FeO+Si 高温区，熔滴、熔池前沿发生 2Fe＋SiO2← 2FeO+Si 低温区，熔池后沿发生 2Fe＋MnO2→ 2FeO+Mn 高温区，熔滴、熔池前沿发生，高温时还原Mn 2Fe＋MnO2← 2FeO+Mn 低温区，熔池后沿发生，低温时消耗Mn 2C＋O2 →2CO 高温反应生成的FeO大部分进入熔渣，少部分留在熔池中； 高温反应生成的Si、Mn大部分留在熔池中，并且在熔池后沿发生还原反应，使得残留的少量的FeO重新被Mn、Si还原，生成MnO2 和SiO2进入熔渣， 焊缝中仍然有过渡的Mn、Si。 过多的Mn可能会形成低熔点共晶物MnS，引起结晶裂纹倾向增大。所以Mn、Si量要合适。 4、气孔的产生和预防 （1）CO气孔 （2）H2气孔 生成OH，进入熔渣： MnO＋H→Mn＋OH MgO＋H→Mg＋OH SiO2＋H→SiO＋OH CO2＋H→CO＋OH 实际生产中为防止气孔生成，采取降低焊接速度的方法也是一种有效的方法 四、埋弧焊设备、焊