《 焊接方法与设备 》

1. 《焊接方法与设备》 第三章 埋弧焊

2. 第三章 埋弧焊 定义：埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，由于电弧掩埋在焊剂下燃烧，弧光不外露，因此称为埋弧焊，该方法都为自动焊接方法，因此，该方法又称为焊剂层下自动电弧焊或埋弧自动焊。

3. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点

4. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点

5. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 焊接生产效率高（I↑v↑） • 可使用大电流，从而功率、熔透深度及焊丝熔化速度增加；例如20mm钢板I型坡口一次焊透 • 热量损失少，从而热效率提高，焊接速度大大提高，可达60-150m/h,而焊条电弧焊只有6-8m/h

6. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 焊接质量好： • 保护效果好（焊剂、熔渣保护）（还原性气分） • 熔池金属凝固速度慢（冶金反应、成份稳定、缺陷） • 自动焊接过程

7. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 焊接成本低 • 电流大熔深大可使用I型或者小角度坡口节省加工坡口时间 减少填充金属量 • 飞溅少 • 焊丝长 • 热量集中，热效率高单位长度消耗电能少

8. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 劳动条件好 • 机械化 • 埋弧弧光、烟尘、气体

9. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 焊缝外形美观（熔渣覆盖）

10. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 难以空间位置施焊 • 焊件质量装配严格 • 不适合薄板和短焊缝 • 设备费用高 • 适用材料范围窄（适合Fe Ni Cu）对于铸铁、Al、Mg、Pb、Zn不适合 • 焊缝的冲击韧性普遍不好

11. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 埋弧焊分类

12. 第三章 埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点 • 埋弧焊应用 • 造船、锅炉、化工容器、桥梁、起重机及冶金机械中。 • 特殊表面

13. 埋弧焊的自动调节原理

14. 埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节 • 必要性 • 自动焊 • 存在不稳定因素 • 弧长波动（焊件不平、装配不良、定位焊点、送丝速度不均匀） • 网压波动

15. 埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节

16. 埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节

17. 埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节 • 稳定性的条件：电源外特性与电弧静特性必须有交点，且交点处电弧静特性曲线的斜率大于电源外特性曲线的斜率。

18. 埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节 • 埋弧焊电源外特性必须是下降特性

19. 埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节 • 调节的主要目标：消除电弧长度变化的干扰

20. 埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节 • 埋弧焊调节途径：保证焊丝熔化速度与焊丝送进速度相等。 • 埋弧焊调节方法： • 调节焊丝熔化速度 • 调节焊丝熔化速度+焊丝松进速度

21. 埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统 • 焊丝的熔化速度与焊接电流和电弧电压存在一定的关系 • 等熔化速度曲线（电弧的稳定工作曲线，系统的静特性曲线）

22. 埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统 • 弧长波动（此时送丝速度不变）

23. 埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统 • 实质：等速送丝时，弧长变化导致焊接电流变化，进而导致焊丝熔化速度的变化而使得弧长恢复。

24. 埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统 • 网络电压波动（等速送丝）

25. 埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统 • 电弧自身调节系统无法消除网络电压波动对于焊接参数的影响；

26. 埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统 • 自身调节系统对于电源外特性的要求：缓降或者平特性的焊接电源； • 选择原因： • 焊接电流变化大，自身调节速度快 • 网络波动，弧长变化小

27. 埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统 • 必要性 • 埋弧焊通常采用比较粗的焊丝，直径一般在4mm以上的居多，如果仍然依靠电弧自身的调节保证弧长的稳定，则由于系统对粗丝的调节灵敏度低，反映慢，无法满足参数的稳定调节； • 另外，弧长变化和调节过程中，电流的变动比较大，焊缝成形不均匀（宽度、深度方向）

28. 埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统 • 实质：利用电弧电压作为反馈量，通过转速调节机构（调节器），迫使送丝速度改变，把焊接规范调节到原来的数值。 • 调节器的静态特征方程为：

29. 埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统 弧长波动 电压调节与自动调节双重机制

30. 埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统 • 网路电压波动

31. 埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统 • 电压反馈调节系统对于电源外特性的要求：陡降特性的焊接电源； • 选择原因： • 焊接电流变化小，稳定

32. 埋弧焊的自动调节原理-----------两种调节系统的比较埋弧焊的自动调节原理-----------两种调节系统的比较

33. 埋弧焊设备

34. 埋弧焊设备 焊机 • 组成部分：

35. 埋弧焊设备

36. 埋弧焊设备

37. 埋弧焊设备 • 焊接电源 • 焊接电源一般采用普通的交流电，电源容量从500A到2000A。 • 薄板焊接多采用直流电源。 • 电源外特性一般为陡降特性

38. 埋弧焊设备--------------------注意事项 • 应采用专用供电设备，且容量足够大 • 焊接电缆应该足够粗 • 多台焊机使用时应该考虑三相平衡问题

39. 埋弧焊的焊接材料与冶金过程

40. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-------------------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-------------------------焊接材料及选用 • 埋弧焊熔深比较大，使焊缝金属的性质受母材的化学成分影响比较大，但焊丝及焊剂的组合对焊缝金属的性质也有较大影响。

41. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用 • 焊丝 • 分类： • 碳素钢焊丝 • 结构钢焊丝 • 不锈钢焊丝 • 有色金属焊丝 • 堆焊用特殊合金焊丝

42. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用 • 焊丝选择总体原则： • 低碳钢和低合金高强钢的焊接选用与母材强度相匹配的焊丝 • 耐热钢和不锈钢的焊接选用与母材成分相近的焊丝

43. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用

44. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用 • 焊剂 • 作用： • 保护电弧 • 稳定电弧 • 焊缝成形 • 合金过渡 • 特殊姿态

45. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用 • 分类方法： • 制造方法 • 熔炼焊剂 • 烧结焊剂

46. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用 • 碱性、酸性的尺度 • 焊剂熔化成为熔渣，熔渣呈碱性还是呈酸性，对焊缝金属的性能、焊接操作性都有很大的影响。 • 一般酸性焊剂的焊接操作性好，能得到漂亮的焊缝，但焊缝冲击值低。 • 而碱性焊剂得到的焊缝冲击值高，抗裂纹能力强，但焊接操作性不太好。

47. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用 • 焊丝与焊剂的组配对埋弧焊焊缝金属的性能有着决定作用。 • 低碳钢的焊接可选用高锰高硅型焊剂，配用H08MnA焊丝，或选用低锰低硅型焊剂配用H08MnA、H10Mn2焊丝。 • 低合金高强钢的焊接可选用中锰中硅型焊剂．配用适当的低合金高强钢焊丝。 • 耐热钢、低锰钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅过低硅型焊剂．配用相应的合金钢焊丝。 • 铁索体、奥氏体钢一般选用碱度较高的焊剂．以降低合金元素的烧损及掺加较多的合金元素。

48. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-------------------埋弧焊的冶金过程埋弧焊焊接材料与冶金过程-------------------埋弧焊的冶金过程 • 基本过程：氧化、还原、脱硫、脱磷、除气 • 特点： • 空气不易侵入焊接区 • 冶金反应充分，气体及杂质易析出 • 合金成分易控制 • 焊缝金属纯度较高且成分均匀

49. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程 • 低碳钢的主要冶金反应 • 硅、锰的还原 • 碳的氧化烧损 • 氢和硫磷的控制

50. 埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程 • 锰可以降低焊缝中形成热裂纹的倾向，且可以提高焊缝金属的力学性能 • 硅可以镇静熔池，加快脱氧过程，保证焊缝金属的致密性