埋弧焊也是弧焊。弧焊的特點就是金屬熔化,金屬熔化的過程中如果沒有與空氣隔離就會使焊縫中存在多余的氧化物,合金元素減少,存在多作的氮化物等。為了減少氧、氮的有害影響,焊接時必須將熔化狀態的金屬與空氣隔離。埋弧焊利用焊劑產生的氣體、熔渣進行液態金屬與空氣的隔離。
焊劑的作用主要如下:
1)改善電弧的導電性,使起弧容易,穩定電??;
2)形成熔渣,保護過渡的熔滴,保護形成的熔池,覆蓋在焊道上表面,避免焊縫的過快冷卻;
3)對溶池產生冶金影響,在金屬與渣之間,通過錳鐵和硅鐵反應脫氧;
4)摻合金作用,加入Si和Mn,Cr,Ni,Mo等元素。
埋弧焊焊劑的種類根據用途(適用的母材)分可以分為碳鋼,低合金鋼用焊劑,不銹鋼焊劑。按制造方法可分為非熔煉焊劑和熔煉焊劑。 非熔煉焊劑又分為燒結焊劑和粘結焊劑(陶質焊劑)。熔煉焊劑是按配方比例將原料混合均勻后入爐熔煉,然后經過水冷?;⒑Y選成為成品的焊劑。燒結焊劑和粘結焊劑都屬于非熔煉焊劑,都是將原料粉按比例混合拌均勻后,加入粘結劑調制成濕料,再經烘干、粉碎、篩選而成。所不同的是燒結焊劑是在400-1000℃溫度下烘干(燒結)而成的。粘結焊劑是在350-400℃下烘干而成的。熔煉焊劑成分均勻、顆粒強度高、吸水性小、易儲存,是國內生產中最多的一類焊劑。其缺點是焊劑中無法加入脫氧劑和鐵合金,因為熔煉過程中燒損十分嚴重。非熔煉焊劑由于制造過程中未經高溫熔煉,焊劑中加入的脫氧劑和鐵合金等幾乎沒有損失,可以通過焊劑向焊縫過渡大量合金成分,補充焊絲中合金元紊的燒損,常用于焊接高合金鋼或進行堆焊。另外,燒結焊劑脫渣性能好,所以大厚度焊件窄間隙埋弧焊時均用燒結焊劑。
熔煉焊劑與燒結焊劑比較:
工藝性能
熔煉焊劑焊道均勻,抗銹性比較敏感,焊道凹凸顯著,容易粘渣,烘干溫度低;燒結焊劑焊道無光澤,易脫渣,烘干溫度高,抗銹性不敏感。
焊縫性能
熔煉焊劑化學成分較均勻,韌性受焊絲成分和焊劑堿度影響大,脫氧性差,合金添加難,焊縫金屬成分變動??;燒結焊劑容易得到高韌性焊縫,焊縫成分變動大,脫氧性好,可以添加合金。
焊劑性能指標
焊劑機械混合物的比例;機械夾雜物的質量分數不應大于0.3%;
焊劑具有較低的含水量和良好的抗潮性;
焊劑電弧穩定性,熔渣的導電率應在合適的范圍內;熔渣的粘度應適宜;控制焊劑的蒸發溫度;
焊劑顆粒度,普通的8-40目,細粒度為14-60目具有良好的冶金性能
焊劑具有良好的焊接工藝性能,如脫渣性,抗裂性和抗氣孔能力等。
焊劑應具有較低的S、P含量,S≤0.06%;≤0.08%
埋弧焊焊劑有保質期的,但它不并像食品那樣變質報廢,而多因受潮降低使用效果,但可用烘干還原。焊劑應妥善運輸,防止包裝破損,并存放在干燥通風的庫房內,盡量降低庫房濕度,防止受潮,使用前應對焊劑進行烘焙,燒結焊劑300-400℃烘焙1-1.5h,熔煉焊劑200-250℃烘焙0.5-1h(熔煉焊劑烘焙溫度不應高于250℃,烘焙時間不應大于2h。
焊劑的烘干保溫控制
焊劑使用前首先按焊劑說明書的規定進行烘焙,這種烘干規范是根據試驗和過程檢驗控制得到的、有質量保證的正確數據,這是一種企業標準,不同企業要求的規范也不同,其次根據JB4709-2000<<鋼制壓力容器焊接規程>>推薦的焊劑烘干溫度和保持時間。一般焊劑烘干時,堆積高度不超過5cm.,焊材庫往往在一次烘干數目上以多代少,在堆放厚度上以厚代薄,對此應嚴格治理,保證焊劑的烘干質量。避免堆放厚度過厚,通過延長烘干時間來保證焊劑烘透。
焊劑的現場治理及回收處置控制施焊部位應清理干凈,切忌把雜物混進焊劑中,包括焊劑墊用焊劑要按規定發放,最好在50℃左右待用,及時做好焊劑的回收,避免被污染;連續多次使用的焊劑采用8目和40目的篩子分別過篩并清除雜質和細粉,與三倍的新焊劑混均后使用。使用前必須在250-350℃烘干并保溫2小時,烘干后置于100-150℃保溫箱保存,以備下次再用,禁止在露天存放。現場復雜或相對環境濕度較大情況,及時做好操縱現場的治理,保持潔凈,進行必要的焊劑抗潮性和機械混合物的試驗,控制吸潮率和機械夾雜物,避免亂堆亂放,焊劑混雜。
焊劑顆粒尺寸和分布要求
焊劑有一定的顆粒度要求,粒度要合適,使焊劑有一定的透氣性,焊接過程不透出連續弧光,避免空氣污染熔池形成氣孔。焊劑一般分為兩種,一種普通粒度為2.5-0.45mm(8-40目),另一種是細粒度1.43-0.28mm(10-60目)。小于規定粒度的細粉一般不大于5%,大于規定粒度粗粉一般大于2%,要做好對焊劑顆粒度分布的檢測試驗及控制,確定所使用的焊接電流。 焊劑粒度的選擇主要依據焊劑規范和焊接速度,大電流焊接時應該選用細粒度顆粒焊劑(大目數)以免引起焊道成形變差;小電流焊接時應該選用粗粒度焊劑,否則氣體逸出困難容易產生麻點、凹坑甚至氣孔等缺陷。同時快速焊接時為了保證氣體充分逸出,也應該選用相對較粗顆粒度的焊劑。
焊劑粒度和堆散高度的控制
焊劑層太薄或太厚都會在焊縫表面引起凹坑、斑點及氣孔,形成不平滑的焊道外形,焊劑層的厚度要嚴格控制在25-40mm范圍內。當使用燒結焊劑時,由于密度小,焊劑堆高比熔煉焊劑高出20%-50%。焊絲直徑越大焊接電流越高,焊劑層厚高也相應加大;由于施焊過程操縱不規范,細粉焊劑處置不公道,焊縫表面會出現斷續的不均勻凹坑,無損檢測合格但外觀質量受到影響,局部削弱了殼體厚度。