埋弧自动焊操作
埋弧自动焊操作
一、埋弧自动焊工艺参数及选择
1.焊缝成形系数和熔合比
焊缝形状是对焊缝金属的横截面而言，不同的工艺参数将获得不同的焊缝形状。焊缝形状对焊缝的质量有很大的影响。要特别提出有2个工艺参数，即焊缝成形系数和熔合比。
（1）焊缝成形系数 熔焊时，在单道焊经横截面上焊缝宽度（B）与焊缝有效厚度（H）的比值，即山=B/H，称为焊缝成形系数，如图4—15 所示。
如果焊缝成形系数过小，说明焊缝窄而深。这样的焊缝容易产生气孔、夹渣甚至裂纹。如果焊缝成形系数过大，熔宽过大，或因熔深浅而造成未焊透。因此，在选择埋弧自动焊工艺参数时，要注意控制焊缝的成形系数，一般以1.3～2为宜。这时，对熔池中气体的逸出以及防止夹渣或裂纹等缺陷是有利的。
（2）熔合比基本金属熔化的横截面与焊缝横截面积的比值称为焊缝的熔合比（图4--16），即∶
式中 r——焊缝的熔合比，%;
F1——焊缝中填充金属的横截面积，mm²；
Fm——基本金属熔化的横截面，m²；
Fm+F1——焊缝横截面积，mm²。
熔合比实际上就是母材在焊缝中所占的比例。由于熔合比的变化反映了母材金属在整个焊缝金属中所占比例发生了变化，这导致了焊缝成分、组织和性能的变化。因此，熔合比主要影响焊缝的化学成分和力学性能。例如，母材中的含碳量和硫、磷杂质的含量比焊丝高，合金元素含量与焊丝有差别，熔合比大的焊缝中由母材带入焊缝的碳量和杂质就多，容易对焊缝产生不良影响。熔合比的数值变化范围较大，可在 10%～85%范围内变化，而埋弧自动焊的变化范围一般为60%ß～70%。
焊缝的成形系数v 和熔合比r 数值的大小主要取决于焊接工艺参数的选择。
2.埋弧自动焊工艺参数及选择
埋弧自动焊时，需要控制的工艺参数较多，对焊接质量和焊缝成形影响较大的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径等，其次是焊丝伸出长度、焊剂粒度和焊剂层厚度、上坡焊或下坡焊的倾角等。
（1）主要工艺参数
1）焊接电流 当其他参数不变时，增大焊接电流，焊缝的余高和焊缝厚度都会增加，而焊缝宽度变化不大（图4—17）。但焊缝厚度的增加使熔池中的气体不能及时排出，容易导致气孔的产生。
一般在提高焊接电流的同时要提高电弧电压与之相匹配，具体见表 4—9。
2）电弧电压 与焊条电弧焊不同，埋弧自动焊时电弧电压是预先选定的，并与焊接电流相匹配。当其他参数不变时，电弧电压增大，焊缝余高和焊缝厚度变化不大，而焊缝宽度显著增加（图4—18）。
3）焊接速度 埋弧自动焊时，焊接小车行走的速度或筒形焊件在滚轮胎架上的转动线速度即是所谓的焊接速度。焊接速度增加时，焊缝余高略增大，而焊缝宽度与焊缝厚度均会减小（图4-19）。
4）焊丝直径 当焊接电流一定时，焊丝直径的增加、使焊缝厚度和焊缝余高减小而焊缝宽度增加。反之，焊丝直径减小时，焊缝厚度增加。所以，用同样大小的电流焊接时，小直径焊丝可获得较大的焊缝厚度。
（2）次要工艺参数
1）焊丝倾角 通常埋弧自动焊时焊丝与焊件垂直。但有时也采用焊丝倾斜方式。焊丝向焊接方向倾斜一个角度为后倾，反焊接方向倾斜则为前倾（图4—20）。焊丝前倾时，焊缝厚度减小，焊缝宽度增大，适于薄板焊接。焊丝后倾时，焊缝厚度与余高增大，而焊缝宽度明显减小，以致焊缝成形不良，因此这种方式通常不采用。
2）焊件倾斜 焊件处于倾斜位置时有上坡焊和下坡焊之分（图4—21）。上坡焊时，焊缝厚度和余高增大而焊缝宽度减小，形成窄而高的焊缝;下坡焊时，焊缝厚度和余高减小而焊缝宽度增大，液态金属容易下淌。因此，焊件的倾斜角不得超过6°~8°。
3）焊丝伸出长度 焊丝伸出长度过长时，焊丝熔化速度加快，使焊缝厚度减小，余高增加。如果伸出长度太短，则可能烧损导电嘴。一般要求焊丝伸出长度的变化在5 ～10 mm。
4）装配间隙与坡口角度 在其他参数不变时，增大装配间隙与坡口角度，会使熔合比与焊缝余高减小，熔深增大，但焊缝总厚度（余高＋焊缝厚度）大致保持不变。为了保证焊缝的质量，埋弧自动焊对焊件装配间隙与坡口加工的工艺要求较为严格。
3.埋弧自动焊前工艺要求
（1）坡口形式与加工 埋弧自动焊由于焊接电流大，电弧具有较大的穿透力，不开坡口就可焊透较厚的焊件。一般情况下，6～20 mm 厚度的焊件采用不开坡口双面焊。如果超过10 mm 厚度的焊件须开坡口焊接。，常开 V形或 X 形坡口。关于埋弧自动焊的接头形式及尺寸可查阅《埋弧焊的推荐坡口》（GB/T 985.2—2008）。
对坡口的加工精度要求为;坡口角度公差 ±5°;钝边尺寸公差±1 mm。坡口可使用刨边机、半自动或自动气割机等设备加工。要求加工后的坡口表面整齐、光洁，尺寸要准确，符合图样要求或工艺文件的规定。
（2）焊件的装配 焊件接口要求装配间隙均匀、平整，错边量小。定位焊缝长度一般应大于30mm。所用的定位焊焊条应与母材等强度，定位焊缝应能承受结构自重或焊接应力而不破裂。
装配直缝焊件时，在焊件接口的两端分别采用引弧板和引出板，待焊后再割掉。其目的是使焊接接头的始端和末端避免因引弧和收尾所产生的缺陷。
焊接环缝时，不需要引弧板和引出板。采取收尾焊道与引弧处焊道重叠一段的方法，可保证良好熔合，同时避免弧坑出现。
埋弧自动焊常见板厚的坡口形式及装配见表4-10.
二、埋弧自动焊机的基本操作和故障处理
1.埋弧自动焊机的基本操作
（1）埋弧自动焊机的连接，设备的外部连接如图4-22所示。
（2）埋弧自动焊机焊接前的基本操作 见表4-11。
操作提示
埋弧自动焊机的电缆连接后，必须检查连接是否紧固，避免因为连接松弛而造成意外事故。
安全提示
埋弧自动焊安全操作规程
（1）检查设备。导线应绝缘良好，各连接部位牢固，控制箱、电源外壳应接地。焊接小车的脚轮应绝缘良好，机械活动部位应及时加润滑油，确保运转灵活。
（2）在调整送丝机构及焊机工作时，手不得触及送丝机构的滚轮。
（3）检查焊接电缆长度，应能保证焊完预定的长度而不影响焊接的顺利进行，并且焊接电缆与焊件应连接牢固。
（4）操作时应穿戴绝缘鞋、手套和护目镜。固定台位可加绝缘挡板隔热，并有良好的通风设施。
（5）要求焊接小车周围无故障物，焊剂要干燥。如果焊剂潮湿，应烘干处理。否则，焊接时会产生大量的蒸汽，从而加火熔渣飞溅，易造成烫伤。
（6）焊接过程中，要防止焊剂突然停止供给而出现强烈弧光，从而刺激眼睛。
（7）焊接前，要理顺导线，防止被熔渣烧损。如果发现电缆破损要及时处理，以保证绝缘良好。
（8）焊机发生电气故障时，必须切断电源，由电工修理。
（9）因为埋弧自动焊焊剂的成分中含有氧化锰等对人有害的物质，所以焊接过程中要加强通风。
（10）埋弧自动焊焊接长焊缝时，在清理焊缝焊焊渣和焊剂回收过程中，注意防止热的焊剂和焊剂熔渣烫伤手脚。
（11）往焊丝盘内装焊丝时，要精神集中，防止乱丝伤人。
（3）埋弧自动焊机停止焊接的基本操作见表4-12。
2.埋弧自动焊机的一般故障处理
（1）故障现象：按启动按钮后，不是电弧产生，焊丝将机头顶起。
产生原因：焊丝与焊件没有导电接触。
处理方法：清理接触部分。
（2）故障现象：按启动按钮，线路工作正常，但引不起弧。
产生原因：焊接电源未接通；电源接触器接触不良；焊丝与焊件接触不良。
处理方法：接通焊接电源；检查并修复接触器；清理焊丝与焊件的接触点。
（3）故障现象：启动后焊丝黏结在焊件上。
产生原因：焊丝与焊件接触太紧；焊接电压太低或焊接电流大小。
处理方法：保证接触可靠但不要太紧；调整电流、电压至合适值。
三、埋弧自动焊技能训练
1.埋弧自动平敷焊
埋弧自动平敷焊的焊件图如图4-24所示。焊件材质为Q235。
操作提示
（1）引弧时，如果按下启动按钮后，焊丝不能上抽引燃电弧，而把机头顶起，表明焊丝与焊件接触太紧或接触不良。需要适当剪断焊丝或清理接触表面，再重新引弧。
（2）焊接过程中，如果电流表和电压表的指针摆动很小，表明焊接过程稳定。如果发现指针摆动幅度增大、焊缝成形不良时，可随时调节电弧电压旋钮，焊接速度旋钮。
（3）焊接过程中，通过观察焊件背面的红热程度，可了解焊件的熔透状况。若背面出现红亮颜色，则表明熔透良好；若背面颜色较暗，应适当地减小焊接速度或增大焊接电流；若背面颜色白亮，母材加热面积前端呈尖状，则已接近焊穿，应立即减小焊接电流或适当地提高电弧电压。
（4）用手轮调节焊丝对中时，焊工所站位置要与准线对正，以避免偏斜。
2.中厚板对接埋弧自动焊
中厚板对接埋弧自动焊的焊件图如图4-25所示。焊件材质为Q235A。
操作提示
（1）埋弧自动焊前，如果焊接电缆线与焊件的连接位置不妥当，可能会形成焊接过程中的附加磁场，造成电磁偏吹。并且焊接电缆与焊件接触不可靠，还会影响焊接工艺参数的稳定性。
（2）在焊接板件长焊缝时，应将焊接电缆分别接到焊件的两端。如果只接一端，应从连接焊接电缆的一端起焊。
（3）通常焊接正面焊缝时可以不换位置，仍在焊剂垫上焊接，由于不便于观察焊件背面受热时颜色的变化，正面焊缝的熔深主要靠工艺参数来保证，因此必须在焊接前试焊，直到焊缝熔深达到要求而确定工艺参数，才能正式焊接焊件。
（4）在焊接过程中，应注意观察电流表和电压表的读数及焊接小车的行走路线，随时进行调整，以保证工艺参数的匹配，防止焊偏。
（5）焊接过程中，注意焊剂漏斗内的焊剂量，必要时需立即添加，以免露出弧光影响焊接工作的正常进行。
（6）焊接过程中，还要注意观察焊接小车的焊接电源电缆和控制线，防止在焊接过程中被焊件及其他东西挂住。
安全提示
（1）埋弧自动焊时，采用的焊接电流较大，要注意电缆的接头、插头部分的连接牢固，不允许发生短路，否则极易酿成火灾。
（2）有些牌号焊剂在焊接过程中会产生特殊气味的气体，长时间接触会使人头痛。因此，必须保持焊接现场良好的通风。