帶極埋弧堆焊是埋弧焊的一種形式，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)(han)的基體材(cai)(cai)料(liao)是(shi)在設計產品已經確定(ding)了的，選(xuan)擇(ze)基體材(cai)(cai)料(liao)主要考慮強(qiang)度(du)要求和(he)(he)工作環境溫(wen)度(du)以及是(shi)否臨氫等，當然也(ye)要考慮該材(cai)(cai)料(liao)的焊(han)(han)接性。通常選(xuan)用(yong)碳(tan)含量較低的Q395（16Mn）、20G和(he)(he)20MnMoNb等鋼種(zhong)作為基體材(cai)(cai)料(liao)。高溫(wen)臨氫則采用(yong)10Cr2Mo1、2.25CrlMo和(he)(he)10CrMo910等鋼種(zhong)材(cai)(cai)料(liao)。
一、帶極(ji)焊(han)接(jie)材料的選擇(ze)
帶(dai)(dai)極作(zuo)為基(ji)體(ti)材料(liao)(liao)埋弧堆焊時，所(suo)選用(yong)的(de)(de)材料(liao)(liao)包括帶(dai)(dai)極材料(liao)(liao)和(he)焊劑，兩者相(xiang)配(pei)合(he)才能(neng)獲得符合(he)要求的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)和(he)金屬組織及性能(neng)良(liang)好的(de)(de)堆焊層(ceng)。
1. 焊劑
對化工設備進(jin)行(xing)大面積堆焊(han)(han)(han)(han)(han)時，對焊(han)(han)(han)(han)(han)劑要求非常嚴格，其中(zhong)要求焊(han)(han)(han)(han)(han)劑能保(bao)證堆焊(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)程長(chang)時間連續穩(wen)定。目前國(guo)內尚無專門(men)的(de)帶極堆焊(han)(han)(han)(han)(han)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑，多用(yong)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑代替。用(yong)熔(rong)煉(lian)堿性(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑進(jin)行(xing)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)，合金元(yuan)素的(de)過(guo)渡系數高(gao)，但堆焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝不夠理想；用(yong)熔(rong)煉(lian)型酸性(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑，雖(sui)然堆焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝性(xing)能良好，但鉻(ge)的(de)燒損嚴重(zhong)。常采用(yong)的(de)是(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑HJ260，再通過(guo)提高(gao)帶極材料(liao)化學(xue)成分(fen)中(zhong)鉻(ge)、鎳(nie)含(han)量來補償(chang)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)程中(zhong)鉻(ge)的(de)燒損。
2. 帶極(ji)材(cai)料和規(gui)格(ge)
在(zai)(zai)用焊(han)(han)劑(ji)HJ260的(de)(de)(de)帶極埋(mai)弧堆焊(han)(han)過程中，鉻的(de)(de)(de)燒(shao)損(sun)比較(jiao)嚴重，一般(ban)要(yao)損(sun)失質(zhi)量(liang)分數(shu)為10％～15％的(de)(de)(de)Cr。在(zai)(zai)選用過渡層的(de)(de)(de)帶極材料(liao)(liao)時，要(yao)尋(xun)求碳(tan)含量(liang)低而鉻、鎳合(he)金元素(su)較(jiao)高的(de)(de)(de)焊(han)(han)接材料(liao)(liao)，其目的(de)(de)(de)是減(jian)少堆焊(han)(han)過渡層與基體(ti)的(de)(de)(de)接觸面(mian)產生淬硬馬(ma)氏體(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)危險，從而使交界面(mian)有(you)(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)塑(su)性，還有(you)(you)一定的(de)(de)(de)韌性，避免或減(jian)少過渡層與基體(ti)接觸面(mian)之間(jian)(jian)產生裂紋和(he)剝離等缺陷。通常同(tong)考慮不銹復合(he)鋼板(ban)焊(han)(han)接時的(de)(de)(de)過渡層一樣，要(yao)選用超(chao)低碳(tan)高鉻、鎳的(de)(de)(de)帶極材料(liao)(liao)，甚至用鎳基合(he)金材料(liao)(liao)，例(li)如，在(zai)(zai)Q395（16MnR）鋼基層同(tong)表層堆焊(han)(han)06Cr18Ni11Ti不銹鋼之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)過渡層，采用HJ260焊(han)(han)劑(ji)配合(he)Cr28Ni11 鋼帶堆焊(han)(han)，雖(sui)然有(you)(you)焊(han)(han)劑(ji)的(de)(de)(de)氧化性和(he)母材中碳(tan)、錳等元素(su)的(de)(de)(de)過渡，仍(reng)可獲得(de)較(jiao)為適用的(de)(de)(de)過渡層。不過過渡層材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)消(xiao)耗量(liang)很大，成(cheng)本問題不可忽視(shi)。
堆(dui)焊(han)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)帶(dai)極材(cai)料的(de)(de)選(xuan)用(yong)：要考(kao)慮堆(dui)焊(han)過程(cheng)中鉻(ge)(ge)的(de)(de)燒(shao)損之后，仍具有(you)足(zu)以保證耐蝕性所需要的(de)(de)化(hua)學(xue)成分。為了使堆(dui)焊(han)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)具有(you)符(fu)合耐酸不銹鋼06Cr18Ni11Ti的(de)(de)化(hua)學(xue)成分，堆(dui)焊(han)表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)的(de)(de)帶(dai)極可選(xuan)用(yong)牌號為H03Cr21Ni10的(de)(de)超低(di)碳(tan)高鉻(ge)(ge)、鎳的(de)(de)焊(han)接(jie)材(cai)料。選(xuan)用(yong)該材(cai)料的(de)(de)帶(dai)極進行的(de)(de)埋弧堆(dui)焊(han)，其表(biao)面(mian)(mian)層(ceng)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分的(de)(de)質量(liang)分數（％）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)使用(yong)要求。
帶極(ji)的(de)規格(寬x厚)較(jiao)多,有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及(ji)120mm×0.5mm等。要根據帶極(ji)埋弧堆焊(han)設(she)備的(de)功(gong)率和被(bei)堆焊(han)面積的(de)大小來(lai)選用帶極(ji)的(de)規格,較(jiao)常(chang)用的(de)帶極(ji)規格為(wei)60mm×0.5mm。
對于無法(fa)用帶極(ji)埋弧焊(han)堆焊(han)的部(bu)位,如拐角部(bu)位之類(lei)可用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)來進行堆焊(han)。過渡(du)層選(xuan)用A412(E310Mo型(xing)(xing))焊(han)條(tiao),表面層可選(xuan)用A202(E316型(xing)(xing))或(huo)A132(E347型(xing)(xing))等焊(han)條(tiao)進行施焊(han),即可獲得06Cr18Ni11Ti不銹鋼的性能。
二、堆(dui)焊工藝
對(dui)于待焊基體的(de)材料(liao),要預先進(jin)行超聲(sheng)波(bo)檢測(ce),不允(yun)許(xu)有超規定(ding)的(de)缺陷存在。被堆(dui)焊的(de)基體材料(liao)表(biao)面(mian),應(ying)在堆(dui)焊前清理(li)干凈后,再次檢查(cha)表(biao)面(mian)不得有微(wei)小裂紋,以(yi)保證過渡層的(de)質量和良好(hao)的(de)外(wai)形(xing)。
如果被(bei)堆焊(han)的基體材料屬(shu)于需(xu)要焊(han)前預熱(re)(re)和焊(han)后(hou)熱(re)(re)處(chu)理的鋼(gang)材,那么堆焊(han)時(shi)也應采取堆焊(han)前預熱(re)(re)和堆焊(han)后(hou)熱(re)(re)處(chu)理的相應措施,且(qie)其處(chu)理熱(re)(re)循環條(tiao)件(jian)應與該材料焊(han)接時(shi)相同。
除(chu)了過渡層(ceng)外,表面層(ceng)通常要堆(dui)(dui)焊(han)(han)兩層(ceng)。第一層(ceng)可以厚(hou)些,為(wei)了提(ti)高堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)厚(hou)度(du)(du),可采用爬坡的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方(fang)法,厚(hou)度(du)(du)為(wei)4~6mm;第二層(ceng)稍薄些,采用下坡的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方(fang)法,厚(hou)度(du)(du)為(wei)2~4mm。
帶極埋(mai)弧堆(dui)焊(han)時,每道(dao)焊(han)縫(feng)之(zhi)間需要相(xiang)互重疊(die)(die),重疊(die)(die)處的質量尤為(wei)(wei)重要。如果堆(dui)焊(han)層間重疊(die)(die)部分太少或者根本(ben)沒(mei)有重疊(die)(die),最(zui)容易造成夾渣(zha)和層間縫(feng)隙,為(wei)(wei)以后(hou)產(chan)生腐蝕或造成剝離提供通道(dao)。重疊(die)(die)寬度最(zui)好(hao)為(wei)(wei)6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)(guo)程的(de)(de)穩定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)表面(mian)的(de)(de)成形(xing)和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)的(de)(de)稀釋,很大程度上取決于所(suo)(suo)(suo)選用的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(shu)。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)(su)度不(bu)變的(de)(de)條(tiao)件(jian)下,加(jia)大堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)流,熔敷(fu)速(su)(su)度和(he)熔深(shen)都隨之增加(jia),熔敷(fu)金(jin)屬(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)中所(suo)(suo)(suo)占體(ti)積比(bi)例(li)(li)加(jia)大,因而能提高過(guo)(guo)渡層(ceng)的(de)(de)質(zhi)量(liang)。而加(jia)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度,使(shi)熔敷(fu)金(jin)屬(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)所(suo)(suo)(suo)占體(ti)積比(bi)例(li)(li)減(jian)小(xiao),則(ze)熔化基體(ti)材(cai)料在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)中所(suo)(suo)(suo)占體(ti)積比(bi)例(li)(li)會增大,使(shi)過(guo)(guo)渡層(ceng)質(zhi)量(liang)變差。為(wei)了提高過(guo)(guo)渡層(ceng)和(he)表面(mian)層(ceng)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang),必(bi)須嚴格控(kong)制堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)流、堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度等主要(yao)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(shu)。例(li)(li)如,選用帶(dai)極(ji)(ji)(ji)規格為(wei)60mm×0.5mm,采(cai)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑HJ260,在(zai)MU1-1000型帶(dai)極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機上進行埋(mai)弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi),電(dian)源采(cai)用直流反(fan)極(ji)(ji)(ji)性(xing),選用合(he)理(li)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(shu)(堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)流650A,電(dian)弧(hu)電(dian)壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度7.6m/h,帶(dai)極(ji)(ji)(ji)送進速(su)(su)度為(wei)51m/h),能獲得良好的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang)。
堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)表(biao)面凸凹太大(da)或鏟除內(nei)部(bu)(bu)缺陷后,均要進行打(da)磨和補焊(han)(han)(han)(han),補焊(han)(han)(han)(han)后的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)表(biao)面還要打(da)磨到與堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)面平齊。補焊(han)(han)(han)(han)后的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)質量不(bu)能低(di)于堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)的(de)(de)質量。補焊(han)(han)(han)(han)可以(yi)用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)來(lai)完成(cheng)。每道焊(han)(han)(han)(han)縫之(zhi)間重(zhong)疊部(bu)(bu)分不(bu)小(xiao)于焊(han)(han)(han)(han)縫寬度(du)的(de)(de)1/3。
不論是過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)還(huan)是表面層(ceng)(ceng)(ceng),堆(dui)焊(han)(han)完畢均要(yao)分(fen)別對其(qi)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)進行(xing)檢(jian)(jian)查(cha),不允許存在裂紋(wen)。要(yao)通過(guo)超聲(sheng)波(bo)檢(jian)(jian)測和(he)測厚(hou)儀(yi)來判斷堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的內(nei)部質量和(he)堆(dui)焊(han)(han)厚(hou)度(du)。如果焊(han)(han)后需(xu)(xu)要(yao)消(xiao)除應(ying)力而(er)進行(xing)熱處(chu)(chu)理(li),則熱處(chu)(chu)理(li)后還(huan)要(yao)再次進行(xing)上述檢(jian)(jian)查(cha),以確保(bao)堆(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的內(nei)部質量。表面層(ceng)(ceng)(ceng)還(huan)需(xu)(xu)要(yao)進行(xing)晶間腐蝕評估(gu)。
