什么是埋弧焊（SAW）？ 👨‍🏭

介绍

埋弧焊是使用自耗电极进行电弧焊接的过程，其中电弧和熔池通过独立于电极添加的助焊剂燃烧产生的产品免受环境影响。可用作电极：实心线、管状线或胶带。

工艺细节

埋弧焊 (SAW) 通过在裸电极（或多个电极）和基底金属之间建立的电弧（或多个电弧）加热和熔化金属来连接金属。
电弧被一层称为焊剂的易熔颗粒材料淹没（覆盖）；因此，熔化状态是混合的：焦耳效应（即热）和电弧。

自动装置确保电极（或电极）以方便的速度进给，使其末端不断浸入熔融焊剂浴中。

焊头相对于工件的运动一步一步地推进熔池，熔池总是被熔渣和杂质形成的熔渣覆盖和保护。下图显示了这个过程。

在这个过程中，焊工或焊接操作工不需要戴头盔或防护面罩。焊接操作员无法通过流程看到电弧，并且在失去路线时难以正确定位电弧。为了规避这个问题，设备必须有一个简单的引导装置（机械或光）来引导它。

工艺优势：

• 高质量的焊缝。
• 极高的沉积速率和行进速度。
• 没有可见的焊接电弧，最大限度地减少保护要求。
• 很少或没有烟。
• 可以使用多根电线（可选）。

埋弧焊工艺还可以焊接各种厚度和大多数钢、铁素体和奥氏体（例如碳和不锈钢）。

埋弧焊工艺的一个用途是焊接厚钢板，例如压力容器、罐、大直径管道和梁。

必须注意助焊剂的干燥和维护，以避免将氢引入焊料中。

未使用的流程可以重复使用，但有标准。第一个显然是它没有融合（或被使用）。第二个是助焊剂可以使用多少次是有限制的，因为重复使用的次数越多，水分污染就越多（例如）。

焊接设备

埋弧焊是一种通常自动的过程，可以发现是半自动的，其中耗材进给和电弧长度由送丝机或带状送料器和电源控制。
在自动过程中，一个推进机构沿着零件移动焊头，通常还有一个系统来回收未使用的粒状焊剂。在气缸活接焊接中，焊头保持固定，组件通过旋转定位器移动。

埋弧焊的电源可以是以下之一：

• 来自直流发电机或整流器的可变电压。
• 来自直流发电机或整流器的直流电压。
• 交流变压器。

当前的趋势是使用恒压或平坦特性整流器。在这类设备中，当提高送丝速度时，设备会增大焊接电流。为了改变焊接能量，需要调整电压。

电源提供高工作电流。大多数焊接是在 350 到 2000A 的范围内完成的。直流焊接可以更好地控制焊道形状、熔深和焊接速度。

直流焊接通常以反极性（电极正极，DC+）进行。交流电具有减少磁吹的优点（电弧由于磁力而偏离其正常路径）。

用于埋弧焊的焊剂也会改变焊缝的化学成分并影响其机械性能。焊剂特性类似于涂层电极电弧焊工艺中使用的涂层。

下面列出了不同类型的流：

• 融化了;
• 凝集;
• 机械混合。

焊料的最终成分会因贱金属与电极和助焊剂元素的化学反应以及通过助焊剂添加的合金元素等因素而改变。
该工艺存在使用几种焊丝焊剂组合的可能性，因为两者都是单独的，因此该工艺具有很大的灵活性，可以实现焊接所需的性能。

过程控制

以下观察对于掌握埋弧焊技术很重要：

• 电流强度（I）越大，穿透力越大；
• 电压 (V) 越大，电弧长度越大，因此通道的宽度越大；
• 伸出（电极与零件之间的距离）越大，沉积速率越大；
• 焊接速度越高，熔深越低，焊缝宽度越小；
• 电极直径越小，穿透力越大；
• 直流电，反极性 (DC+) 产生较低的沉积速率和较高的穿透力。

特点和用途

埋弧焊可用于许多工业应用，包括船舶制造、结构元件制造、压力容器等。该工艺可用于焊接薄型材和厚型材（5 毫米至 200 毫米以上）。

该工艺主要用于碳钢、低合金钢和不锈钢。

不适用于所有金属和合金。

下面列出了一些可以通过这种工艺焊接的各种类型的贱金属：

• 碳钢高达 0.29% C。
• 热处理碳钢（正火或回火-回火）。
• 低合金钢，淬火和回火，屈服强度高达 700 Mpa (100,000 psi)。
• 铬钼钢（9%Cr 为 1/2%，1% Mo 为 1/2%）。
• 奥氏体不锈钢。
• 镍和镍线。

大多数埋弧焊在平焊位置完成，在水平角度位置应用很少。用这种工艺制造的焊缝通常具有良好的延展性、高缺口韧性、低氢、高耐腐蚀性和至少与母材相同的性能。

通过这种工艺，可以进行对接焊缝、角焊缝、塞焊，以及在母材（涂层）上进行表面沉积。

焊接开根对接接头时，使用铜接头来支撑熔融金属。代替铜接头，可以使用 TIG 根焊来承受埋弧的热量。

在为表面提供所需特性（例如耐腐蚀性或耐侵蚀性）的涂层焊接中，所使用的填充金属通常是胶带。沉积速率可以从使用半自动工艺的 5.0 kg/h 变化到使用具有多个共轭弧的自动工艺时的最大约 85 kg/h。

准备和清洁垫圈

在埋弧焊中，接头清洁和机器与接头对齐是特别重要的。

就清洁而言，任何未清除的残留污染物都可能导致孔隙和夹杂物。因此，对于埋弧焊，所有关于使用涂层焊条焊接的建议均占主导地位，即：

• 待焊接的零件必须没有油、油脂、锈、渗透液体检查残留物、气体预热产生的沙子和烟灰，边缘每侧至少有 20 毫米的条带，并消磁。
• 氧化切割中的不规则和熔渣应至少通过研磨去除。
• 碳电极切割产生的碳、熔渣和铜沉积物必须清除。
• 不正确的机器/关节对齐会导致根部缺乏穿透和融合。如果焊缝受到高度限制，也可能由于未对准而出现裂缝。

注意：有一种助焊剂类型（主动式）允许您与脏部件进行焊接，并且不会产生典型的污染缺陷。这种流程的想法是您不必清洁接头（浪费时间）并保证生产。但是我们可以用这种类型的焊剂焊接的最大厚度是有限制的。

过程引起的不连续性

在埋弧焊中，就像使用涂层焊条进行焊接一样，几乎可以发生任何类型的不连续性，至少是最常见的不连续性。焊接检验员必须注意几个主要方面：

缺乏融合

它可能发生在单道焊缝或非常快的焊接中，即焊接能量较低的情况下。

缺乏穿透力

正如我之前提到的，如果发生熔深不足，是由于焊机与待焊接接头的对齐不正确。

夹渣

当多道焊中的除渣不完美时，可能会发生这种情况。我们必须注意清除所有的熔渣，记住有些区域的操作比较困难：道次之间的区域以及道次和在母材中执行的倒角面之间的区域。

底切

它们在埋弧焊中以某种频率发生，当焊接进行得很快并且电流非常高时。

孔隙率

它经常发生，主要原因是机器的高速前进和焊缝的快速冷却。这些是被困在炉渣下的气泡。我们可以通过改变造粒（减少细粉）或流动成分来消除孔隙率。

避免气孔的其他方法是：充分清洁接头、降低机器的前进速度、使用脱氧含量较高的钢丝和足够的流动高度。

裂缝

在埋弧焊中，裂纹可能在高温或低温下发生。弧坑裂纹通常发生在埋弧焊中，除非操作者具有完美的弧坑填充技术。

在实践中，我们使用附件板（引出和引出标签）将焊接操作的开始和结束位置从实际焊接的零件上移开。
边缘裂纹和根部裂纹通常在焊接操作后一段时间出现，在这种情况下是由于氢造成的。通常原因是溪流中的水分。

双轧，非贱金属板和盖

可能导致埋弧焊产生裂纹。这种不连续性以凹口的形式出现，往往会在焊接金属中引发裂纹。与高焊接应力相关的双叠片会导致层间开裂。

个人防护条件

使用埋弧焊（因为它在焊剂下方是不可见的）焊接通常不会产生烟雾、凸起和其他电弧焊接工艺中常见的其他不便。

因此，除了安全眼镜，我们不需要口罩和其他防护设备。它们应该变暗以防止在没有覆盖流的情况下无意中开始电弧时产生眩光。

埋弧焊会产生有毒烟雾和气体。始终建议确保焊接场所有足够的通风，尤其是在狭窄区域的情况下。

操作员和其他参与焊接设备操作的人员必须熟悉制造商的操作说明。必须特别注意操作手册中包含的预防信息。

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引文

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Luz, Gelson. 什么是埋弧焊（SAW）？. 材料博客。 Gelson Luz.com。 dd mm yyyy。 网址。

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