埋弧焊簡稱SAW焊，SAW是英文 Submerged Arc Welding 的縮寫。埋弧焊是一種靠電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。其實質與使用焊條的電弧焊是一樣的，屬于以熔渣保護為主的氣-渣聯合保護的電弧焊。在自動埋弧焊過程中，送絲、行走、送焊劑和回收焊劑等全由機械裝置來完成。所以說，自動埋弧焊是當今焊接生產效率較高的機械化焊接方法之一，而且埋弧焊的成本也比較低。埋弧焊是高效率、低成本、被廣泛采用的焊接方法。
埋弧(hu)焊的(de)焊接(jie)(jie)過(guo)(guo)程，見圖5-19。首先通過(guo)(guo)焊劑漏斗(dou)在焊件表(biao)面覆蓋一層顆(ke)粒(li)狀焊劑，送絲(si)機(ji)構將焊絲(si)經(jing)導電嘴送到焊劑層下，并(bing)引(yin)燃電弧(hu)。電弧(hu)除直接(jie)(jie)加熱(re)焊件和(he)焊絲(si)形成熔(rong)池(chi)(chi)及(ji)熔(rong)滴外，其(qi)輻射熱(re)還熔(rong)化周圍的(de)焊劑而形成熔(rong)渣。部分焊劑和(he)金(jin)屬甚至被加熱(re)成蒸(zheng)氣(qi)(qi)而把熔(rong)渣排開，形成一個(ge)籠罩著電弧(hu)和(he)熔(rong)池(chi)(chi)的(de)氣(qi)(qi)泡，使焊接(jie)(jie)高(gao)溫區(qu)與外界(jie)空氣(qi)(qi)隔離，防止空氣(qi)(qi)侵入。隨著電弧(hu)向(xiang)前(qian)的(de)移動，熔(rong)池(chi)(chi)前(qian)部也向(xiang)前(qian)延伸(shen)，熔(rong)池(chi)(chi)后(hou)(hou)部則逐漸冷卻凝固形成焊縫。重量較輕的(de)熔(rong)渣浮在熔(rong)池(chi)(chi)表(biao)面，冷卻后(hou)(hou)成為渣殼。
埋弧(hu)自(zi)動焊(han)(han)機由焊(han)(han)劑漏斗、焊(han)(han)絲盤、送絲機構、導電嘴和控制(zhi)等組成，全(quan)部裝在一個能自(zi)動行(xing)(xing)走的小(xiao)車上，用(yong)電纜與焊(han)(han)接(jie)(jie)電源及制(zhi)箱(xiang)連(lian)接(jie)(jie)。焊(han)(han)接(jie)(jie)時，只要(yao)按下啟動按鈕，整個焊(han)(han)接(jie)(jie)過程（包括(kuo)引(yin)弧(hu)、絲、小(xiao)車行(xing)(xing)走等）將自(zi)動進行(xing)(xing)。
由于采用裸焊(han)(han)絲，且導電(dian)嘴長度僅約(yue)50mm,同時，渣層(ceng)可防止(zhi)屬飛濺(jian)，所以，埋(mai)弧焊(han)(han)可采用大電(dian)流（300A~2000A)進行焊(han)(han)接(jie)，使界接(jie)速(su)度和熔深大大增加。
埋弧焊焊接不銹鋼管(guan)所用的焊接材料、焊絲和焊劑見(jian)表5-4。
一、埋弧焊的特點(dian)
1. 埋弧焊的主(zhu)要優點
埋(mai)弧焊生(sheng)產(chan)特(te)點(dian)是埋(mai)弧、自(zi)動和大電流。埋(mai)弧自(zi)動焊有如下優點(dian)：
a. 生(sheng)產(chan)效(xiao)率高(gao)
這是(shi)因(yin)為，一方(fang)面焊(han)絲(si)導電長度縮短，電流(liu)和電流(liu)密度提高，因(yin)此電弧(hu)的熔(rong)(rong)深(shen)能力和焊(han)絲(si)熔(rong)(rong)敷效率都大大提高。埋弧(hu)焊(han)一般(ban)不開坡口單面一次焊(han)熔(rong)(rong)深(shen)可(ke)達20mm.另一方(fang)面由(you)于焊(han)劑和熔(rong)(rong)渣(zha)的隔熱(re)作用，電弧(hu)上(shang)基本沒(mei)有熱(re)的輻射散失，飛(fei)濺也小(xiao)，雖(sui)然用于熔(rong)(rong)化焊(han)劑的熱(re)量損(sun)耗有所增(zeng)大，但總的熱(re)效率仍然大大增(zeng)加，因(yin)而使埋弧(hu)焊(han)的焊(han)接速(su)度可(ke)以(yi)大大提高；以(yi)厚(hou)度8mm~10mm鋼(gang)板(ban)對接為例，單絲(si)埋弧(hu)焊(han)速(su)度可(ke)達30m/h~50m/h,雙絲(si)或多(duo)絲(si)埋弧(hu)焊(han)還可(ke)提高一倍(bei)以(yi)上(shang)，而手(shou)工(gong)焊(han)條電弧(hu)焊(han)則僅為6m/h~8m/h。
b. 焊縫質量高
埋弧(hu)焊(han)時(shi)焊(han)劑對(dui)電弧(hu)空(kong)間有(you)可靠的保(bao)護，可有(you)效地防止外界空(kong)氣的侵人。電弧(hu)區主要成分(fen)(fen)是(shi)二氧化碳,焊(han)縫金屬中含氮量(liang)、含氧量(liang)大(da)大(da)降低(di)。另外，焊(han)接參數(shu)可以通過自(zi)動調節保(bao)持穩(wen)定，焊(han)縫的化學(xue)成分(fen)(fen)和性能(neng)比(bi)較(jiao)均勻，機械性能(neng)比(bi)較(jiao)好，焊(han)縫表(biao)面光潔(jie)平直(zhi)。同時(shi)，因熔(rong)深較(jiao)大(da)，故不易產生未焊(han)透的缺陷。因此(ci)，對(dui)焊(han)工技術(shu)水(shui)平要求可以適當降低(di)。
c. 勞(lao)動(dong)條件(jian)好
由于實現了機械化(hua)、自(zi)動(dong)化(hua)焊(han)(han)接(jie)，除了減輕手工(gong)焊(han)(han)操作的(de)(de)勞動(dong)強度外，它沒有弧(hu)光輻射，這是埋弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)獨特優點。而且(qie)焊(han)(han)接(jie)材料和(he)電能的(de)(de)消耗較低。
2. 埋弧焊的主要缺(que)點
a. 由于(yu)(yu)埋弧(hu)焊是依靠顆粒狀焊劑堆(dui)積形成保護條件，因此，埋弧(hu)焊一般僅適用于(yu)(yu)水平位置(zhi)的焊接(jie)。
b. 對焊(han)件邊緣的加工裝配精度（錯邊、間隙等(deng)）要求高，尤其是不銹(xiu)鋼焊(han)管(guan)。否則，會使(shi)焊(han)接過(guo)程(cheng)不穩定，以(yi)致產(chan)生氣孔(kong)、裂紋、燒穿(chuan)等(deng)缺陷。
c. 由于埋(mai)弧焊電(dian)弧的(de)電(dian)場強度(du)較大，電(dian)流(liu)小(xiao)于100A時，電(dian)弧的(de)穩(wen)定性不好，因此，不適(shi)宜焊接(jie)厚度(du)小(xiao)于1mm的(de)薄壁(bi)管。
二(er)、埋弧焊用焊絲(si)和焊劑及其配合(he)
1. 焊絲
埋(mai)弧(hu)焊(han)用(yong)(yong)焊(han)絲(si)與手工電弧(hu)焊(han)焊(han)條鋼(gang)芯同屬一(yi)個國家標準(zhun)。不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)埋(mai)弧(hu)焊(han)用(yong)(yong)焊(han)絲(si)，可參考YB/T 5092-1996《焊(han)接(jie)用(yong)(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)絲(si)》等(deng)。焊(han)絲(si)直(zhi)徑為(wei)ф1.6mm~6.0mm.不同牌號(hao)的焊(han)絲(si)應分(fen)類(lei)妥善(shan)保管，不能混(hun)用(yong)(yong)。焊(han)前應對焊(han)絲(si)表面仔(zi)細清理(li)，去除(chu)油污等(deng)雜(za)質，防止(zhi)焊(han)接(jie)時(shi)產生氣孔等(deng)缺陷。
2. 焊劑
不(bu)銹鋼埋弧焊常用焊劑(ji)見表(biao)5-4。AVESTA 不(bu)銹鋼埋弧焊焊劑(ji)見表(biao)5-5。
一般焊(han)(han)劑在使用(yong)前必(bi)須(xu)在250℃下烘(hong)(hong)干(gan)，并保溫1~2小時。限用(yong)直流焊(han)(han)的焊(han)(han)劑使用(yong)前必(bi)經300℃~400℃烘(hong)(hong)干(gan)，保溫2小時，烘(hong)(hong)干(gan)后(hou)應立(li)即使用(yong)。施(shi)焊(han)(han)時，覆蓋層(ceng)焊(han)(han)劑堆積厚(hou)(hou)度要適中，過厚(hou)(hou)易導(dao)致焊(han)(han)縫成型惡化變壞，產生凹(ao)坑。
3. 焊(han)絲和焊(han)劑的(de)選配
欲獲(huo)得高(gao)質量的(de)埋弧焊(han)焊(han)接接頭，正(zheng)確(que)選(xuan)用焊(han)絲(si)和焊(han)劑(ji)是十分重要的(de)。對耐熱鋼、低(di)(di)錳鋼、耐蝕鋼的(de)焊(han)接可選(xuan)用中硅或低(di)(di)硅型焊(han)劑(ji)并(bing)配合(he)相應的(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼焊(han)絲(si)。對于鐵素體(ti)、奧氏體(ti)等高(gao)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼，一般選(xuan)用堿度(du)較高(gao)的(de)熔煉焊(han)劑(ji)或燒結、粘結焊(han)劑(ji)，以降低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)元素的(de)燒損及(ji)向焊(han)縫過渡較多的(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)元素。
一(yi)般來說，高(gao)(gao)錳(meng)(meng)高(gao)(gao)硅(gui)低氟(fu)焊(han)劑(ji)，用(yong)(yong)于(yu)碳鋼(gang)(gang)或韌性要(yao)求不(bu)(bu)高(gao)(gao)的場合(he)，配用(yong)(yong)低合(he)金鋼(gang)(gang)焊(han)絲。無(wu)錳(meng)(meng)無(wu)硅(gui)高(gao)(gao)氟(fu)焊(han)劑(ji)屬(shu)堿(jian)性焊(han)劑(ji)，適用(yong)(yong)于(yu)韌性要(yao)求高(gao)(gao)或不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)等高(gao)(gao)合(he)金鋼(gang)(gang)的焊(han)接。中錳(meng)(meng)中硅(gui)中氟(fu)焊(han)劑(ji)屬(shu)中性焊(han)劑(ji)，多用(yong)(yong)于(yu)低合(he)金鋼(gang)(gang)、結構鋼(gang)(gang)焊(han)接。
埋弧(hu)焊(han)用的焊(han)絲(si)，應根據所焊(han)鋼材類類別及對(dui)焊(han)接接頭性能的要求加(jia)以選擇，并與相(xiang)應的焊(han)劑配合(he)使用，如表5-4列出了埋弧(hu)焊(han)焊(han)絲(si)、焊(han)劑的選配。
四、埋弧焊焊機(ji)
埋(mai)弧焊焊機是由機械、電源和控(kong)制系統3個(ge)主要部(bu)分組成，它們主要特(te)點如下：
1. 機械結構(gou)
現(xian)以MZ-1000型自動(dong)焊(han)機(ji)的焊(han)接小車為例來說明自動(dong)埋弧(hu)焊(han)機(ji)的機(ji)械結構特(te)點，其(qi)他各種自動(dong)埋弧(hu)焊(han)機(ji)的結構均與此大同小異。它由送(song)絲機(ji)、行走小車、機(ji)頭(tou)調(diao)整機(ji)構、導電(dian)嘴(zui)以及(ji)焊(han)絲盤、焊(han)劑漏斗等部(bu)件組(zu)成(cheng)，通常還裝有控制盒。－
a. 送(song)絲機(ji)
送(song)絲(si)機的主要作用是將直徑(jing)Φ3mm~φ6mm的焊(han)絲(si)自(zi)動輸(shu)送(song)到電弧焊(han)接(jie)區，它包(bao)括送(song)絲(si)傳動系(xi)統、送(song)絲(si)滾(gun)(gun)輪和矯直滾(gun)(gun)輪等。
送絲電(dian)(dian)動(dong)機(ji)功率取決于焊絲直徑，一般(ban)為(wei)40W~100W.額定轉速為(wei)2650r/min,可(ke)以均勻調節。送絲機(ji)構減速比取決于電(dian)(dian)動(dong)機(ji)轉速和(he)所要求(qiu)的送給(gei)速度(du)范圍，一般(ban)為(wei)100~160。
b. 行走小(xiao)車
包括行(xing)走傳功機構(gou)、行(xing)走輪(lun)及離合(he)器(qi)(qi)等。行(xing)走輪(lun)一(yi)般應為橡膠(jiao)絕緣(yuan)(yuan)輪(lun)，使小(xiao)車與導(dao)電(dian)嘴(zui)絕緣(yuan)(yuan)。當離合(he)器(qi)(qi)脫離時小(xiao)車可以由(you)手推動，當合(he)上時則(ze)由(you)電(dian)動機驅動。行(xing)走電(dian)動機功率(lv)取(qu)決于小(xiao)車的(de)自(zi)重，一(yi)般為40W~200W.行(xing)走機械減速比取(qu)決于電(dian)機和所要求(qiu)焊(han)接速度范圍，一(yi)般為800~1000.
c. 機(ji)頭調節機(ji)構
為了使焊(han)機(ji)能適(shi)應(ying)各種類型(xing)焊(han)縫焊(han)接，并使焊(han)絲(si)對準(zhun)焊(han)縫，送絲(si)機(ji)應(ying)有(you)足(zu)夠的調節自由度。
d. 導電嘴
安裝在機頭上的銅制(zhi)導(dao)電嘴(zui)（耐磨銅合金(jin)制(zhi)成）是為了將電流導(dao)至焊絲用的。導(dao)電嘴(zui)一(yi)般分為3種(zhong)不同的結構(gou)形式（圖5-20)。
滾(gun)輪(lun)(lun)式(shi)導(dao)(dao)電嘴由裝在(zai)導(dao)(dao)電板上的(de)兩個耐(nai)磨銅滾(gun)輪(lun)(lun)組成。焊接電源線接在(zai)導(dao)(dao)電扳上。為了(le)接觸導(dao)(dao)電良(liang)好，焊絲靠彈(dan)簧的(de)張(zhang)力夾緊在(zai)兩個滾(gun)輪(lun)(lun)之間。彈(dan)簧張(zhang)力由螺釘(ding)來(lai)調節（圖5-20a)。
夾(jia)(jia)瓦(wa)式導電嘴是(shi)由兩個(ge)帶(dai)槽(cao)(cao)的銅夾(jia)(jia)瓦(wa)組成。用兩個(ge)帶(dai)彈(dan)簧的螺釘(ding)使－夾(jia)(jia)瓦(wa)壓(ya)向另一夾(jia)(jia)瓦(wa)，以保證夾(jia)(jia)瓦(wa)與(yu)焊(han)絲之間有良好的接觸。接電纜用螺栓接在(zai)固定夾(jia)(jia)瓦(wa)上(shang)。為(wei)了(le)延(yan)長(chang)使用壽命，可在(zai)夾(jia)(jia)瓦(wa)的溝槽(cao)(cao)中對不同直徑焊(han)絲更換襯(chen)瓦(wa)。這種結構的導電嘴可以有效地導引焊(han)絲的方(fang)向，并容許有較大的磨損（圖5-20b)。
對于小直(zhi)徑(jing)（Φ1.6mm~Φ2mm)的(de)焊(han)(han)絲，可用(yong)偏心式導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)嘴，也稱管(guan)狀導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)嘴，它是(shi)由導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)桿(gan)(gan)和(he)導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)嘴組成（圖5-20c).導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)嘴用(yong)耐磨合金鉻銅制(zhi)成，導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)桿(gan)(gan)有(you)直(zhi)的(de)或彎的(de)。導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)嘴與導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)桿(gan)(gan)不在(zai)一個同心度上，因此(ci)，通過導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)桿(gan)(gan)的(de)焊(han)(han)絲在(zai)導(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)嘴的(de)端頭(tou)中受到彎曲，并由于焊(han)(han)絲的(de)彈(dan)性(xing)而在(zai)端頭(tou)的(de)出(chu)口(kou)處造成必要的(de)接觸壓(ya)力。
e. 焊劑回收器
專用(yong)(yong)(yong)(yong)埋弧焊機一(yi)般裝有(you)焊劑(ji)(ji)回收(shou)器。目前一(yi)般的焊劑(ji)(ji)回收(shou)器均是利用(yong)(yong)(yong)(yong)0.3MPa~0.4MPa個大氣(qi)(qi)壓的壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)造(zao)成局(ju)部負壓實行(xing)吸(xi)(xi)收(shou)的，結構(gou)型式有(you)電動吸(xi)(xi)入、氣(qi)(qi)動吸(xi)(xi)入、吸(xi)(xi)壓式等(deng)多(duo)種。前兩種壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)不(bu)(bu)跟焊劑(ji)(ji)接(jie)觸(chu)，但輸送不(bu)(bu)可靠(kao)；后一(yi)種輸送控制可靠(kao)，但壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)直接(jie)和焊劑(ji)(ji)接(jie)觸(chu)。因(yin)壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)含水(shui)量高，焊劑(ji)(ji)受潮(chao)易使(shi)焊縫產(chan)生氣(qi)(qi)孔，因(yin)此(ci)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)起來都不(bu)(bu)太滿意，目前正在推廣用(yong)(yong)(yong)(yong)局(ju)部真(zhen)空(kong)(kong)吸(xi)(xi)塵原理制造(zao)的新(xin)型焊劑(ji)(ji)回收(shou)器。
2. 焊接(jie)電源
埋(mai)(mai)弧(hu)自動焊(han)(han)(han)可采用(yong)(yong)交(jiao)流(liu)或直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)源進行(xing)焊(han)(han)(han)接，可根據產品(pin)焊(han)(han)(han)接要求(qiu)及焊(han)(han)(han)劑型號選定(ding)電(dian)源。一般低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)及低(di)(di)合金結(jie)構鋼(gang)配用(yong)(yong)“焊(han)(han)(han)劑430”或“焊(han)(han)(han)劑431”時，焊(han)(han)(han)接均應優先考慮采用(yong)(yong)交(jiao)流(liu)電(dian)源。若用(yong)(yong)低(di)(di)錳低(di)(di)硅(gui)焊(han)(han)(han)劑，必須選用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)源才能保證(zheng)埋(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)過程電(dian)弧(hu)的穩定(ding)性(xing)。采用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)源時一般采用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)流(liu)反極性(xing)，以(yi)獲得較大的熔深。埋(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)源有(you)ZXG-1000R、ZDG-1000R等。
埋弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)不銹鋼一(yi)般使用(yong)直流電源(yuan)。粗絲(si)埋弧(hu)焊(han)一(yi)般采用(yong)電弧(hu)電壓自(zi)動(dong)調節式焊(han)絲(si)機(ji)構，配(pei)用(yong)陡降(jiang)外特性電源(yuan)。細絲(si)埋弧(hu)焊(han)采用(yong)等速送絲(si)機(ji)，配(pei)用(yong)平或(huo)緩降(jiang)外特性電源(yuan)。
埋(mai)弧自動焊(han)焊(han)接電源空載(zai)電壓要求在70V~80V以上。由于焊(han)接電流較(jiao)大(da)，埋(mai)弧自動焊(han)電源的額定電流一(yi)般在700A~1000A之間(jian)。
3. 控制系統
通用(yong)(yong)小(xiao)車(che)式埋弧(hu)自(zi)動焊(han)機(ji)(ji)的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統包括：電(dian)(dian)源外(wai)特性控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、送絲和(he)小(xiao)車(che)拖動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)及程(cheng)序自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)（其(qi)中(zhong)主要是(shi)引弧(hu)和(he)熄弧(hu)自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)）。一(yi)般埋弧(hu)焊(han)機(ji)(ji)，常有一(yi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)箱來(lai)安(an)裝主要控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)器組件，但(dan)實際(ji)上(shang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統總還(huan)有一(yi)部分組件是(shi)安(an)裝在(zai)小(xiao)車(che)上(shang)的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)盒(he)和(he)焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)源箱內的，因(yin)此(ci)，使(shi)用(yong)(yong)時設備(bei)必(bi)須按照出廠時提供的外(wai)部接(jie)(jie)線安(an)裝圖連接(jie)(jie)，如圖5-21。
