高效埋弧焊工艺及装备

9.8.2　高效埋弧焊工艺及装备

9.8.2.1　概述

随着船舶大型化的发展，母材的板厚逐渐增厚，这就需要在普通埋弧焊技术的基础上，进一步提高焊接效率。提高埋弧焊的焊接效率，其方法有6种：

（1）增加焊丝数，由单丝改为多丝（双丝、三丝、四丝），焊接时多个电极电弧同时燃烧，大大提高了生产效率。

（2）将丝极改为带极，在堆焊工件时，以钢带作为电极，电弧在钢带下燃烧并漂移，这样，在单位时间内熔敷金属量得以增加，焊缝的焊道宽而美观。

（3）对中厚钢板原来采用的双面焊可改为单面焊，这种方法在船舶制造中被广泛地应用。单面焊的衬垫有焊剂衬垫、铜衬垫、焊剂铜衬垫、软衬垫等。

（4）减小熔敷金属面积，一般会采用Ⅰ型坡口或小角度坡口，钢板越厚，使用小角度坡口（窄间隙），效率越高。

（5）提高熔敷速度，其方法有预热焊丝、加长焊丝伸出长度，在坡口中加入铁粉或碎焊丝等。

（6）上述几种方法的组合，例如船舶拼板中应用的双丝焊剂铜衬垫单面焊，三丝、四丝焊剂铜衬垫单面焊，双丝窄间隙埋弧焊等。

9.8.2.2　双丝埋弧焊工艺

1）概述

双丝埋弧焊就是用两根焊丝，前后按一定的间距排列，前丝电弧形成的熔池尚未完全凝固时，后丝电弧就跟着加热和熔化，形成一个上宽下窄的达到要求的焊缝。具有如下优点：

（1）与单丝埋弧焊相比，可提高生产效率1倍以上。单丝埋弧焊不开坡口的板厚为14mm，而双丝埋弧焊不开坡口的板厚可达22mm。

（2）焊缝抗裂性好，由于双丝之间的距离达30～80mm，按纵列式排列，在前丝熔池尚未凝固前，后丝电弧再次对前丝熔池加热和熔化，前后两根焊丝既不是形成两个完全独立的熔池，也不组成一个共同熔池，因此，被称为“一个半熔池”。形成上宽下窄的焊缝形状，如图9.8－1所示。同时偏析杂质成分上浮，可有效地消除单丝埋弧焊焊缝中心由于低熔点杂质偏析形成的脆弱面而产生的热裂纹，从而提高了焊缝中心的抗裂性。

图9.8－1　双丝埋弧焊焊缝的结晶形状图

对接焊缝双丝埋弧焊工艺参数通常选择前丝的焊接电流较大，这是为了获得较深的熔深；后丝的电弧电压较高，这是为了获得较宽的焊缝宽度，使焊缝成形良好。焊反面焊缝的焊接电流和电弧电压略大于正面焊缝，这是为了确保焊透。

2）双丝埋弧焊的焊接电源

双丝埋弧焊采用两个单独的焊接电源，一个电源供给一根焊丝。有三种供电方式；如图9.8－2所示，图中AC为交流电源，DC为直流电源。

图9.8－2　双丝埋弧焊电源的供电方式图

AC－交流电源；DC－直流电源

3）双丝埋弧焊的焊丝和焊剂

双丝埋弧焊使用的焊丝和单丝埋弧焊的焊丝基本相同，只是焊丝直径可以扩大到6.4mm。碳钢和低合金钢双丝埋弧焊常用的焊丝牌号为H08MnA和10Mn2，可配用SJ101、SJ102、SJ301等烧结型焊剂。由于烧结焊剂容易吸潮，焊前必须焙烘2h，温度为300～350℃。而对铁皮箱密封的焊剂，则开箱后应立即使用。焊剂在大气中存放时间不得超过10h，否则应焙烘后才可使用。