埋弧焊通用工艺..

埋 弧 自 动 焊

通

用

焊

接

工

艺

目  录

1、埋弧焊工艺的内容和编制

2、焊接工艺参数的影响及选择

3、埋弧焊技术

4、埋弧焊的常见缺陷及防止方法

5、焊接及注意事项

6、埋弧焊机安全规程

7、焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表

一、埋弧焊工艺的内容和编制

1、埋弧焊工艺的主要内容

焊接工艺方法的选择、焊接工艺装备的选用、焊接坡口的设计、焊接材料的选定、焊接工艺参数的制定、焊件组装工艺编制、操作技术参数及焊接过程控制技术参数的制定、焊缝缺陷的检查方法及修补技术的制定、焊前预处理与焊后热处理技术的制定等内容。

2、编制焊接工艺的原则和依据

原则：符合焊件技术条件或标准的规定、最大限度地降低生产成本。

依据是焊件材料的牌号和规格，焊件的形状和结构，焊接位置以及对焊接接头性能的技术要求等。

二、焊接工艺参数的影响及选择

1、焊接工艺参数对焊缝质量的影响

表1；   埋弧焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响（用交流电源焊接）

焊缝

特征	下列各项值增大时焊缝特征的变化
	焊接电流 ≤1500A	焊丝直径	电弧电压/V		焊接速度/m·h-1		焊丝后倾角度	焊件倾斜角		间隙和坡口	焊剂粒度
			22-34	35-60	10-40	40-100		下坡焊	上坡焊
熔深S	剧增	减	稍增	稍减	稍增	减	剧减	减	稍增	几乎不变	稍减
熔宽c	稍增	增	增	剧增（但直流正接时例外）	减		增	增	稍减	几乎不变	稍增
余高h	剧增	减	减		稍增		减	减	增	减	稍减
焊缝成形系数φ	剧减	增	增	剧增（但直流正接时例外）	减	稍减	剧减	增	减	几乎不变	增
余高系数ψ	剧减	增	增	剧增（但直流正接时例外）	减		剧增	增	减	增	增
母材熔合比γ	剧增	稍增	稍增	几乎不变	剧增	增	减	减	稍增	减	稍减

2、焊接工艺参数的选择方法

（1）焊接工艺参数的选择依据

1）焊件的形状和尺寸（直径、总长度）；接头的钢材种类与板厚。

2）焊缝的种类（纵缝、环缝）和焊缝的位置（平焊、横焊、上坡焊、下坡焊）。

3）接头形式（对接、角接、搭接）和坡口形式（Y形、X形、U形坡口等）。

4）对接头性能的技术要求，其中包括焊后无损探伤方法，抽查比例以及对接头强度、冲击韧度、弯曲、硬度和其他理化性能的合格标准。

5）焊接结构（产品）的生产批量和进度要求。

（2）焊接工艺参数的选择程序

1）选定埋弧焊工艺方法；

2）选择合适的焊剂和焊丝；

3）选定预热温度、层间温度、后热温度以及焊后热处理温度和保温时间；

4）选定焊接参数并配合其他次要工艺参数。

三、埋弧焊技术

1．埋弧焊的焊前准备

埋弧焊的焊前准备包括焊件的坡口加工、焊件的清理与装配、焊丝表面清理及焊剂烘干、焊机检查与调整等工作。

（1）坡口的选择与加工

埋弧焊焊缝坡口的基本形式已经标准化，各种坡口适用的厚度、基本尺寸和标注方法见GB/T986-1988。

a.当焊件厚度为10-24mm时，为Y形坡口；

b.当厚度为24-60mm时，为X形坡口；

c.重要焊缝开U形坡口。

（2）焊件的清理与装配

焊接工件、引弧板、引弧板在焊件上的安装位置。

（3）焊丝表面清理与焊剂烘干

一般焊剂须在250℃温度下烘干，并保温1-2h。直流焊接的焊剂使用前必须经350-400℃烘干，并保温2h。

（4）焊机的检查与调试

2．对接接头的埋弧焊技术

a.开坡口双面焊

焊件厚度小于22mm时开Y形坡口；大于22mm时开X形坡口。

b.焊条电弧焊封底双面焊

对无法使用衬垫或不便翻转的焊件，也可采用焊条电弧焊先仰焊封底，再用埋弧焊焊正面焊缝的方法。

3、板厚10—20mm的I形坡口对接接头预留装配间隙并在焊剂垫上进行单面焊的焊接参数，见表2。所用的焊剂垫应尽可能选用细颗粒焊剂。

表2   对接接头在焊剂垫上单面焊的焊接条件 (焊丝直径5mm)

板厚

（mm）	装配间隙 （mm）	焊接电流 （A）	电弧电压/V		焊接速度 （cm·min-1）
			交流	直流
10	3～4	700～750	34～36	32～34	50
12	4～5	750～800	36～40	34～36	45
14	4～5	850～900	36～40	34～36	42
16	5～6	900～950	38～42	36～38	33
18	5～6	950～1000	40～44	36～40	28
20	5～6	950～1000	40～44	36～40	25

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。接头形式根据钢种、接头性能要求的不同，可采用图1所示的 I 形、 Y 形、 X 形坡口。 

图1　不同板厚的接头形式

a)I形坡口对接焊　b)Ｙ形坡口对接焊   c)Ｘ形坡口对接焊 

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的不流溢和不烧穿。焊接第一面的实施方法有悬空法、加焊剂垫法以及利用薄钢带、石棉绳、石棉板等做成临时工艺垫板法进行焊接。

悬空焊 装配时不留间隙或只留很小的间隙 ( 一般不超过 lmm) 。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。不开坡口的对接接头悬空焊的焊接参数，如表3所示。

表3        不开口对接接头悬空双面焊的焊接条件 

工件厚度 

（mm）	焊丝直径  （mm）	焊接顺序	焊接电流  （A）	电弧电压  （V）	焊接速度 （cm.min -1）	电 源
6	4	正	380～420	30	58	交 流
		反	430～470	30	55
8	4	正	440～480	30	50
		反	480～530	31	50
10	4	正	530～570	31	46
		反	590～0	33	46
12	4	正	620～660	35	42
		反	680～720	35	41
14	4	正	680～720	37	41
		反	730～770	40	38
16	5	正	800～850	34～36	63
		反	850～900	36～38	43
17	5	正	850～900	35～37	60
		反	900～950	37～39	48
18	5	正	850～900	36～38	60
		反	900～950	38～40	40
20	5	正	850～900	36～38	42
		反	900～1000	38～40	40
22	5	正	900～950	37～39	45
		反	1000～1050	38～40	40

4、在焊剂垫上焊接 如图2所示，焊接第一面时采用预留间隙不开坡口的方法最为经济。第一面的焊接参数应保证熔深超过工件厚度的 60％～70 ％。焊完第一面后翻转工件，进行反面焊接，其参数可以与正面的相同以保证工件完全焊透。预留间隙双面焊的焊接条件依工件的不同而异，表4a 、b 分别为两组数据，可供参考。在预留间隙的重形坡口内，焊前均匀塞填干净焊剂，然后在焊剂垫上施焊，可减少产生夹渣的可能，并可改善焊缝成形。第一面焊道焊接后，是否需要清根，视第一道焊缝的质量而定。 

图2焊剂垫的结构实例

a) 软管气压式 b) 皮膜气压式 ℃ ) 平带张紧式

1—焊件2—焊剂3—帆布4—充气软管5—橡皮膜6—压板7—气室8—平带9—带轮

表4a       对接接头预留间隙双面焊的焊接条件 

工件厚度

（mm）	装配间隙 （mm）	焊丝直径 （mm）	焊接电流 （A）	焊接电压 （V）	焊接速度 （cm.min -1）	电流
14	3～4	5	700～750	34～36	50	" 交 流
16	3～4	5	700～750	34～36	45
18	4～5	5	750～800	36～40	45
20	4～5	5	850～900	36～40	45
24	4～5	5	900～950	38～42	42
28	5～6	5	900～950	38～42	33
30	6～7	5	950～1000	40～44	27
40	8～9	5	1100～1200	40～44	20
50	10～11	5	1200～1300	44～48	17

表4b        对接接头预留间隙双面焊的焊接条件 

工件厚度

（mm）	装配间隙 （mm）	焊丝直径 （mm）	焊接电流 （A）	焊接电压 （V）	焊接速度 （cm.min -1）	电源
6	0+1	3	380～400	30～32	57～60	交 流
		4	400～550	28～32	63～73
8	0+1	3	400 420	30～32	53～57
		4	500～600	36～40	63～67
10	2 ± 1	4	500～600	34～38	50～60
		5	600～700	38～40	58～67
12	2 ± 1	4	550～580	34～38	50～57
		5	600～700	34～38	58～67
14	3 ± 0.5	4	550～720	38～42	50～53
		5	650～750	36～40	50～57
≤ 16	3 ± 0.5	5	650～850	36～40	50～57

5、如果工件需要开坡口，坡口形式按工件厚度决定。工件坡口形式及焊接条件，见表5

。表5                  开坡口工件的双面焊的焊接条件

坡口形式	焊丝直径 （mm）	焊接顺序	破口尺寸			焊接电流（A）	电弧 电压 （V）	焊接速度 cm.min-1
			α(°)	h/mm	g/mm
	5	正	70	3	3	830～850	36～38	42
		反				600～620	36～38	75
	5	正	70	3	3	830～850	36～38	33
		反				600～620	36～38	75
	5	正	70	3	3	830～860	36～38	33
		反				600～620	36～38	75
	6	正	70	3	3	1050～1150	38～40	30
	5	反				600～620	36～38	75
	6	正	70	3	3	1100	38～40	40
	5	反				800	36～38	47
	6	正	70	3	3	1000	36～40	30
		反				900～1000	36～38	33

6、角焊缝焊接   焊接 T 形接头或搭接接头的角焊缝时，采用船形焊和平角焊两种方法。

 1) 船形焊将工件角焊缝的两边置于与垂直线各成 45°的位置(见图 3)，可为焊缝成形提供最有利的条件。这种焊接法接头的装配间隙不超过1～1.5mm，否则，必须采取措施，—以防止液态金属流失。船形焊的焊接参数，见表6。

图 3 船形焊

a)T 形接头 b) 搭接接头

表6                船形焊焊接条件

焊脚长度

（mm）	焊丝直径 （mm）	焊接电流 （A）	电弧电压 （V）	焊接速度 （cm.min -1）
8	3	550～600	34～36	50
10	3	575～625	34～36	38
	4	600～650	34～36	50
12	3	600～650	34～36	25
	4	650～700	34～36	38
	4	725～775	36～38	33
	5	775～825	36～38	30

7、平角焊  当工件不便于采用船形焊时，可采用平角焊来焊接角焊缝(见图4)。这种焊接方法对接头装配间隙较不敏感，即使间隙达到2～3mm ，也不必采取防止液态金属流失的措施。焊丝与焊缝的相对位置，对平角焊的质量有重大影响；焊丝偏角σ一般在20～30°之间。每一单道平角焊缝的惭面积不得超过40～50mm2，当焊脚长度超过8mm×8mm 时，会产生金属溢流和咬边。平角焊的接条件，参照表 7平角焊焊接条件。

表7                  平角焊焊接条件

焊脚长度

/mm	焊丝直径 /mm	焊接电流 /A	电弧电压 /V	焊接速度 /cm.min -1	电流种类
4	3	280～300	28～30	92	交流
5	3	450	28～30	92	交流
	4	450	28～30	100
7	3	500	30～32	80	交流
	4	675	32～35	83

图4 平角焊

8、厚板梁焊接

1）焊接材料：H08MnA，φ5mm：HJ431，经200℃烘干2h。

2）焊机：MZ一1000；交流电源。

3）工件在胎架上船形位置（与水平成 35 ～45°）施焊。先焊下翼板一腹板连接焊缝；

后焊上翼板一腹板连接焊缝。焊缝全长分两段，采用两台埋弧焊机，一台自端部开始，另一台自中部开始同方向施焊。 

预热温度：120 ～ 150℃。 

第一道焊缝反面采用滑动铜衬垫，防止烧穿。施焊前，定位焊缝用碳弧气刨清除，焊缝背面不做清根处理。

 焊接工艺参数如表8

 表8           厚板梁埋弧焊工艺参数 

位置	焊缝道次		电弧电压  （V）	焊接电流 （A）	焊接速度  （cm.min-1）
上 板 与 腹 板	正 面	1	36～40	600～650	25～33
		2
		3	34～38	650～700	33～42
		4
	反 面	1	36～40	700～750	25～33
		2
		3	34～38	650～700	33～42
		4
下 板 与 腹 板	正 面	1	36～40	600～650	25～33
		2
		3	34～38	700～750	33～42
		4
	反 面	1	36～40	700～750	33～42
		2
		3	34～38	650～700	33～42
		4

             注：焊接完后，做超声检测，抽查每条焊缝的50％，按技术

要求规定的检验合格标准为依据。

四、埋弧焊的常见缺陷及防止方法

表9            埋弧焊常见缺陷的产生原因及防止方法

缺陷名称		产生原因	防止方法
焊缝表面成形不良	宽度不均匀	1．焊接速度不均匀 2．焊丝给送速度不均匀 3．焊丝导电不良	1．找出原因排除故障 2．找出原因排除故障 3．更换导电嘴衬套（导电块）
	堆积高度过大	1．电流太大而电压过低 2．上坡焊时倾角过大 3．环缝焊接位置不当（相对于焊件的直径和焊接速度）	1．调节焊接参数 2．调整上坡焊倾角 3．相对于一定的焊件直径和焊接速度，确定适当的焊接位置
	焊缝金属满溢	1．焊接速度过慢 2．电压过大 3．下坡焊时倾角过大 4．环缝焊接位置不当 5．焊接时前部焊剂过少 6．焊丝向前弯曲	1．调节焊速 2．调节电压 3．调整下坡焊倾角 4．相对于一定的焊件直径和焊接速度，确定适当的焊接位置 5．调整焊剂覆盖状况 6．调节焊丝矫直部分
	中间凸起而两边凹陷	焊剂圈过低并有粘渣，焊接时熔渣被粘渣拖压	提高焊剂圈，使焊剂覆盖高度达30-40mm
焊缝表面及内部	气孔	1．接头未清理干净 2．焊剂潮湿 3．焊剂中混有垃圾 4．焊剂覆盖厚度不当或焊剂斗阻塞 5．焊丝表面清理不够 6．电压过高	1．接头必须清理干净 2．焊剂按规定烘干 3．焊剂必须过筛、吹灰、烘干 4．调节焊剂覆盖层高度，疏通焊剂斗 5．焊丝必须清理，清理后应尽快使用、 6．调整电压
	裂纹	1．焊件、焊丝、焊剂等材料配合不当 2．焊丝中含碳、硫量较高 3．焊接区冷却速度过快而导致热影响区硬化 4．多层焊的第一道焊缝截面过小 5．焊缝成形系数太小 6．角焊缝熔深太大 7．焊接顺序不合理 8．焊件刚度大	1．合理选配焊接材料 2．选用合格焊丝 3．适当降低焊速以及焊前预热和焊后缓冷 4．焊前适当预热或减小电流，降低焊速（双面焊适用） 5．调整焊接参数和改进坡口 6．调整焊接顺序和改变极性（直流） 7．合理安排焊接顺序 8．焊前预热及焊后缓冷

埋弧焊常见缺陷的产生原因及防止方法

续表；

缺陷名称		产生原因	防止方法
焊缝表面及内部	焊穿	焊接参数及其他工艺因素配合不当	选择适当焊接参数
	咬边	1．焊丝位置或角度不正确 2．焊接参数不当	1．调整焊丝 2．调节焊接参数
	未熔合	1．焊丝未对准 2．焊缝局部弯曲过甚	1．调整焊丝 2．精心操作
	未焊透	1．焊接参数不当（如电流过小，电弧电压过高） 2．坡口不合适 3．焊丝未对准	1．调整焊接参数 2．修正坡口 3．调节焊丝
	内部夹渣	1．多层焊时，层间清渣不干净 2．多层分道焊时，焊丝位置不当	1．层间清渣彻底 2．每层焊后发现咬边夹渣必须清除修复

五、焊接及注意事项

1、在施焊前，按要求调试好焊接规范。

2、在引弧板上引弧，禁止在焊接部位引弧，息弧则在息弧板上息弧。

3、防止地线、电缆线、焊丝与焊件接头接触良好，防止打弧。

4、防止焊接过程中焊缝息弧。

5、接弧处应保证焊透与熔合。

6、焊后清理及检验。

7、焊后自检。焊缝表面不得出现的裂纹、气孔、夹渣、未熔合及咬边等缺陷

8、返修，表面的轻度咬边、飞溅、成形不良，等应予修磨，修磨深度不得小于母材的负偏差。

9、焊接完毕，关闭电源，清理现场的电缆，清除现场的焊丝头、焊渣等杂物。

六、埋弧焊机安全规程

1、焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品距离焊接场所不得小于5ｍ。若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火星落入易燃物品。易爆物品距离焊接所不得小于10ｍ。埋弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少埋弧焊有害气体和金属粉尘的危害。

2、埋弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。使用前应对焊机进行全面检查。确定没有隐患，再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。

3、应经常检查埋弧焊导电嘴的工作情况，发现磨损时应即刻解决，防止影响焊接质量。

4、焊人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。焊机应至少每年除尘清洁一次。

七、焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表

焊接危险点危险源辩识、评价及控制对策表

序号	危险点危 险源描述	可能导致 的事故	危险 级别	拟采取的 控制措施	控制		实施单位 部门	实施人 签字	监督单 位部门	监督人 签字
					方 法	时 机
1	焊机、电缆带电部分裸露	触电	2	使用前检 查带电部 分是否裸 露	S	P	施工班组		分厂
2	电弧光幅射	脱皮 眼炎	2	注意焊剂	S	D	施工班组		分厂
3	高温铁水	烫伤	2	注意正确 使用防护 用品	S	D	施工班组		分厂
4	敲击焊接药 皮、焊渣	飞溅伤眼	2	正确使用 防护眼镜	A	D	施工班组		分厂
5	角向砂轮机修磨焊缝	砂轮片破裂伤人	2	检查砂轮 片是否有 裂纹	A	T	施工班组		分厂
6	潮湿环境焊 接	触电	2	确保绝缘 措施	S	P	施工班组		分厂
7	狭窄地方焊 接	碰伤头部	2	正确佩戴 安全帽	A	P	施工班组		分厂
8	易燃易爆物 品周边焊接	火灾	3	检查焊接 场所周边 是否有易 燃易爆物 品	A	P	施工班组		分厂
9	物件吊运	落物伤人	4	听从起吊人员指挥	A	P	施工班组		分厂

注：危险级别：1—稍有危险；2—一般危险；3—显著危险；4—高度危险；

    控制方法：A—提醒；S—连续监视监护；

    控制时机：P—作业开始前；D—每天至少一次；

T—活动连续过程停顿或中断后重新开始作业前；