一、埋弧焊的應用及設備

1.自動埋弧焊的工作原理

電弧在焊劑下層進行燃燒并焊接的過程稱為埋弧焊，又稱為焊劑層下電弧焊，埋弧焊可分為自動埋弧焊和半自動埋焊兩種，自動埋弧焊機的焊接工作是送絲系統和行走小車等的機械裝置自動完成,它是一種機械化較高得焊接方法,生產效率高,應用較為普遍；半自動埋弧焊的送絲和焊劑是自動的但焊接的方向由人工操作來完成。

自動埋弧焊工作原理如圖10-1所示，在焊接時,焊接部位覆蓋著一層顆粒狀的焊劑，焊劑在常溫下不導電，引弧是通過焊絲與焊件短路而形成的，在焊接時焊絲是由送絲機構送進的，引弧后電弧的熱量會把周圍的焊劑熔化，并且蒸發，在電弧的周圍形成一個熔腔，使電弧與周圍的空氣隔絕開來，保證了焊接質量。

2.埋弧焊的特點及適用范圍

1）特點

埋弧焊渣時焊絲從導電嘴中伸出的長度比較短，可以使用大電流進行焊接，相應的電流密度也隨之增加，所以焊接速度很快，生產率效也較高，由于焊劑經電弧的熱量變成了液態，對熔池和焊縫進行保護，焊縫質量好。焊劑采用覆蓋式、飛濺小(甚至沒有)，由于埋弧焊采自動式，所以焊工勞動強度減小。

缺點有埋弧焊的焊劑采用的是覆蓋式，所以對焊接過程不易觀察，也不利于及時調整，并對焊件的裝配要求較高，埋弧焊的機動性差，設備復雜不適用短焊,主要適用于平焊焊接位，而焊接電流不能小于100A,小于100A時電弧穩定性差，不適用于焊接板厚小于1mm的工件，而焊劑多次重復使用可能導致焊接缺陷。

2）適用范圍

主要適用于焊接各種鋼板結構件，廣泛應用于船舶、鍋爐等制造業，還可以進行堆焊，各種合金類的金屬，如鎳合金、紫銅合金等。

3.埋孤焊焊機及應用

1）埋弧焊焊機的操作

埋弧自動焊機的設備如圖10-2(a)所示，主要由焊接電源和焊接小車構成，焊接小車的結構如圖10-2(b)所示,一般操作方法分為焊前準備、焊接和停止3個方面，其具體步驟為：

（1）焊前準備 ：把自動焊車停放在焊件的工作位置上,并將準備好的焊絲和經干燥處理好的焊劑分別裝進焊絲盤和焊劑漏斗內；閉合電源的閘門開關和控制系統的電源開關；按焊絲向下按鈕，使焊絲對準焊縫,并與焊件接觸，但不應太緊，將開關的指針轉到焊接位置上，并依照焊接方向，將自動焊車的轉換開關指針指向左或右的位置；按預先選擇的焊接規范調整好工藝參數；將自動焊車離合器手柄向上扳,使主動輪與自動焊車減速器連接；開啟焊劑漏斗閘門，使焊焊劑堆敷在預焊位置。

（2）焊接 ：按下啟動按鈕，焊絲提起,隨即產生電弧，然后焊絲不斷送進，同時自動焊車開始行走。在焊接過程中，操作人員要留心觀察焊車行走情況，并注意焊劑斗內焊劑的數量，隨時注意添加，以防影響正常的埋弧焊接。

（3）停止：首先關閉焊劑斗閘門。在按停止按鈕時，應分兩步進行,先按下一半并不要松手,使焊絲停止送進。在這個過程中，電弧逐漸拉長,弧坑慢慢被填滿,待電弧熄滅后，再繼續將按鈕按到底,切斷電源,使焊機停止工作。最后扳下自動焊車手柄，推到其他位置，同時回收未熔化的焊劑,供下次使用,清除焊渣,檢查焊縫質量。

2）埋弧自動焊機的日常維護

（1）焊接電源、控制箱、焊機的接地線要可靠。要注意感應電動機的轉動方向應與箭頭所示方向一致。若用直流焊接電源時、要注意電表和電極的極性不要接反。

（2）焊機必須根據設備使用說明書進行安裝，外接電源電壓應與設備要求電壓一致，外部電氣線路的安裝要符合規定。

（3）外接電纜要有足夠的容量(—般為5A/mm2-8A/mm2計算)和良好的絕緣。連接部分的螺母要擰緊，帶電部件的絕緣情況要經常檢查，避免造成短路或觸電亊故。

（4）線路接好后，先檢查接線是否完全正確，再通電檢査各部分運轉、動作是否正常，以免造成設備事故甚至影響人身安全。

（5）定期檢查控制線路中的電器元件，如接觸器或中間繼電器的觸點是否有麻點或熔化等,發現后應立即清理或更換。

（6）定期檢查送絲滾輪的磨損情況，發現有明顯磨損時應予以更換。

（7）定期檢査、更換送絲機構及自動焊車減速箱內的潤滑油。

（8）經常檢查焊嘴與焊絲的接觸情況,若接觸不良必須更換，以免導致電弧不穩定。

（9）為保證燥機在使用中所有部件動作靈活，要隨時保持焊機清潔,特別是機頭部分的清潔。避免焊劑、渣殼的碎末阻塞活動部件，以免影響正常運行和增加機件磨損量，從而縮短使用壽命。

二、自動埋弧焊的焊接工藝

1.自動埋弧焊的工藝參數

(1)焊接電流的增大，會使焊絲加速的熔化，同時電弧電壓增加使電弧的吹力隨之增大，使焊件的熔深加大,焊接電流過大時會造通彭成不良，甚至使焊件燒穿等；焊接電流過小，會造成電弧不穩，熔深減小和為焊透等現象。焊接電流與電壓關系如表10-1所列。

（2）電弧電壓與電弧成正比，當外加電壓增高時，使弧長增加，熔寬增加，同時焊縫的余高和熔深會減，使焊縫度得比較平坦,電弧電壓增大后，焊劑熔化量增多，若使焊接電流增加而不增加電弧電壓則會出現焊瘤，主要是熔寬太窄造成的,所以焊接電流的增大會引起電弧電壓的增大。

（3）焊絲的直徑焊縫的熔深主要由焊絲的直徑而定，細焊絲在使用時電流的密度大，電弧的吹力也大，熔深大易于引弧,而粗焊絲采用的焊接電流越大生產效率也就越高，所以焊絲的直徑要根據焊件的厚度和所需要使用的焊接電流來選擇(表10-2)。

（4）焊絲的伸出長度 ：由導電嘴下端到焊件表面的距離為焊絲的沿伸度，伸出長度的大小由導電嘴的高度而定，同時也決定了焊劑層的厚度，碳鋼焊絲的伸出長度值如表10-3所列。

（5）焊接速度對焊縫的熔寬和熔深有明顯的影響，焊接速度增加時，焊縫的熔深和熔寬會下降是由焊接速度的增加在焊縫中單位時間所輸入的熱量的減少而造成，而且還可以造成未焊透、咬邊、焊縫不平整等缺陷，而當焊接速度減慢時，熔池的體積增大,減少了以上缺陷，但焊接速度過低時會出現焊瘤等缺陷。

（6）電源的種類及極性采用含氟的焊劑進行焊接時，采用直流反接形成的熔深大、熔寬小的焊縫，電流正接的焊縫形成扁平、熔深小的輝縫，電源的種類及極性配用焊絲如表10-4所列。

（7）焊劑顆度和堆高度焊劑顆粒增加，熔寬增加，焊縫寬度減小,但焊劑的顆粒度過大時，不利于對熔池的保護,容易產生氣孔等現象，而焊劑顆粒度的減小會造成電弧的活動量的降低,從而獲得熔深大或較小的焊縫寬度，焊劑的堆積高度稱為堆高，堆高的高度通常為2.5mm~3.5mm范圍內。

（8）焊絲與焊件的傾角主要分為焊絲的前傾和后傾，焊絲的前傾電弧時熔化金屬無控制能力，而電弧的前傾對焊件有預熱作用，可使焊接速度加快，但熔池寬大、熔深小、焊縫平滑和不易咬邊等特點，焊絲后傾時一般不采用(圖10-3),埋弧焊時盡可能的采用平焊法，無論是上坡或下坡焊件與水平面的傾角都不得大于8°。

2.自動埋弧焊的焊接技術

1）對接接頭的雙面焊焊接

對接焊縫是應用最廣泛的一種焊縫,如平板對接、縱縫和環縫等。

（1）在焊劑墊上留間隙開I形坡口的雙面焊焊劑墊板，如圖10-4所示。焊劑墊的作用是防止焊件燒穿和熔池流失，在裝配焊件時預留一定的間隙來增加焊接時的熔深，焊接的熔深應保證在焊件厚度的1/2或2/3之間，焊件翻轉后，可以不墊加焊劑墊并直接懸空進行焊接。

（2）采用臨時工藝墊板焊接時，接頭處應留有一定寬度的間隙，以保證焊劑能進入并填滿背面,用墊板封死。臨時墊板的厚度應3mm-4mm的薄鋼帶，也可以采用石棉繩或石棉板(圖10-5)，焊接完正面后去掉背面的臨時墊板或間隙中的焊劑焊渣或石棉繩等，然后在進行背面的焊接。

2）中厚度板坡口的焊接

對于厚度太大的工件采用多層焊,焊接時先焊第1面，第1面焊完后，翻轉焊件清根，焊接第2面,焊劑墊壓力對焊縫成型的影響如圖10-6所示。

3）角焊焊縫

主要用焊接T形接頭和搭接接頭，通常都采用船形焊或平角焊等。

(1)船形焊由于熔池為水平位置，能保證焊縫的質量，易得到凹形焊縫,但焊件根部的間隙不能超過1.5mm,否則熔池的金屬會流失，則需要對焊件的裝配有嚴格的要求，如用焊條電弧焊封底或石棉繩墊焊劑墊等防止金屬的流失。

(2)斜角焊的角焊位置進行斜焊接形式如圖10-8所示。

4）多絲焊

多絲焊是一種高效率的焊接工藝,是指焊接時采用兩根或兩根以上的焊絲同時進行焊接，目前常使用的有雙絲焊和三絲焊。雙絲焊根據焊絲的位置又可分為縱列式和橫列式，縱列式焊接還可分為單熔池和雙熔池焊接，但雙熔池焊接時兩熔池的距離應大于1OOmm(圖10-9)。

5)環焊縫

在焊接環焊縫時，將焊件放在可以調速的多滾輪架上通過滾輪使焊件作勻速跑動,轉動的速度就是焊接速度，其焊接位置屬于平焊，環焊與水平位置單面或雙面焊相同（圖10-10）。