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自动埋弧焊机工作原理

发布日期:2020-07-29 23:44 作者:ag8vip 点击:

  自动埋弧焊机工作原理_机械/仪表_工程科技_专业资料。上海淘乐机械埋弧焊机介绍

  埋弧焊 1 埋弧焊原理及应用 1.1 埋弧焊工作原理 埋弧焊是以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接 时,在焊接区域的 上面覆盖一层颗粒 状焊剂,电弧在焊 剂层下面燃烧,将 焊丝端部和局部母 材熔化形成焊缝。 埋弧焊机结构如图 4-1 所示。 图 4-1 埋弧焊机结构示意图 焊剂的作用: 埋弧焊焊剂的作用与焊条药皮相似,埋弧焊过程中,熔化焊 剂产生的渣和气, 一方面可以保护焊缝金属, 防止空气污染; 另一方面还可以起到脱氧和掺合金的作用,与焊丝配合改善 焊缝金属的化学成分和力学性能;再则还可以使焊缝金属缓 慢冷却。 1.2 埋弧焊的特点 (1)埋弧焊的主要优点 1)所用的焊接电流大,比手工电弧焊要大 4~6 倍,具 体比较如表 4-1 所示。加上焊剂和熔渣的隔热作用,热效率 较高,熔深大,工件的坡口可小一点,减少了填充金属量。 单丝埋弧焊在工件不开坡口的情况下,一次可熔透 20 ㎜; 表 4-1 焊条电弧焊与埋弧焊的焊接电流、电流密度比 较 焊条 (焊 丝) 直径 (mm) 200~ 2 50~65 16~25 400 350~ 3 80~130 125~ 4 200 190~ 5 250 10~18 1000 10~16 800 700~ 30~50 11~18 600 500~ 40~63 50~85 63~125 焊接电 电流密度 焊接电 电流密度 焊条电弧 埋弧焊 流(A) (A/mm2) 流(A) (A/mm2) 2) 由于焊接电流大, 所以焊接速度就可以快, 以厚度 8~ 10 ㎜的钢板对接焊为例,单丝埋弧焊速度可达 50~80 ㎝ /min,而手工电弧焊则不超过 10~13 ㎝/min; 3)焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触,而 且使熔池的金属凝固变慢,液体金属与熔化的焊剂间有较多 时间进行冶金反应,使焊缝中气孔与裂纹等可能的缺陷减 少,焊剂还可以向焊缝金属补充一些合金元素,提高焊缝金 属的力学性能; 4)在有风的环境中焊接时,埋弧焊的保护效果比其它 电弧焊方法好; 5)在自动焊时,焊接行走速度、焊丝的送进速度及电 流大小等焊接参数可通过自动调节保持稳定,减少了焊接质 量对焊工技术水平的依赖程度; 6)劳动条件较好,没有电弧光辐射。 (2)埋弧焊的主要缺点 1) 由于采用颗粒状焊剂进行保护,故一般只适用于平 焊和角焊位置; 2) 不能直接观察电弧与坡口的相对位置,需要采用焊 缝自动跟踪装置,否则容易焊偏; 3) 埋弧焊使用电流较大,电弧的电场强度较高,电流 小于 100A 时电弧稳定性较差, 因此不适于焊厚度小于 1 ㎜的薄板。 1.3 埋弧焊的应用 由于埋弧焊熔深大、生产率高、机械化操作的程度高, 因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。在造船、锅炉与压力容 器、桥梁、起重机械、铁路车辆、工程机械、重型机械、冶 金机械、核电站结构、海洋钻探、重武器制造等各种部门有 着广泛的应用,也是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法 之一。 随着焊接冶金技术和焊接材料生产的发展,埋弧焊已广 泛应用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。由于熔渣可 以降低接头的冷却速度,故某些高强度结构钢、高碳钢等也 可采用埋弧焊。 2 埋弧焊材料——焊丝、焊剂及选配 2.1 焊丝 埋弧焊使用的焊丝有实心焊丝和药芯焊丝两类,生产中 普遍使用的是实心焊丝,药芯焊丝只在某些特殊场合应用。 目前主要有碳刚、低合金钢、高碳刚、特殊合金钢、不锈钢、 镍基合金钢以及堆焊用特殊合金焊丝。 焊丝牌号 说明如图 4-2 所 示。 字母 H 表示 图 4-2 H 08 Mn2 Si A 优质,w(S、P)=0.03% w(Si)=1% w(Mn)? 2% w(C)? 0.08% 焊接用实心焊丝 焊丝牌号说明图 焊接用实心焊丝;w(C)表示 C(碳)的质量分数,其他依 次类推;当元素的含量小于 1%时,元素符号后面的 1 省略; 有些结构钢焊丝牌号尾部标有 A 或 E 字母,A 表示优质品, E 表示为高级优质品,其硫、磷含量更低。 2.2 焊剂 焊剂主要分为两大类,熔炼焊剂和非熔炼焊剂,非熔炼 焊剂又以烧结焊剂使用最 HJ 4 3 1 牌号编号为1 焊剂为高硅低氟型 焊剂为高锰型 熔炼焊剂 图 4-3 熔炼焊剂牌号说明 SJ 5 01 牌号编号为01 焊剂熔渣渣系为铝钛型 熔炼焊剂 图 4-4 烧结焊剂牌号说明 广,下面分别介绍熔炼焊剂 和烧结焊剂,其牌号说明如图 4-3~图 4-4 所示。 熔炼焊剂与烧结焊剂的比较,如表 4-2 所示。 表 4-2 比较项目 焊 接 工 艺 性 高速焊接 性能 大电流焊 接性能 吸潮性能 熔炼焊剂与烧结焊剂比较 熔炼焊剂 烧结焊剂 焊道均匀,不易产生 焊道无光泽,易产 气孔和夹渣 焊道凹凸显著,易粘 渣 生气孔,夹渣 焊道均匀,易脱渣 比较小,可不必再烘 比较大,必须再烘 能 抗锈性能 韧性 焊 缝 性 能 干 比较敏感 受焊丝成分和焊剂碱 度影响大 干 不敏感 比较容易得到较 好的韧性 成分波动 多层焊性 能 合金剂的 添加 焊丝参数变化时,成 成分波动大,不容 分波动小,均匀 焊缝金属的成分变动 小 几乎不可能 易均匀 焊缝金属成分波 动比较大 容易 3 埋弧焊工艺参数及焊接技术 3.1 影响焊缝成形的因素 影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、 电弧电压、焊接速度以及焊丝直径等。 1)焊接电流 焊接电流过大,熔深大,余高过大,易产 生高温裂纹;焊接电流小,熔深浅,余高和宽度不足。 2)电弧电压 电弧电压和电弧长度成正比。电弧电压过 高,焊缝宽度增加,余高不够;电弧电压低,熔深大,焊缝 宽度窄,易产生热裂纹。埋弧焊时电弧电压是依据焊接电流 调整的,即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接 电弧的稳定燃烧,所以电弧电压的变化范围是有限的。 3)焊接速度 通常焊接速度小,焊接熔池大,焊缝熔深 和熔宽均较大;随着焊接速度增加,焊缝熔深和熔宽都将减 小。焊接速度过小,熔化金属量多,焊缝成形差;焊接速度 过大,熔化金属量不足,容易产生咬边。 4)焊丝直径 当其他条件不变时,焊丝直径不同,焊缝 形状会发生变化。电流密度对焊缝形状尺寸的影响如表 4-3 所示。从表中可见,熔深与焊丝直径成反比关系,但这种关 系随电流密度的增加而减弱。 表 4-3 电流密度对焊缝形状尺寸的影响(电弧电压:30~ 32V,送丝速度:33cm/min) 项目 700~750 焊丝直径 6 /mm 平均电流 密度 (A/mm ) 熔深 H (mm) 熔宽 B 7. 8.5 0 22 21 19 26 24 22 27 24 11.5 10.5 12.0 16.5 17.5 19.0 2 焊接电流 1000~1100 4 6 5 4 1300~1400 6 5 5 26 36 58 38 52 84 48 68 (mm) 形状系数 B/H 3. 2.5 1 3.2 焊接工艺参数选择 (1)焊前准备 1)坡口设计及加工 依据单丝埋弧焊使用电流范围,当 1.7 2.5 2.0 1.3 1.5 1.3 板厚小于 14mm,可以不开坡口,装配时留有一定间隙;板 厚为 14~22mm,一般开 V 形坡口;板厚 22~50mm,开 X 形坡口; 对于锅炉汽包等压力容器通常采用 U 形或双 U 形坡 口,以确保底层熔透和消除夹渣。坡口加工方法常采用刨边 机和气割机,加工精度有一定要求。 2)装配点固 埋弧焊要求接头间隙均匀无错边,装配时 需根据不同板厚进行定间距、定位焊。另外直缝接头两端尚 需加引弧板和熄弧板,以减少引弧和引出时产生缺陷。 3)焊前清理 坡口内水锈、夹杂铁末,点焊后放置时间 较长而受潮氧化等焊接时容易产生气孔,焊前需提高工件温 度或用喷砂等方法进行处理。 对 接 接 头 单 面 焊 对 接 接 头 双 面 焊 埋 弧 焊 角 焊 缝 焊 接 在焊剂垫上焊接 在焊剂铜垫板上焊接 在永久性垫板或锁底接头上焊接 在临时衬垫上焊接 悬空焊 多层焊 船形焊 平角焊 多丝角焊接 多丝埋弧焊 带状电极埋弧焊 高 效 埋 弧 焊 附加依靠焊丝电阻热预热的热丝、冷丝、铁粉的埋弧焊方法 单面焊双面一次成形埋弧焊 对接接头单面焊 窄间隙埋弧焊 图 4-5 埋弧焊常用方法介绍 龙门压力架——焊剂铜垫法 水冷滑块铜垫法 热固化焊剂衬垫法 (2)常见埋弧焊接方法介绍(如图 4-5) 1)对接接头单面焊 AH 对接接头埋弧焊时,工件可以开坡 B a H Am 口或不开坡口。 a:余高; B:熔宽; H:熔深; AH:填充金属在焊缝横截面中所占面积; Am:母材金属在焊缝横截面中所占面积; 开坡口不仅为了保证熔 深, 而且有时还为了达到其他的工艺目的。 如焊接合金钢时, 可以控制熔合比; 而在焊接低碳钢时, 可以控制焊缝余高等。 焊缝的形状及术语描 述如图 4-6 所示,其中 熔合比=Am/ ( Am+ AH) 。在不开坡口的情 况下,埋弧焊可以一次 焊透 20mm 以下的工 件,但要预留 5~6mm 的间隙,否则厚度超过 14~16mm 的板料必须开坡口才能用 单面焊一次焊透。 图 4-6 焊缝形状及术语描述 表 4-4 工件厚 度 (mm) 不开坡口对接接头悬空双面焊的焊接条件 焊丝 直径 (mm ) 正 380~42 30 0 430~47 30 0 55 58 焊接顺序 焊接电 电弧电 焊接速 度 流(A) 压(V) (cm/mi n) 6 4 反 正 8 4 反 440~48 30 0 480~53 31 0 530~57 31 0 590~64 33 0 620~66 35 0 680~72 35 0 680~72 37 0 730~77 40 0 800~85 34~36 0 850~90 36~38 0 850~90 35~37 0 60 43 63 38 41 41 42 46 46 50 50 正 10 4 反 正 12 4 反 正 14 4 反 正 16 4 反 17 4 正 反 900~95 37~39 0 850~90 36~38 0 900~95 38~40 0 850~90 36~38 0 900~10 38~40 00 900~95 37~39 0 1000~1 38~40 050 40 53 40 42 40 60 48 正 18 4 反 正 20 4 反 正 22 4 反 2)对接接头双面焊 一般工件厚度从 10~40mm 的对 接接头,通常采用双面焊。这种方法对焊接工艺参数的波动 和工件装配质量都不敏感,其焊接技术关键是保证第一面焊 的熔深和熔池不流溢和不烧穿。表 4-4 列举了不开坡口对接 接头悬空双面焊的焊接参数。此种焊接方法第一面焊接达到 的熔深一般小于工件厚度的一半;反面焊接的熔深要求达到 工件厚度的 60%~70%,以保证工件完全焊透。表 4-5 列举 了开坡口工件双面焊的焊接参数。 表 4-5 工 件 厚 度 (m m) 坡口形式 开坡口工件的双面焊的焊接条件 焊 丝 直 径 (m m) 正 830~8 36~38 50 70 反 3 3 600~6 36~38 20 正 830~8 36~38 50 70 反 3 3 600~6 36~38 20 830~8 36~38 60 70 反 3 3 600~6 36~38 20 6 正 70 5 反 3 3 1050~ 38~40 1150 600~6 36~38 75 30 75 33 75 33 75 42 焊 接 顺 序 α ( o 坡口尺寸 焊接电 h (m m) g (m m) 流 电弧 电压 焊接 速度 (cm/ min) (A) (V) ) 14 5 16 70% 5 h g 正 18 5 22 20 6 24 70% 正 反 正 70 3 3 1100 800 1000 70 3 3 900~1 38~40 36~38 36~40 36~38 40 47 30 33 5 h 30 g 6 反 000 3) 角焊缝焊接 45o 焊接 T 形接头或搭接接头的角焊缝时, a 45o a)T形接头 b)搭接接头 图 4-7 船形焊的两种接头方式 图 4-8 平角焊 采用船形焊和平角焊两种方法。船形焊的两种接头方式如图 4-7 所示; 平角焊的接头方式如图 4-8 所示。 船形焊焊缝成形 条件好,但要求装配间隙小于 1.5mm,否则易产生烧穿或满 溢;电弧电压不宜过高,否则易咬边。平角焊对装配间隙要 求相对较低,但当焊脚长度(底到缝边)超过 8mm×8mm 时,会产生金属溢流和咬边。焊丝与腹板夹角 a 最好保持在 20 ~30 ,为防止熔渣流出,电弧电压也不宜太高。表 4-6 与表 4-7 分别显示了船形焊和平角焊的工艺参数, 仅供参考。 表 4-6 船形焊焊接条件 o o 焊脚长度 焊丝直径 /mm 6 8 10 3 4 3 12 4 3 表 4-7 焊脚长度 /mm /mm 3 4 3 2 5 3 4 2 7 3 2 2 焊丝直 径 /mm 2 3 4 焊接电 /A 450~475 550~600 575~625 600~650 650~700 600~650 725~775 775~825 电弧电压 焊接速度 /V 34~36 34~36 34~36 34~36 34~36 34~36 36~38 36~38 /cm.min-1 67 50 50 38 38 25 33 30 平角焊焊接条件 焊接电流 /A /V 200~220 280~300 350 375~400 450 450 375~400 500 25~28 28~30 28~30 30~32 28~30 28~30 30~32 30~32 100 92 92 92 92 100 47 80 电弧电 压 焊接速度 /cm.min-1 4 675 32~35 83 公司生产的埋弧焊机型号为 MZ 系列,主电源为 ZP7 系列,配套设备是埋弧小车。具体技术参数如表 3: 表 4-8 型号 输入电源电 压/V 额定输入电 流/A 额定输入功 率/KVA 电流调节范 围/A 最大空载电 压/V 84 25 200 ~ 500 250~ 320~ 400~ 630 800 1000 500~ 1250 600~ 1500 35 44 55 69 83 46 64 80 94 117 140 埋弧焊机 MZ 系列产品技术参数 MZ-5 MZ-6 MZ-8 MZ-10 MZ-12 MZ-15 00 30 00 00 50 00 交流三相 380±10 % 注:1)公司生产的 NB 系列焊机也可用于埋弧焊;2) 埋弧焊采用直流反接,即工件接焊机输出负极;3)ZP7 编号 说明:Z——弧焊整流器;P——平特性;7——逆变式。MZ 编号说明:M——埋弧焊机;Z——自动焊。 上海淘乐机械有限公司 联系人:吴媛媛 手机号码: 旺旺:shqj1

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