1.埋弧焊機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理窄間埋弧焊多絲埋弧焊0102目錄CONTENT帶極埋弧焊031．埋弧焊自動(dòng)調(diào)節(jié)的必要性

合理地選擇焊接工藝參數(shù)，并保證預(yù)定的焊接工藝參數(shù)在焊接過程中穩(wěn)定，是獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的重要條件。因此，以機(jī)械代替手工送進(jìn)焊絲和移動(dòng)電弧的埋弧焊必須具有相應(yīng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用來取代焊條電弧焊、半自動(dòng)焊的人工調(diào)節(jié)作用，否則，當(dāng)遇到弧長干擾等因素時(shí)，就不能保證電弧過程的穩(wěn)定。

電弧長度是影響電弧靜特性曲線的主要因素，如焊件表面不平整和裝配質(zhì)量不良及有定位焊縫等都會(huì)使電弧長度發(fā)生變化。網(wǎng)路電壓則是影響電源外特性曲線的主要因素，如附近其他電焊機(jī)等大容量設(shè)備突然啟動(dòng)或停止都會(huì)造成網(wǎng)壓波動(dòng)。

埋弧焊的焊接工藝參數(shù)主要有焊接電流和電弧電壓等。焊接電流和電弧電壓是由電源的外特性曲線和電弧靜特性曲線的交點(diǎn)所確定的。因此，凡是影響電源外特性曲線和電弧靜特性曲線的外界因素，都會(huì)影響焊接電流和電弧電壓的穩(wěn)定。2．埋弧焊自動(dòng)調(diào)節(jié)的目標(biāo)

由于弧長變化對(duì)焊接電流和電弧電壓的影響最為嚴(yán)重，因此埋弧焊的自動(dòng)調(diào)節(jié)是以消除電弧長度變化的干擾作為主要目標(biāo)。2．埋弧焊自動(dòng)調(diào)節(jié)的目標(biāo)3．埋弧焊自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法

焊接過程中，當(dāng)弧長變化時(shí)希望能迅速得到恢復(fù)。埋弧焊電弧長度是由焊絲送給速度和焊絲熔化速度決定的，只有使送絲的速度等于焊絲熔化的速度，電弧長度才有可能保持穩(wěn)定不變。因此，當(dāng)電弧長度發(fā)生變化時(shí)，為了恢復(fù)弧長，可通過兩種方法來實(shí)現(xiàn)：調(diào)節(jié)焊絲送絲速度（即單位時(shí)間送入焊接區(qū)的焊絲長度）；調(diào)節(jié)焊絲熔化速度（即單位時(shí)間內(nèi)熔化送入焊接區(qū)的焊絲長度）。3．埋弧焊自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法焊絲送絲速度在焊接過程中恒定不變，通過改變焊絲熔化速度來消除弧長干擾的等速送絲式，焊機(jī)型號(hào)有MZl-1000型焊絲送絲速度隨電弧電壓變化，通過改變送絲速度來消除弧長干擾的變速送絲式，焊機(jī)型號(hào)有MZ-lOOO。埋弧焊的形式2.埋弧焊機(jī)的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)埋弧焊機(jī)分類埋弧焊機(jī)組成0102目錄CONTENT埋弧焊輔助設(shè)備021.埋弧焊機(jī)分類（1）按用途可分為專用焊機(jī)和通用焊機(jī)兩種，通用焊機(jī)如小車式的埋弧焊機(jī)，專用焊機(jī)如埋弧角焊機(jī)、埋弧堆焊機(jī)等。（2）按送絲方式可分為等速送絲式埋弧焊機(jī)和變速送絲式埋弧焊機(jī)兩種，前者適用于細(xì)焊絲高電流密度條件的焊接，后者則適用于粗焊絲低電流密度條件的焊接。（3）按焊絲的數(shù)目和形狀可分為單絲埋弧焊機(jī)、多絲埋弧焊機(jī)及帶狀電極埋弧焊機(jī)。目前應(yīng)用最廣的是單絲埋弧焊機(jī)。多絲埋弧焊機(jī)，常用的是雙絲埋弧焊機(jī)和三絲埋弧焊機(jī)。帶狀電極埋弧焊機(jī)主要用作大面積堆焊。（4）按焊機(jī)的結(jié)構(gòu)形式可分為小車式、懸掛式、車床式、門架式、懸臂式等，目前小車式、懸臂式用得較多。1.埋弧焊機(jī)分類

盡管生產(chǎn)中使用的焊機(jī)類型很多，但根據(jù)其自動(dòng)調(diào)節(jié)的原理都可歸納為電弧自身調(diào)節(jié)的等速送絲式埋弧焊機(jī)和電弧電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的變速送絲式埋弧焊機(jī)。常見的埋弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)形式2.埋弧焊機(jī)組成小車式埋弧焊機(jī)的組成埋弧焊機(jī)是由焊接電源、機(jī)械系統(tǒng)（包括送絲機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電嘴、焊絲盤、焊劑漏斗等）、控制系統(tǒng)（控制箱、控制盤）等部分組成。2.埋弧焊機(jī)組成(2)機(jī)械系統(tǒng)

送絲機(jī)構(gòu)包括送絲電動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、送絲滾輪和矯直滾輪等。它的作用是可靠地送絲并具有較寬的調(diào)節(jié)范圍；行走機(jī)構(gòu)包括行走電動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、行走輪及離合器等。行走輪一般采用絕緣橡膠輪，以防焊接電流經(jīng)車輪而短路；焊絲的接電是靠導(dǎo)電嘴實(shí)現(xiàn)的，對(duì)其要求是導(dǎo)電率高、耐磨、與焊絲接觸可靠。(1)焊接電源

埋弧焊電源有交流電源和直流電源。通常直流電源適用于小電流、快速引弧、短焊縫、高速焊接及焊劑穩(wěn)弧性較差和對(duì)參數(shù)穩(wěn)定性要求較高場(chǎng)合。交流電源多用于大電流及直流磁偏吹嚴(yán)重的場(chǎng)合。一般埋弧焊電源的額定電流為500～2000A，具有緩降或陡降外特性，負(fù)載持續(xù)率100%。2.埋弧焊機(jī)組成

(3)控制系統(tǒng)

埋弧焊控制系統(tǒng)包括送絲控制、行走控制、引弧熄弧控制等，大型專用焊機(jī)還包括橫臂升降、收縮、主軸旋轉(zhuǎn)及焊劑回收等控制。一般埋弧焊機(jī)常設(shè)一控制箱來安裝主要控制元件，但在采用晶閘管等電子控制電路的新型埋弧焊機(jī)中已沒有單獨(dú)控制箱，控制元件安裝在控制盤和電源箱內(nèi)。小車式埋弧焊機(jī)的組成3.埋弧焊輔助設(shè)備埋弧焊輔助設(shè)備主要有焊接操作機(jī)、焊接滾輪架、焊劑回收裝置等。(2)焊接滾輪架

焊接滾輪架是靠滾輪與焊件間的摩擦力帶動(dòng)焊件旋轉(zhuǎn)的一種裝置，適用于筒形焊件和球形焊件的縱縫與環(huán)縫的焊接。(1)焊接操作機(jī)

焊接操作機(jī)是將焊機(jī)機(jī)頭準(zhǔn)確地送到并保持在待焊位置上，并以給定的速度均勻移動(dòng)焊機(jī)。通過它與埋弧焊機(jī)和焊接滾輪架等設(shè)備配合，可以方便地完成內(nèi)外環(huán)縫、內(nèi)外縱縫的焊接，與焊接變位器配合，可以焊接球形容器焊縫等。龍門式焊接操作機(jī)平臺(tái)式焊接操作機(jī)3.窄間隙埋弧焊、多絲埋弧焊、帶極埋弧焊窄間隙埋弧焊多絲埋弧焊0102目錄CONTENT帶極埋弧焊021.窄間隙埋弧焊

厚板對(duì)接時(shí)，焊前不開坡口或只開小角度坡口，并留有窄而深的間隙，采用埋弧焊完成整條焊縫的高效率焊接方法稱為窄間隙埋弧焊。由于窄間隙埋弧焊避免了常規(guī)埋弧焊焊接厚板（如50mm以上）時(shí)須開V形或U形坡口，致使焊接層數(shù)多、填充金屬量大、焊接時(shí)間長及焊接變形大且難以控制等缺點(diǎn)。所以20世紀(jì)80年代一出現(xiàn)，很快就被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)主要應(yīng)用領(lǐng)域是低合金鋼厚壁容器及其他重型焊接結(jié)構(gòu)的焊接。窄間隙埋弧焊已有各種單絲、雙絲和多絲的成套設(shè)備出現(xiàn)，但多為單絲焊，主要用于水平或接近水平位置的焊接。2.多絲埋弧焊

使用二根以上焊絲完成同一條焊縫的埋弧焊稱為多絲埋弧焊，是一種高生產(chǎn)率的焊接方法。按照所用焊絲數(shù)目有雙絲埋弧焊、三絲埋弧焊等，在一些特殊應(yīng)用中焊絲數(shù)目多達(dá)14根。目前工業(yè)中應(yīng)用最多的是雙絲埋弧焊、三絲埋弧焊。多絲埋弧焊按焊絲排列方式有縱列式、橫列式和直列式三種。雙絲埋弧焊多采用縱列式，即兩根焊絲沿著焊接方向順序排列。焊接過程中，每根焊絲所用的電流和電壓各不相同，因而它們?cè)诤缚p成形過程中所起的作用也不同。一般由前列的電弧獲得足夠的熔深，后列電弧調(diào)節(jié)熔寬或起改善成形作用。2.多絲埋弧焊

多絲埋弧焊主要用于厚板的焊接，通常采用在焊件背面使用襯墊的單面焊雙面成形工藝，與常規(guī)埋弧焊相比具有焊接速度快、耗能低、填充金屬少等優(yōu)點(diǎn)。雙絲埋弧焊原理3.帶極埋弧焊

帶極埋弧焊是由橫列式多絲埋弧焊發(fā)展而成的。由于它是用矩形截面的鋼帶取代圓形截面的焊絲作電極，所以不僅可提高填充金屬的熔化量，提高焊接生產(chǎn)率，而且可增大成形系數(shù)，即在熔深較小的情況下大大增加焊道寬度，很適合多層焊時(shí)表面焊縫的焊接，尤其適用于埋弧焊堆焊，因此是表面堆焊的理想方法。帶極埋弧焊和帶極形狀1-電源

2-帶極

3-帶極送進(jìn)裝置

4-導(dǎo)電嘴5-焊劑

6-渣殼

7-焊道

8-焊件4.典型埋弧焊機(jī)MZl-1000型埋弧焊機(jī)MZ-1000型埋弧焊機(jī)0102目錄CONTENT1.MZI-1000型埋弧焊機(jī)

MZl-1000型埋弧焊機(jī)是典型的等速送絲式埋弧焊機(jī)。這種焊機(jī)的控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，外形尺寸不大，焊接小車結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單，使用方便，可使用交流和直流焊接電源，主要用于焊接水平位置及傾斜小于15°的對(duì)接和角接焊縫，也可以焊接直徑較大的環(huán)形焊縫。

埋弧焊小車示意圖

MZl-1000型埋弧機(jī)外形1.MZI-1000型埋弧焊機(jī)

交流電動(dòng)機(jī)為送絲機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)共同使用，電動(dòng)機(jī)兩頭出軸，一頭經(jīng)送絲機(jī)構(gòu)減速器送給焊絲，另一頭經(jīng)行走機(jī)構(gòu)減速器帶動(dòng)焊車。

焊接小車的前輪和主動(dòng)后輪與車體絕緣，主動(dòng)后輪的軸與行走機(jī)構(gòu)減速器之間裝有摩擦離合器，脫開時(shí)可以用手推動(dòng)焊車。焊接小車的回轉(zhuǎn)托架上裝有焊劑斗、控制板、焊絲盤、焊絲校直機(jī)構(gòu)和導(dǎo)電嘴等。

焊絲從焊絲盤經(jīng)校直機(jī)構(gòu)、送給輪和導(dǎo)電嘴送人焊接區(qū)，所用的焊絲直徑為1.6～5mm。

焊接小車的傳動(dòng)系統(tǒng)中有兩對(duì)可調(diào)齒輪，通過改換齒輪的方法，可調(diào)節(jié)焊絲送給速度和焊接速度。焊絲送給速度調(diào)節(jié)范圍為0.87～6.7m/min，焊接速度調(diào)節(jié)范圍為16～126m/h。（1）焊接小車1.MZI-1000型埋弧焊機(jī)

控制箱內(nèi)裝有電源接觸器、中間繼電器、降壓變壓器、電流互感器等電氣元件，在外殼上裝有控制電源的轉(zhuǎn)換開關(guān)、接線及多芯插座等。（2）控制箱1.MZI-1000型埋弧焊機(jī)

常見的埋弧焊交流電源采用BX2-1000型同體式弧焊變壓器，有時(shí)也采用具有緩降外特性的弧焊整流器。（3）焊接電源2.MZ-1000型埋弧焊機(jī)

MZ-1000型是典型的變速送絲式埋弧焊機(jī)，是根據(jù)電弧電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)原理設(shè)計(jì)的。這種焊機(jī)的焊接過程自動(dòng)調(diào)節(jié)靈敏度較高，而且對(duì)焊絲送給速度和焊接速度的調(diào)節(jié)方便，但電氣控制線路較為復(fù)雜。可使用交流和直流焊接電源，主要用于平焊位置的對(duì)接焊，也可用于船形位置的角接焊。MZ-1000型埋弧焊小車2.MZ-1000型埋弧焊機(jī)小車的橫臂上懸掛著機(jī)頭、焊劑斗、焊絲盤和控制盤。機(jī)頭的功能是送給焊絲，它由一只直流電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和送給輪組成，焊絲從滾輪中送出，經(jīng)過導(dǎo)電嘴進(jìn)入焊接區(qū)，焊絲直徑為3～6mm,焊絲送給速度可在0.5～2m/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)?？刂票P和焊絲盤安裝在橫臂的另一端，控制盤上有電流表、電壓表，用來調(diào)節(jié)小車行走速度和焊絲送給速度的電位器、控制焊絲上下的按鈕、電流增大和減小按鈕等。焊接小車由臺(tái)車上的直流電動(dòng)機(jī)通過減速器及離合器來帶動(dòng)，焊接速度可在15～70m/h范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。為適應(yīng)不同形式的焊縫，焊接小車結(jié)構(gòu)可在一定的方位上轉(zhuǎn)動(dòng)。（1）焊接小車2.MZ-1000型埋弧焊機(jī)控制箱內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組，還有接觸器、中間繼電器、降壓變壓器、電流互感器等電氣元件。（2）控制箱2.MZ-1000型埋弧焊機(jī)可配用交流或直流焊接電源。配用交流電源時(shí)，一般用BX2-1000型弧焊變壓器，配用直流電源時(shí)，可配用ZXG-1000型或ZDG-1000型弧焊整流器。（3）焊接電源5.低碳鋼埋弧焊時(shí)的主要冶金反應(yīng)低碳鋼埋弧焊時(shí)的主要冶金反應(yīng)

低碳鋼埋弧焊時(shí)的主要冶金反應(yīng)包括硅、錳的還原反應(yīng)、碳的氧化反應(yīng)、硫、磷雜質(zhì)的控制以及熔池中的去氫反應(yīng)。?這些反應(yīng)共同影響了焊接過程中的金屬成分和性能。

首先，硅和錳的還原反應(yīng)是低碳鋼埋弧焊中的重要反應(yīng)之一。硅和錳作為重要的合金元素，在焊接過程中需要通過還原反應(yīng)保證其在焊縫中的含量。其次，碳的氧化反應(yīng)也是一個(gè)關(guān)鍵反應(yīng)，碳在高溫下會(huì)被氧化，導(dǎo)致焊縫中的碳含量降低，這需要通過控制焊接工藝來減少碳的氧化損失。此外，硫和磷作為有害雜質(zhì)，需要在焊接過程中進(jìn)行控制，以避免對(duì)焊縫性能產(chǎn)生不利影響。最后，熔池中的去氫反應(yīng)也是重要的，因?yàn)闅涞拇嬖跁?huì)導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋，因此需要通過焊劑等手段去除熔池中的氫?。低碳鋼埋弧焊時(shí)的主要冶金反應(yīng)

在焊接過程中，金屬熔化、鋼溶液的混合、合金元素的遷移和析出反應(yīng)等也是重要的冶金反應(yīng)。這些反應(yīng)會(huì)影響焊縫的化學(xué)成分和性能。例如，合金元素的遷移會(huì)導(dǎo)致焊縫中合金元素的分布發(fā)生變化，從而影響焊縫的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。此外，焊接過程中的高溫還會(huì)促使溶解在基材中的非金屬元素發(fā)生揮發(fā)和轉(zhuǎn)化反應(yīng)，進(jìn)一步影響焊縫的質(zhì)量?。6.對(duì)接接頭單面埋弧焊對(duì)接接頭單面埋弧焊

在埋弧焊對(duì)接中，焊件可以開V形、I形和U形等坡口，既能確保熔深，又能控制熔合比及成形，開I形坡口可一次穿透20mm以下的焊件，當(dāng)板材厚度超過14~16mm，需要穿透時(shí)，應(yīng)在一側(cè)開V形和U形等坡口。

根部封底或根部打底的單面埋弧焊：由于焊接結(jié)構(gòu)限制，不容易采用雙面焊接，根部可采用焊條電弧焊，再采用埋弧焊確保焊縫深，可以在焊件上開坡口，用焊條電弧焊焊接底層，確保根部單面焊雙面成型，再用埋弧焊進(jìn)行填充層和蓋面層焊接。對(duì)接接頭單面埋弧焊

埋弧焊單面焊雙面成形：用較強(qiáng)的焊接電流對(duì)焊件一次焊透，達(dá)到成形目的，為使焊縫一次焊完并在兩側(cè)成型，要用可靠的墊片支撐熔池中的液態(tài)金屬，防止熔融金屬燒穿，為確保焊縫質(zhì)量，墊片要在熔池高溫作用下能保持自身形狀，避免燒穿，防止液態(tài)金屬流出，控制焊縫寬度和殘余高度均勻，現(xiàn)在使用的墊片有銅墊、焊劑墊及陶瓷墊等。7.對(duì)接接頭雙面埋弧焊I形坡口預(yù)留