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一、 多絲埋弧焊
多絲埋弧焊是同時使用兩根或兩根以上焊絲,完成同一條焊縫的埋弧焊方法。其特點是在保證良好的焊縫成形和焊接質量的同時,能夠提高熔敷率和焊接速度。多絲埋弧焊多用于厚板焊接,如厚壁壓力容器、大型船體、H型鋼梁等。焊接時,一般采用焊件背面加襯墊的單面焊雙面成形焊接工藝,最多焊絲可達8~12根,焊接速度可達120m/h以上,因此,具有比較高的焊接生產率。
目前生產中應用最多的是雙絲埋弧焊和三絲埋弧焊。雙絲埋弧焊可以分用兩個獨立焊接電源,也可合用一個焊接電源。前者設備較復雜,但兩個電弧都可獨立地調節功率,而且可以采用不同的電流種類和極性,可以獲得理想的焊縫成形;后者設備簡單,但每一個電弧功率難于單獨調節。依據焊絲排列方式和電源接法,可以分為縱列雙絲埋弧焊、橫列雙絲并聯埋弧焊和橫列雙絲串聯埋弧焊。
其中,縱列雙絲埋弧焊是采用兩個獨立的焊接電源,兩根焊絲沿接縫前后排列,各自獨立形成電弧進行焊接,所形成的焊縫深而窄,焊接速度可大大提高,主要用于連接焊件;橫列雙絲并聯埋弧焊是兩根焊絲并聯于同一個焊接電源,且橫跨接縫兩側,焊接時并列行進,所形成的焊縫淺而寬,稀釋率低,多用于表面堆焊;橫列雙絲串聯埋弧焊是兩根焊絲分別接于同一個交流焊接電源的兩極,且橫跨接縫兩側,利用焊絲間的間接電弧進行焊接,也可獲得淺的熔深和低的稀釋率,也多用于表面堆焊。目前用的比較多的是縱列雙絲埋弧焊。根據焊絲間距離的不同,又可分為單熔池式和雙熔池式兩種。單熔池時,兩根焊絲間距為10-30mm。兩個電弧形成一個熔池和空腔。前導電弧通常垂直于鋼板或稍作后拖,并采用比較大的電流以保證熔深;后續電弧一般向前傾斜,并采用較小的電流和稍高的電壓,以調節熔寬,形成平整光滑的焊道外形。該方法不僅可以大大提高焊接速度,而且因熔池體積大,存在時間長,冶金反應充分,使氣孔產生的敏感性大大減小。雙培池時,兩根焊絲間距大于100mm。每個電弧都形成各自的熔池且不在一個高度上。焊接時,后續電弧首先沖開已被前導電弧熔化而尚未凝固的熔渣層,然后作用在被前導電弧熔化并已凝固的焊道上,使其重新熔化。該方法在提高熔敷速度的同時,能使焊縫結晶條件及組織性得到一定控制,適合于水平位置平板拼接的單面焊雙面成形工藝。
二、埋弧堆焊
堆焊是為增大或恢復焊件尺寸,或使焊件表面獲得具有特殊性能的熔敷金屬而進行的焊接。對堆焊的基本要求是熔敷率高和稀釋率低。能夠進行堆焊的方法很多,如焊條電弧堆焊、氧乙炔堆焊、熔化極氣體保護電弧堆焊、等離子弧堆焊等。但由于埋弧堆焊熔敷率高,堆焊層質量穩定,外表美觀,便于機械化和自動化,以及無弧光輻射,因而應用最為廣泛。
埋弧堆焊有單絲埋弧堆焊、多絲埋弧堆焊和帶極埋弧堆焊三種。它們的特點分別是:
(1)單絲埋弧堆焊 該方法適用于堆焊面積小,或者需要對工件限制熱輸入的場合。
減小焊縫稀釋率的措施有:采用下坡焊,增大焊絲伸出長度,增大焊絲直徑,焊絲前傾,減小焊道間距以及擺動焊絲等。
(2)多絲埋弧堆焊 該方法一般采用橫列雙絲并聯埋弧焊和橫列雙絲串聯埋弧焊工藝。該方法能夠獲得比較低的稀釋率和淺的熔深。
(3)帶極埋弧堆焊 該方法采用厚0.4~0.8mm、寬25-80mm的鋼帶作為電極進行堆焊。帶極埋弧堆焊具有熔敷率高、熔敷面積大、稀釋率低、焊道平整、成形美觀以及焊劑消耗少等優點,因此是當前大面積堆焊中應用最廣的堆焊方法。
埋弧堆焊可以使用直流電源,也可以使用交流電源。從提高堆焊質量和生產率考慮,多采用直流電源反接。電弧電壓對稀釋率的影響不太明顯,一般取30~35V;增加焊接電流時,稀釋率、熔深和堆焊層厚度都會加大;提高堆焊速度也會增加稀釋率;焊絲伸出長度對熔深和稀釋率有很大影響,一般取為焊絲直徑的8倍左右。在生產中應使堆焊的工藝參數達到最佳的組合,以獲得理想的生產率和堆焊質量。