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任务一　认识埋弧焊
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学习内容
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了解埋弧焊原理、特点、应用，掌握埋弧焊焊接材料及焊接参数的选择。
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一、埋弧焊简介
二、埋弧焊的特点及应用
三、埋弧焊的焊接材料
四、埋弧焊的冶金过程特点
五、焊接参数的选择
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埋弧焊简介
1-工件
2-坡口
3-垫板
4-焊剂
5-焊剂漏斗
6-焊丝
7-送丝滚轮
8-导电嘴
9-电缆
10-焊丝盘
11-焊丝回收装置
12-焊渣
13-焊缝
　　利用形成于焊丝和焊件之间的电弧所产生的热量熔化焊丝、焊剂和母材而形成焊缝的。
　　电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露，因此被称为埋弧焊。
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埋弧焊优点
埋弧焊的优点
焊缝质量高
焊接生产率高
焊接成本低
劳动条件好
焊件变形小
埋弧焊的缺点
难以在空间位置施焊
难以焊接易氧化的金属材料
对焊件装配质量要求高
不适合焊接薄板和短焊缝
埋弧焊的缺点
凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜度不大的焊件，都可以采用埋弧焊焊接。
碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属，如铜合金等。
埋弧焊还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。
厚度大于5mm的焊件都适用于埋弧焊焊接
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埋弧焊的应用
埋弧焊焊接材料
埋弧焊焊丝
（1）低碳钢焊丝：H08A、 H08C、 H08E、H15Mn等。
（2）合金结构钢焊丝： H08Mn2SiA、 H10Mn2SiA、 H08MnMoA、 H08MnA等。
（3）不锈钢焊丝：H0Cr14、H1Cr13、H1Cr18Ni9Nb等。
焊丝的直径：2mm、3mm、4mm、5mm、6mm
低碳钢和低合金钢焊丝表面最好镀铜
埋弧焊焊剂
焊剂的分类：
（1）熔炼焊剂
（2）烧结焊剂
（3）粘结焊剂
焊剂烘干：一般烘干温度为250～300℃，保温2小时；中氟、高氟焊剂烘焙温度为350～400℃，保温2小时。烘焙后的焊剂要等待冷却到150℃左右出炉，焊剂重复烘焙次数一般不宜超过5次。
焊丝、焊剂的配合
1.焊低碳钢和强度较低的合金钢：
（1)沸腾钢钢丝配高锰高硅焊剂，如焊丝H08A、H08MnA，焊剂：HJ430、HJ431
（2）对接头韧性要求较高时，应选用中锰中硅焊剂配高锰焊丝，如HJ310、SJ301焊剂，配H10Mn2焊丝
（3）工件表面锈蚀较多,应选择抗锈能力较强的SJ501（铝钛型酸性）焊剂，并按强度要求选择相应牌号的焊丝
2.低合金钢埋弧焊焊丝与焊剂的选配
（1）常选用H08A或H08MnA焊丝配合高锰高硅焊剂HJ431,HJ430
（2）为防冷裂，可选择碱度较高的HJ25×系列低氢型焊剂配锰含量适中的合金焊丝如H08MnMo、H08Mn2Mo
（3）厚板进行多层多道焊时，多选用脱渣性好的高碱度的烧结焊剂
3.高合金钢焊接时焊丝与焊剂的选配
　可采用无锰高硅或低锰高硅焊剂（如HJ130，HJ230）配合高锰焊丝（H10Mn2）
主要通过焊丝过渡锰，过渡系数高；脱渣性好；但抗气孔和裂纹能力较差；只能采用直流；成本高。
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埋弧焊的冶金过程特点
冶金过程特点
空气不易侵入焊接区
冶金反应充分
焊缝金属的合金成分易于控制
焊缝金属纯度较高且成分均匀
低碳钢埋弧焊时的主要冶金反应
（1）埋弧焊时碳的氧化烧损
焊丝熔滴中的碳在过渡过程中发生非常剧烈的氧化反应：
C+O = CO
由于碳的剧烈氧化，熔池的搅动作用增强，使熔池中的气体容易析出，有利于抑制焊缝中气孔的形成；但碳烧损会影响力学性能。
（2）焊缝中硅、锰的还原反应
低碳钢埋弧焊时，焊剂的主要成分是MnO、SiO2，焊接时在熔渣与液态金属间将会发生如下的反应：
2[Fe]+(SiO2) =2(FeO)+[Si]
[Fe]+(MnO) = 2(FeO)+[Mn]
低碳钢埋弧焊时的主要冶金反应
（3）硫、磷杂质的限制
低碳钢焊丝对硫、磷有严格的限制，一般要求
ω（S、P）≤0.04%
熔焊焊剂ω（S、P）≤0.1%
非熔炼焊剂硫、磷含量较难控制
（4）熔池中的去氢反应
1）杜绝氢的来源
2）采用冶金手段去除氢
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焊接参数的选择
1.电源种类和极性
埋弧焊可采用交流电源或直流电源，采用直流电源时可采用直流反极性，也可采用直流正极性。
直流反极性：适宜于厚板焊接
直流正极性：宜用于薄板焊接、堆焊及防止熔合比过大的场合
2.焊丝直径
（１）通常根据所焊工件的厚度进行选择
（２）细焊丝：电流密度较大→具有较高的熔敷速度；熔深较大
（３）粗焊丝：允许使用大的焊接电流→焊接生产率高
操作性好，利于控制焊缝成形
（４）若粗焊丝用小电流焊接→电弧不稳定
（５）若细焊丝用大电流焊接→形成“蘑菇形”焊缝
3.焊接电流：
I↑→熔深↑，焊丝熔化量↑，生产率↑
I过大→焊缝成形系数过小→气孔、夹渣、裂纹等缺陷
烧穿工件
热影响区增大，焊接变形大
I↓→熔深↓，生产率↓
I过小→未焊透，电弧不稳
4.电弧电压
U↑→熔宽↑，余高和熔深略有↓
焊剂熔化量↑→合金化效果↑
U过大→“蘑茹形”焊缝→裂纹
角焊时易产生咬边和凹陷焊缝
电弧突破焊剂，产生密集气孔；甚至断弧
U ↓→改善熔深；抗磁偏吹的能力↑
U过低→形成高而窄的焊缝→脱渣困难
造成短路，产生飞溅
5.焊接速度
V适当↑→熔宽↓，余高↓，熔深↑
V过高→熔宽↓，余高↓，熔深↓
咬边、未焊透、气孔、焊缝粗糙不平等缺陷
V过低→熔化金属流动不畅→“蘑菇”形焊缝、夹渣
烧穿工件
生产率↓
6.焊丝伸出长度
伸出长度↑→焊丝预热作用↑
伸出长度一般为焊丝直径的6~10倍
图1-6 焊丝伸出长度
1-导电嘴　2-焊丝　3-电弧
h-焊丝伸出长度　
H-导电嘴与母材的距离
7.焊剂粒度和堆高
焊剂的堆积高度。
（１）一般工件厚度较薄、焊接电流较小，可采用较小颗粒度的焊剂。
（２）若焊剂粒度过小或堆高过厚时→成形不良
（３）若焊剂粒度过大或堆高过小时→不利于焊接区的保护
8.焊丝倾角和焊件倾角
焊丝倾角：
（１）单丝焊时，焊丝都要垂直于焊件表面。
（２）焊丝后倾：电弧对熔池底部作用加强，熔深增加，熔宽减小，易产生气孔和裂纹，一般不采用焊丝后倾
（３）焊丝前倾：电弧对熔池前面母材金属的预热作用加强，熔宽增大，但熔深有所减小，不易发生咬边。焊速高时，可采用焊丝前倾
焊件倾角：
上坡焊时→形成窄而高的焊缝，严重时出现咬边
下坡焊时→易产生未焊透和边缘未熔合
无论是上坡焊或下坡焊，焊件与水平面的倾角不应超过8°
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图1-7 工件倾角对焊缝成形的影响
a）上坡焊　　b） 下坡焊

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