帶極埋弧堆焊是埋弧(hu)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(shou)堆焊的基體(ti)材(cai)料(liao)(liao)(liao)是在(zai)設計產品已(yi)經確定了的，選(xuan)擇基體(ti)材(cai)料(liao)(liao)(liao)主(zhu)要(yao)考慮強度(du)要(yao)求(qiu)和工作(zuo)環境(jing)溫度(du)以及(ji)是否臨氫等，當(dang)然也要(yao)考慮該材(cai)料(liao)(liao)(liao)的焊接(jie)性。通(tong)常選(xuan)用碳(tan)含量(liang)較低的Q395（16Mn）、20G和20MnMoNb等鋼種作(zuo)為基體(ti)材(cai)料(liao)(liao)(liao)。高溫臨氫則采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和10CrMo910等鋼種材(cai)料(liao)(liao)(liao)。
一(yi)、帶(dai)極焊(han)接(jie)材料的選擇
帶(dai)極作(zuo)為基(ji)體材料埋弧堆(dui)焊(han)(han)時，所(suo)選用的材料包括帶(dai)極材料和焊(han)(han)劑，兩者相(xiang)配合才能獲得符合要(yao)求的化學成分和金屬組織及(ji)性能良(liang)好的堆(dui)焊(han)(han)層。
1. 焊劑(ji)
對化(hua)(hua)工(gong)設備進行大面積堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時，對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)要求非(fei)常(chang)嚴(yan)格(ge)，其中要求焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)能保證堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)程長時間連續穩(wen)定。目前(qian)國(guo)內尚無專門的(de)帶極(ji)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，多用(yong)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)代替。用(yong)熔煉堿性(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)進行堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，合金元(yuan)素的(de)過(guo)渡系數高(gao)，但(dan)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)工(gong)藝(yi)不夠理想；用(yong)熔煉型酸性(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，雖然堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)工(gong)藝(yi)性(xing)能良好，但(dan)鉻的(de)燒損嚴(yan)重。常(chang)采用(yong)的(de)是焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)HJ260，再通過(guo)提高(gao)帶極(ji)材料化(hua)(hua)學(xue)成分中鉻、鎳(nie)含量來補償堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)程中鉻的(de)燒損。
2. 帶極材(cai)料和規格
在用(yong)焊(han)(han)(han)劑HJ260的(de)(de)(de)(de)帶(dai)極埋弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)程中，鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)燒損比較嚴重(zhong)，一(yi)般要損失(shi)質量(liang)分數為(wei)10％～15％的(de)(de)(de)(de)Cr。在選用(yong)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)帶(dai)極材(cai)料(liao)時(shi)，要尋(xun)求碳含(han)量(liang)低(di)而(er)(er)鉻(ge)、鎳合(he)金元素較高的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)，其(qi)目(mu)的(de)(de)(de)(de)是減少堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)與基體(ti)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸面(mian)產(chan)生淬硬馬氏體(ti)組(zu)織的(de)(de)(de)(de)危(wei)險，從而(er)(er)使交界面(mian)有(you)較好的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)，還有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)，避免或減少過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)與基體(ti)接(jie)(jie)觸面(mian)之(zhi)間(jian)產(chan)生裂紋和(he)剝離等缺陷。通常(chang)同考慮不(bu)銹復(fu)合(he)鋼(gang)(gang)板焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)一(yi)樣，要選用(yong)超低(di)碳高鉻(ge)、鎳的(de)(de)(de)(de)帶(dai)極材(cai)料(liao)，甚(shen)至用(yong)鎳基合(he)金材(cai)料(liao)，例如，在Q395（16MnR）鋼(gang)(gang)基層(ceng)(ceng)同表層(ceng)(ceng)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)(gang)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)，采用(yong)HJ260焊(han)(han)(han)劑配合(he)Cr28Ni11 鋼(gang)(gang)帶(dai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)，雖然有(you)焊(han)(han)(han)劑的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)性(xing)和(he)母材(cai)中碳、錳(meng)等元素的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)，仍可獲得較為(wei)適用(yong)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)。不(bu)過(guo)(guo)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)消耗量(liang)很大，成本問題不(bu)可忽視。
堆(dui)(dui)焊(han)表(biao)面(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)帶(dai)(dai)極(ji)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)選用(yong)：要(yao)考慮(lv)堆(dui)(dui)焊(han)過程(cheng)中鉻的(de)(de)(de)(de)燒損之后，仍(reng)具有(you)足(zu)以保證耐蝕性所(suo)需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)。為了(le)使(shi)堆(dui)(dui)焊(han)表(biao)面(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)具有(you)符合耐酸不(bu)銹鋼(gang)06Cr18Ni11Ti的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)，堆(dui)(dui)焊(han)表(biao)面(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極(ji)可選用(yong)牌號為H03Cr21Ni10的(de)(de)(de)(de)超低碳高鉻、鎳的(de)(de)(de)(de)焊(han)接材(cai)(cai)料。選用(yong)該(gai)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極(ji)進行的(de)(de)(de)(de)埋弧堆(dui)(dui)焊(han)，其表(biao)面(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)分(fen)數（％）為：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完(wan)全能滿足(zu)使(shi)用(yong)要(yao)求。
帶(dai)極的(de)(de)規格(寬x厚)較多,有(you)30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等。要(yao)根據(ju)帶(dai)極埋弧堆(dui)焊(han)設(she)備(bei)的(de)(de)功率和被堆(dui)焊(han)面(mian)積的(de)(de)大小來選用帶(dai)極的(de)(de)規格,較常用的(de)(de)帶(dai)極規格為60mm×0.5mm。
對于無法(fa)用帶極埋弧(hu)焊堆焊的部位,如拐角部位之類可用焊條(tiao)電弧(hu)焊來(lai)進行堆焊。過(guo)渡層選用A412(E310Mo型(xing)(xing))焊條(tiao),表面層可選用A202(E316型(xing)(xing))或A132(E347型(xing)(xing))等焊條(tiao)進行施焊,即可獲得(de)06Cr18Ni11Ti不銹鋼的性能(neng)。
二(er)、堆(dui)焊工(gong)藝
對于待焊(han)基體(ti)的(de)材(cai)料,要預先(xian)進行超聲(sheng)波檢測,不允(yun)許(xu)有超規定的(de)缺陷存在。被堆焊(han)的(de)基體(ti)材(cai)料表(biao)面,應在堆焊(han)前清理(li)干凈后,再次(ci)檢查表(biao)面不得有微小裂紋,以保證過渡層的(de)質量和(he)良好的(de)外形。
如果被堆焊(han)的基體材(cai)料屬于需要焊(han)前預(yu)(yu)熱(re)(re)和焊(han)后(hou)(hou)熱(re)(re)處理的鋼材(cai),那(nei)么(me)堆焊(han)時也應(ying)采(cai)取堆焊(han)前預(yu)(yu)熱(re)(re)和堆焊(han)后(hou)(hou)熱(re)(re)處理的相應(ying)措施(shi),且其處理熱(re)(re)循環條(tiao)件應(ying)與該材(cai)料焊(han)接時相同。
除了過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)外,表(biao)面層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)通常要堆焊(han)兩層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。第一層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)可以厚(hou)些,為了提高堆焊(han)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度,可采用爬坡(po)的堆焊(han)方(fang)法,厚(hou)度為4~6mm;第二(er)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)稍薄些,采用下坡(po)的堆焊(han)方(fang)法,厚(hou)度為2~4mm。
帶極(ji)埋弧(hu)堆焊時(shi),每(mei)道焊縫之(zhi)間需要相互重(zhong)疊(die),重(zhong)疊(die)處的質(zhi)量尤為(wei)重(zhong)要。如果堆焊層間重(zhong)疊(die)部分太少或(huo)者根本沒有重(zhong)疊(die),最容易(yi)造(zao)成(cheng)夾渣和層間縫隙,為(wei)以后產生腐蝕或(huo)造(zao)成(cheng)剝離(li)提供通道。重(zhong)疊(die)寬度最好為(wei)6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)穩(wen)定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)表面的(de)成(cheng)形和(he)(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金屬的(de)稀釋(shi),很大(da)程(cheng)度(du)上取決于所選(xuan)用(yong)(yong)的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)參(can)數。在焊(han)(han)(han)接速(su)度(du)不變的(de)條件下,加(jia)大(da)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu),熔敷(fu)速(su)度(du)和(he)(he)熔深(shen)都隨之增(zeng)加(jia),熔敷(fu)金屬在堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金屬中(zhong)所占(zhan)體積比例加(jia)大(da),因而能(neng)提(ti)高(gao)過(guo)(guo)渡層(ceng)的(de)質(zhi)量。而加(jia)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)速(su)度(du),使熔敷(fu)金屬在堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金屬所占(zhan)體積比例減小,則熔化基體材料在堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金屬中(zhong)所占(zhan)體積比例會(hui)增(zeng)大(da),使過(guo)(guo)渡層(ceng)質(zhi)量變差。為(wei)了提(ti)高(gao)過(guo)(guo)渡層(ceng)和(he)(he)表面層(ceng)的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)質(zhi)量,必須嚴格(ge)控制堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu)、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)速(su)度(du)等主要堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)參(can)數。例如,選(xuan)用(yong)(yong)帶(dai)極(ji)規格(ge)為(wei)60mm×0.5mm,采用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)劑(ji)HJ260,在MU1-1000型帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)機上進(jin)行埋弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時,電(dian)(dian)(dian)源采用(yong)(yong)直流(liu)反(fan)極(ji)性,選(xuan)用(yong)(yong)合理的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)參(can)數(堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu)650A,電(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)速(su)度(du)7.6m/h,帶(dai)極(ji)送進(jin)速(su)度(du)為(wei)51m/h),能(neng)獲得良好(hao)的(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)質(zhi)量。
堆焊(han)(han)(han)(han)層表(biao)面(mian)凸凹太大或鏟(chan)除內部(bu)缺陷后(hou),均要(yao)進行打(da)磨(mo)和補(bu)焊(han)(han)(han)(han),補(bu)焊(han)(han)(han)(han)后(hou)的(de)堆焊(han)(han)(han)(han)表(biao)面(mian)還(huan)要(yao)打(da)磨(mo)到(dao)與堆焊(han)(han)(han)(han)面(mian)平齊。補(bu)焊(han)(han)(han)(han)后(hou)的(de)堆焊(han)(han)(han)(han)質量不能低于(yu)堆焊(han)(han)(han)(han)層的(de)質量。補(bu)焊(han)(han)(han)(han)可以用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)來完成。每道焊(han)(han)(han)(han)縫之間重(zhong)疊(die)部(bu)分(fen)不小(xiao)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)縫寬(kuan)度的(de)1/3。
不(bu)論是(shi)(shi)過渡層(ceng)還(huan)是(shi)(shi)表(biao)面層(ceng),堆焊(han)(han)完畢均要分別對其堆焊(han)(han)層(ceng)進(jin)行(xing)檢查,不(bu)允許存在裂(lie)紋。要通過超聲(sheng)波檢測(ce)和(he)測(ce)厚儀來判斷堆焊(han)(han)層(ceng)的(de)內部質量(liang)和(he)堆焊(han)(han)厚度(du)。如果(guo)焊(han)(han)后(hou)需(xu)要消(xiao)除應(ying)力而進(jin)行(xing)熱(re)處理(li),則熱(re)處理(li)后(hou)還(huan)要再次進(jin)行(xing)上述檢查,以確(que)保堆焊(han)(han)層(ceng)的(de)內部質量(liang)。表(biao)面層(ceng)還(huan)需(xu)要進(jin)行(xing)晶間腐蝕評估。
