《电弧焊与电渣焊》第5章埋弧焊

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1、第5章埋弧焊埋弧焊（SubmergedArcWelding)是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的焊接方法。本章将讲述埋弧焊的原理、冶金特点、焊接材料及其选配、焊接设备以及焊接工艺等。埋弧焊利用焊丝和焊件在焊剂下燃烧的电弧产生热量熔化焊丝、焊剂和母材而形成焊缝。§5.1埋弧焊原理、特点及应用5.1.1埋弧焊的工作原理焊丝填充作用焊剂保护和合金化作用埋弧焊原理图一、埋弧焊的优点:（1）大I、高J，电弧的熔深能力和焊丝，熔化速度大大提高，敷效率大大提高。（2）焊剂掩埋,隔热好,热效率最高达90％以上，在所有的电弧焊中仅有

2、的。（3）自动焊：引弧、移弧、送丝全是自动的。1.焊接效率高5.1.2埋弧焊的特点“高”“好”“好”“低”（1）熔渣覆盖焊缝表面：拘束作用；在焊缝冷却过程中，保护效果好。（2）自动移弧：弧长稳定，宽窄均匀、波纹细密。（2）合格率﹥99.8%，废品少，返修率低。（1）因效率高，成本降低无弧光、烟尘小、无飞溅、噪音低。2.焊接质量好3.焊接成本低4.操作环境好1.结构适应性较低（1）仅适用于平焊，焊位受限。（2）仅适用于中、厚板，且长、直焊缝。多适用于黑色金属；白钢也有焊接。（1）可达性差。（2）设备复杂，不适于现

3、场焊。一、埋弧焊的主要缺点2.材料适应性较低3.设备适应性较低1.行业应用：造船、锅炉与压力容器、桥梁、超重机械、核电站结构、海洋结构、武器等制造部门。2.表面改性：在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。3.适用材料：碳素结构、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属，如镍基合金、钛合金、铜合金等。5.1.3埋弧焊的应用范围5.1.4埋弧焊的分类1.按送丝方式等速送丝埋弧焊变速送丝埋弧焊细焊丝高电流密度粗焊丝低电流密度适用范围2.按焊缝成形条件双面埋弧焊单面焊双面成形埋弧焊细焊丝高电流密度粗焊丝低电流密

4、度适用范围3.按焊丝数目单丝埋弧焊双丝埋弧焊高生产率对接角接焊螺旋焊管等超高生产率对接焊多丝埋弧焊带极埋弧焊对接角接筒体纵缝环焊缝耐磨耐蚀合金堆焊适用范围纵列双丝横列双丝并联横列双丝串联单熔池式双熔池式带极埋弧焊1.机械保护作用好2.冶金反应充分3.焊缝的化学成分稳定4.焊缝的组织易粗化§5.2埋弧焊的冶金特点5.2.1冶金特点1.锰、硅的还原反应及过渡［Fe］+（MnO）=［Mn］+(FeO)2［Fe］+（SiO2）=［Si］+2(FeO)5.2.2低碳钢埋弧焊的主要化学冶金反应（1）锰、硅的还原反应（2）影

5、响锰、硅过渡的因素a.焊剂成分焊剂中MnO、SiO2增多，锰和硅的过渡量增加。b.锰、硅的原始含量含量越低，越有利于还原。c.焊剂碱度提高焊剂碱度，可使锰的过渡量增加，使硅的过渡量减少。d.焊接参数提高电压，锰、硅过渡量增加；增大电流锰、硅过渡量减少。C+O=CO3.去氢反应（1）形成HF2CaF2+3SiO2=2CaSiO3+SiF4SiF4+3H=SiF(气体)+3HFSiF4+2H2O=SiO2(气体)+4HF（2）形成OHMnO+H=Mn+OHSiO2+H=SiO+OHCO2+H=CO+OH2.碳的氧化

6、烧损（1）脱硫反应［FeS］+［Mn］=(MnS)+［Fe］［FeS］+（CaO）=(CaS)+(FeO)［FeS］+（MnO）=(MnS)+(FeO)（2）脱磷反应2［Fe3P］+5(FeO)+3（CaO）=(（CaO）3·P2O5)+11［Fe］2［Fe3P］+5(FeO)+4（CaO）=(（CaO）4·P2O5)+11［Fe］4.脱硫和脱磷反应5.3.1焊丝§5.3埋弧焊焊接材料1.作用（1）焊接熔化进入熔池填充、合金化的作用。（2）导电作用（尚未熔化部分）2.分类：碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢

7、焊丝、有色金属焊丝及特种合金焊丝。5.3.2焊剂2.分类：按制造方法:熔炼焊剂、烧结焊剂、粘结焊剂。1.作用：（1）造渣，隔绝空气保护熔池金属。（2）对熔化金属进行冶金处理控制焊缝金属的化学成分保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂纹和夹杂的产生。3.对焊剂的要求（1）应具有良好的焊接工艺性能；（2）应具有良好的焊接冶金性能；（3）其他要求5.3.3焊丝与焊剂的匹配（1）焊接低碳钢应考虑焊丝与母材的等强匹配。（2）焊低合金高强时，除要求焊缝与母材等强外，还要保证焊缝的塑性和韧性，选用相应的焊丝和中锰中硅或低锰中硅

8、型焊剂。（3）焊耐热、低温和耐蚀钢时，选用与母材相匹配的具有焊耐热、低温和耐蚀性的焊丝，配中硅和低硅型焊剂。（4）焊奥氏体或铁素体高合金钢时，主要保证焊缝与母材有相近的化学成分，使焊缝具有与母材相匹配的特殊性能，同时也要满足力学性能要求。1.被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求埋弧焊焊剂和焊丝的匹配主要依据:（1）稀释率高：应选合金元素高于母材的焊丝。（2）热输入高：应选合金元素高于母