帶極埋弧堆焊是埋(mai)弧焊的一種形式，它以鋼帶代替焊絲作為焊接材料。堆焊時，電弧在帶極端部的局部點燃，隨著電弧的燃燒和電極的熔化，電弧將在帶極端面上迅速來回移動，類似于不斷擺動焊絲的埋弧焊。它具有堆焊層比較淺，稀釋程度很小（可控制在10％以內），生產率高的優點。由于電流總是集中在帶極端面最突出的局部，所以電流密度很高，可以獲得較高的熔敷效率，達20～30kg／h。同時堆焊層表面比較均勻、平整。焊劑能很好地保護焊接熔池，防止外界空氣侵入，且操作穩定、可靠。帶埋弧堆焊適用于大面積的堆焊。
受堆焊(han)的(de)基體(ti)材(cai)(cai)料(liao)是在設(she)計產品已經確定了的(de)，選(xuan)擇基體(ti)材(cai)(cai)料(liao)主要(yao)(yao)考慮強度(du)要(yao)(yao)求和工作環(huan)境溫(wen)度(du)以及是否臨氫等(deng)，當(dang)然也要(yao)(yao)考慮該材(cai)(cai)料(liao)的(de)焊(han)接性。通常選(xuan)用碳含量較低的(de)Q395（16Mn）、20G和20MnMoNb等(deng)鋼種作為基體(ti)材(cai)(cai)料(liao)。高溫(wen)臨氫則采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和10CrMo910等(deng)鋼種材(cai)(cai)料(liao)。
一、帶極焊接材料(liao)的選擇
帶極(ji)作為基(ji)體材(cai)料埋弧(hu)堆焊(han)時，所選用的材(cai)料包括帶極(ji)材(cai)料和(he)焊(han)劑(ji)，兩(liang)者相(xiang)配(pei)合才能(neng)(neng)獲得符合要求(qiu)的化學(xue)成分和(he)金屬組織及性能(neng)(neng)良好(hao)的堆焊(han)層。
1. 焊劑
對化(hua)工設備進行大面積(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)，對焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)要求非常嚴格(ge)，其中(zhong)要求焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)能(neng)保證(zheng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)過程長時(shi)間連續穩定。目前國內尚無專門的帶極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，多用(yong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)代替。用(yong)熔煉堿性(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)進行堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)，合金元素的過渡系數(shu)高(gao)，但(dan)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝不夠理想(xiang)；用(yong)熔煉型酸性(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，雖(sui)然堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝性(xing)能(neng)良好，但(dan)鉻的燒(shao)損(sun)嚴重。常采(cai)用(yong)的是焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)HJ260，再通過提高(gao)帶極材料化(hua)學成分中(zhong)鉻、鎳含量來補(bu)償堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)過程中(zhong)鉻的燒(shao)損(sun)。
2. 帶(dai)極(ji)材料和規格
在用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)HJ260的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)埋弧堆焊(han)(han)(han)(han)過(guo)(guo)程中(zhong)，鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)燒(shao)損比較(jiao)嚴(yan)重，一(yi)般要(yao)損失質量(liang)分(fen)數為10％～15％的(de)(de)(de)Cr。在選用(yong)(yong)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材(cai)(cai)料時，要(yao)尋求碳(tan)含量(liang)低(di)而(er)鉻(ge)(ge)、鎳(nie)合金元素(su)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料，其目(mu)的(de)(de)(de)是減少(shao)堆焊(han)(han)(han)(han)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)與基(ji)體的(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸面(mian)產(chan)生(sheng)淬硬(ying)馬(ma)氏體組(zu)織的(de)(de)(de)危險(xian)，從而(er)使交界面(mian)有較(jiao)好的(de)(de)(de)塑性(xing)，還有一(yi)定的(de)(de)(de)韌性(xing)，避免(mian)或減少(shao)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)與基(ji)體接(jie)(jie)觸面(mian)之(zhi)間產(chan)生(sheng)裂紋和(he)剝(bo)離等缺陷。通常同(tong)考慮不銹復合鋼板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)時的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)一(yi)樣，要(yao)選用(yong)(yong)超低(di)碳(tan)高(gao)鉻(ge)(ge)、鎳(nie)的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材(cai)(cai)料，甚至(zhi)用(yong)(yong)鎳(nie)基(ji)合金材(cai)(cai)料，例如，在Q395（16MnR）鋼基(ji)層(ceng)(ceng)同(tong)表層(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)(han)(han)06Cr18Ni11Ti不銹鋼之(zhi)間的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)，采(cai)用(yong)(yong)HJ260焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)配合Cr28Ni11 鋼帶(dai)堆焊(han)(han)(han)(han)，雖(sui)然有焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)的(de)(de)(de)氧化(hua)性(xing)和(he)母(mu)材(cai)(cai)中(zhong)碳(tan)、錳等元素(su)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)，仍可(ke)獲得(de)較(jiao)為適用(yong)(yong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)。不過(guo)(guo)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)消耗量(liang)很大(da)，成本問(wen)題不可(ke)忽視。
堆焊(han)(han)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)帶極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)選用(yong)：要(yao)考(kao)慮堆焊(han)(han)過程(cheng)中鉻的(de)(de)(de)燒損之(zhi)后，仍(reng)具(ju)有(you)足(zu)(zu)以保證耐蝕性所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)化學(xue)成分(fen)。為了使堆焊(han)(han)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)具(ju)有(you)符(fu)合(he)耐酸不銹(xiu)鋼(gang)06Cr18Ni11Ti的(de)(de)(de)化學(xue)成分(fen)，堆焊(han)(han)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)帶極(ji)(ji)可選用(yong)牌號為H03Cr21Ni10的(de)(de)(de)超低(di)碳高鉻、鎳的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)。選用(yong)該材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)帶極(ji)(ji)進行的(de)(de)(de)埋弧堆焊(han)(han)，其(qi)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)化學(xue)成分(fen)的(de)(de)(de)質量分(fen)數(shu)（％）為：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完全能滿足(zu)(zu)使用(yong)要(yao)求。
帶(dai)極(ji)的規(gui)(gui)格(寬x厚)較多,有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等(deng)。要根據帶(dai)極(ji)埋弧(hu)堆焊設備的功率和(he)被堆焊面積的大小來選用帶(dai)極(ji)的規(gui)(gui)格,較常用的帶(dai)極(ji)規(gui)(gui)格為60mm×0.5mm。
對于無法用(yong)帶極埋弧焊(han)(han)堆焊(han)(han)的(de)部(bu)位,如拐角(jiao)部(bu)位之類(lei)可(ke)用(yong)焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)來進(jin)行(xing)堆焊(han)(han)。過渡層選(xuan)用(yong)A412(E310Mo型(xing))焊(han)(han)條(tiao),表面層可(ke)選(xuan)用(yong)A202(E316型(xing))或A132(E347型(xing))等焊(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)施焊(han)(han),即可(ke)獲(huo)得06Cr18Ni11Ti不銹鋼的(de)性能。
二、堆焊工(gong)藝
對(dui)于待(dai)焊基體的(de)材料,要預先進行(xing)超(chao)聲(sheng)波(bo)檢(jian)測(ce),不允(yun)許有超(chao)規定的(de)缺陷存在。被堆(dui)焊的(de)基體材料表(biao)面,應在堆(dui)焊前(qian)清理干凈后,再次(ci)檢(jian)查表(biao)面不得有微小裂(lie)紋,以保證過渡(du)層的(de)質量和良(liang)好的(de)外形。
如果(guo)被堆(dui)(dui)(dui)焊(han)的(de)基體材(cai)料屬于需要(yao)焊(han)前(qian)預(yu)(yu)熱(re)(re)(re)和焊(han)后熱(re)(re)(re)處(chu)理的(de)鋼材(cai),那么堆(dui)(dui)(dui)焊(han)時(shi)也應(ying)采取堆(dui)(dui)(dui)焊(han)前(qian)預(yu)(yu)熱(re)(re)(re)和堆(dui)(dui)(dui)焊(han)后熱(re)(re)(re)處(chu)理的(de)相應(ying)措施,且其處(chu)理熱(re)(re)(re)循環條件應(ying)與該材(cai)料焊(han)接時(shi)相同。
除了過渡層(ceng)(ceng)(ceng)外,表面層(ceng)(ceng)(ceng)通常要堆(dui)焊(han)(han)兩層(ceng)(ceng)(ceng)。第一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)可以厚些,為了提高堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du),可采用爬坡的堆(dui)焊(han)(han)方(fang)法,厚度(du)為4~6mm;第二層(ceng)(ceng)(ceng)稍薄些,采用下坡的堆(dui)焊(han)(han)方(fang)法,厚度(du)為2~4mm。
帶(dai)極埋弧堆焊時,每道焊縫(feng)之(zhi)間(jian)需(xu)要相互重(zhong)疊(die),重(zhong)疊(die)處的質(zhi)量尤為(wei)重(zhong)要。如(ru)果(guo)堆焊層間(jian)重(zhong)疊(die)部分太少或(huo)者根(gen)本沒有重(zhong)疊(die),最(zui)容易造成(cheng)夾渣和(he)層間(jian)縫(feng)隙(xi),為(wei)以(yi)后產生腐蝕或(huo)造成(cheng)剝離提供(gong)通道。重(zhong)疊(die)寬度(du)最(zui)好為(wei)6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)過(guo)程(cheng)的(de)(de)穩(wen)定、堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)層表面的(de)(de)成形和(he)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)稀(xi)釋,很(hen)大(da)(da)程(cheng)度(du)(du)上取決于(yu)所選用的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)參數(shu)。在(zai)焊(han)(han)接速(su)度(du)(du)不變的(de)(de)條(tiao)件下,加(jia)(jia)大(da)(da)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),熔敷速(su)度(du)(du)和(he)熔深(shen)都隨之增加(jia)(jia),熔敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中所占體(ti)積(ji)比例加(jia)(jia)大(da)(da),因而能提高過(guo)渡層的(de)(de)質(zhi)量(liang)。而加(jia)(jia)快堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)速(su)度(du)(du),使(shi)熔敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)所占體(ti)積(ji)比例減小,則熔化基體(ti)材料在(zai)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中所占體(ti)積(ji)比例會增大(da)(da),使(shi)過(guo)渡層質(zhi)量(liang)變差。為了提高過(guo)渡層和(he)表面層的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)質(zhi)量(liang),必(bi)須(xu)嚴格控制堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)、堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)速(su)度(du)(du)等主要堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)參數(shu)。例如,選用帶(dai)極(ji)規格為60mm×0.5mm,采(cai)用焊(han)(han)劑HJ260,在(zai)MU1-1000型帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)機上進行(xing)埋弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)時(shi),電(dian)(dian)(dian)源采(cai)用直流(liu)(liu)反極(ji)性,選用合(he)理(li)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)參數(shu)(堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)650A,電(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)速(su)度(du)(du)7.6m/h,帶(dai)極(ji)送進速(su)度(du)(du)為51m/h),能獲得良(liang)好的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)質(zhi)量(liang)。
堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)表(biao)面(mian)凸凹(ao)太大(da)或(huo)鏟除內部缺陷后,均要進行打(da)磨(mo)(mo)和補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)(han)(han),補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)(han)(han)后的堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)表(biao)面(mian)還要打(da)磨(mo)(mo)到(dao)與(yu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)面(mian)平齊。補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)(han)(han)后的堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)質量(liang)不能低于(yu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)的質量(liang)。補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)(han)(han)可以用焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)來完成。每(mei)道焊(han)(han)(han)(han)(han)縫之間(jian)重疊部分不小(xiao)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫寬度的1/3。
不論是(shi)過(guo)(guo)渡層還(huan)是(shi)表面層,堆焊(han)完畢均要(yao)分別對其堆焊(han)層進行(xing)(xing)檢(jian)查,不允許存在裂(lie)紋(wen)。要(yao)通過(guo)(guo)超聲波檢(jian)測和測厚儀來(lai)判斷堆焊(han)層的內部質量(liang)(liang)和堆焊(han)厚度。如果(guo)焊(han)后需(xu)要(yao)消除應(ying)力而進行(xing)(xing)熱(re)處(chu)理,則熱(re)處(chu)理后還(huan)要(yao)再(zai)次進行(xing)(xing)上述檢(jian)查,以確保堆焊(han)層的內部質量(liang)(liang)。表面層還(huan)需(xu)要(yao)進行(xing)(xing)晶間腐(fu)蝕評估。
