埋弧自动焊在大厚板上的应用

摘 要：为了及早完成大厚板埋弧自动焊工作，对可能隐藏的问题进行了详细研究，并采用行之有效的焊接方法，让接头的焊接效果得以保证。经实践表明，在企业降本增效阶段，埋弧自动焊在大厚板上的使用非常有效。

关键词：埋弧自动焊；大厚板；问题；运用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.046

埋弧自动焊拥有焊缝质量好、劳动率高、焊接条件好等优势，在大厚板焊接中推广使用，但因其容易变形、易出现气孔等问题，导致埋弧自动焊的一次成功率较低。对于这个现象，结合项目实际情况及大量测试，优化了焊接工艺，加大了焊接一次成功率，并取得了较好的效益。

1 问题提出

大厚板使用埋弧自动焊进行处理，不仅能提升劳动制造效率，减少工作强度，优化工作环境，还不浪费焊条电弧焊的焊端，能节省生产费用。但大厚板埋弧自动焊焊接容易出现气孔、裂缝、杂物、未熔合等问题。

2 原因介绍

（1）因大厚板框架刚性大，焊接过程中冷却速度快，焊缝受到很大的约束，由此焊接残余应力很大。

（2）焊接过程，焊接工艺指标对焊头的框架、性能以及缺陷的产生有很大影响。焊接线能量很小时，容易出现冷裂缝、未熔合及夹渣等问题；焊接线能量偏大时，容易导致焊缝和热影响区组织和性能急剧降低。

（3）在坡口底部小截面位置打底焊时，使用很大的电流处理时，焊缝出现系数低，焊接熔池深且窄，在焊纹结晶过程中，因先结晶的金属很纯，后结晶的金属杂物很多，并聚集在晶粒周边，伴随柱状晶的增大与推移，将杂物排进熔池内部，这类杂物的熔点很低，易出现液态薄膜[1]。在固液相条件下，在焊接应力的影响下出现结晶裂缝，当焊接电流很小及坡口底部截面很小时，熔池内的气体与夹杂物很难浮出表面，极易出现气孔与夹渣。

（4）在底部坡口截面很小位置焊接时，如果电弧电压较大，焊接电弧上热量大多数被坡口两边的母材吸收，而底部由于缺少充足的热量熔化母材与焊剂，容易出现未熔合、没有焊透以及夹渣等问题。

（5）筒节直缝焊接时，在焊到筒节另一头和引出板接近时，电弧压力突然减少，并易出现短路。

3 埋弧自动焊于大厚板上的运用

结合大厚板埋弧智能焊的焊接特征，主要控制了如下工序：

（1）16MnR钢是低合金高强度材料，依据等强度原则，焊丝选择343MPa级ф4mm的H08MnA或H10Mn2，配HJ431。焊剂在正式焊前要烘干，烘烤温度是250℃-300℃，保温2小时。

焊接设备MZ-1-1000埋弧焊机。

（2）部件定位。因板厚很大，定位焊焊接厚度需要6-8mm，长度为25-35mm，间隔250-300mm，为提升效率，使用二氧化碳气体保焊。

（3）坡口模式：采取机械加工，坡口模式如图1所示。

（4）焊接准备工作。①清理坡口两边各20-30毫米区域内的油渍、铁锈、氧化物以及水分等杂物。②清理焊丝外观上的油脂与锈迹，焊丝不能有折弯，焊头打磨。③保证焊剂干净，颗粒均匀合适，并用250℃×2小时加以烘干。对回收的焊剂要筛选，清除焊渣、粉尘、粉末等杂质，并补充新焊剂根据要求再次烘烤。④定位焊时焊材和被焊金属相统一，且使用与正式焊一样的方法，定位焊纹不能留下缺陷[2]。⑤直缝两头增焊大概100×100mm的引弧板与引出板，材质与厚度同筒体一样，为了防止引弧端与收弧端电弧电压变化，筒节端头焊纹出现气孔及夹渣等问题，使用独特的开槽引弧板与引出板，如图2所示。

（5）焊接前预热。把焊材坡口两边各180mm范围内的材料预热至100℃，如此能减小焊后冷却速率，减缓淬硬趋势，降低焊接残留应力，避免冷裂纹的出现。

（6）焊接。①正反两侧打底焊时，要求焊丝瞄准坡口中点，使用比较适宜的焊接线能量，让焊缝出现系数保证在1.3-2范围以内，熔池内的气体与夹杂物可以完全浮出。②使用多层多道焊，除了进行打底焊处理外，其它焊道于坡口两边交叉排列。焊接线能量不得太大，采取薄层焊，防止在坡口母材边沿出现深凹槽及咬边。③焊接环节注意道间熔渣处理，保证道间温度不小于预热气温。④每焊完一个焊道要进行检验，对坡口母材边沿已出现的深凹槽，借助砂轮打磨到覆盖焊道可以完全熔化焊透为止。如果出现了咬边、夹渣等问题，要及时进行清理与修复。⑤背部使用碳弧气刨清根的，要特别留意碳刨后坡口外观的修理，对坡口外表凹凸不平位置以及外观不规则处，要打磨修整至满足标准为止。⑥使用ф4mm的焊絲，焊机直流反接[3]。正反面进行底焊时，焊接电流为500-600A，电压30-34V，速度为7-9mm/s，其它焊道操作电流为550-650A，电弧压力为32-36V，焊速和打底焊时一样。

（7）焊后热处理。容器焊后实施总体消除应力热处理，以优化焊缝组织及力学性能。加热温度580℃-620℃，保温2小时。

4 结束语

综上所述，采用上述焊接方式进行大厚板埋弧自动焊的焊接效果得到了保证，焊接一次成功率高达98%，焊缝的力学性能符合要求，确保了设备质量，并赢获了时间与信誉。

参考文献：

[1]朱晓先.万箱船厚板埋弧自动焊焊接工艺[J].科技创新与应用，2014（27）.

[2]苗磊，郭晓春，李波.奥氏体不锈钢厚板埋弧自动焊工艺[J].化工装备技术，2002，23（01）.

[3]张秋红.应用STT打底焊减少埋弧自动焊背面清根深度的可行性试验及分析[J].科技创业家，2011（03）.