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1、第三单元第三单元 埋弧焊埋弧焊焊接方法与设备焊接方法与设备 第第3 3版版n n书名：书名：焊接方法与焊接方法与 设备设备 第第3 3版版n n书号：书号：978-7-111-978-7-111- 44030-744030-7n n作者：雷世明作者：雷世明n n出版社：机械工业出版社：机械工业 出版社出版社学习目标学习目标通过本单元的学通过本单元的学 习，要使学生明确埋弧习，要使学生明确埋弧 焊的特点及应用；掌握焊的特点及应用；掌握 埋弧焊的电流种类与极埋弧焊的电流种类与极 性的选择；熟悉埋弧焊性的选择；熟悉埋弧焊 焊接工艺等内容；并对焊接工艺等内容；并对 其他埋弧焊方法有一定其他埋弧焊方法有
2、一定 的了解。的了解。 综合知识模块一综合知识模块一 埋弧焊的原理及特点埋弧焊的原理及特点埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高 的机械化焊接方法。它与焊条电弧焊相比，虽然的机械化焊接方法。它与焊条电弧焊相比，虽然 灵活性差一些，但焊接质量好、效率高、成本低灵活性差一些，但焊接质量好、效率高、成本低 ，劳动条件好。，劳动条件好。能力知识点一能力知识点一埋弧焊的工作原理埋弧焊的工作原理埋弧焊的焊接过程和焊缝的埋弧焊的焊接过程和焊缝的纵、横 向剖面如图如图3-13-1所示。焊接时，焊机的起所示。焊接时，焊机的起 动、引弧、送丝、机头（或工件）移动动、引弧、送丝
3、、机头（或工件）移动 等过程全由焊机进行机械化控制，焊工等过程全由焊机进行机械化控制，焊工 只需按动相应的按钮即可完成工作。只需按动相应的按钮即可完成工作。图3-1 埋弧焊焊接过程 a) 焊接过程 b)纵向剖面 c) 横向剖面能力知识点能力知识点2 2 埋弧焊的特点埋弧焊的特点1 1埋弧焊的主要优点埋弧焊的主要优点（1 1）焊接生产率高）焊接生产率高 埋弧焊的焊接电流大，热效率高，焊接埋弧焊的焊接电流大，热效率高，焊接 速度快，因此焊接生产率高速度快，因此焊接生产率高 。 埋弧焊的埋弧焊的 焊接速度最高可达焊接速度最高可达6060150m/h150m/h，而焊条，而焊条 电弧焊则不超过电弧焊则
4、不超过6 68m/h8m/h，故埋弧焊与焊，故埋弧焊与焊 条电弧焊相比有更高的生产率。条电弧焊相比有更高的生产率。（2 2）焊缝质量好）焊缝质量好 这首先是因为埋弧焊时电弧及熔池均处在焊剂这首先是因为埋弧焊时电弧及熔池均处在焊剂 与熔渣的保护之中，保护效果比焊条电弧焊好，因与熔渣的保护之中，保护效果比焊条电弧焊好，因 而可使焊缝金属中氮含量、氧含量大大降低；焊剂而可使焊缝金属中氮含量、氧含量大大降低；焊剂 的存在也使熔池金属凝固速度减缓，液态金属与熔的存在也使熔池金属凝固速度减缓，液态金属与熔 化的焊剂之间有较多的时间进行冶金反应，减少了化的焊剂之间有较多的时间进行冶金反应，减少了 焊缝中产生
5、气孔、裂纹等缺陷的可能性；埋弧焊时焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性；埋弧焊时 ，焊接参数可通过自动调节保持稳定，焊缝质量对，焊接参数可通过自动调节保持稳定，焊缝质量对 焊工技艺水平的依赖程度亦可大大降低；焊缝成分焊工技艺水平的依赖程度亦可大大降低；焊缝成分 稳定，表面成形美观，力学性能好。稳定，表面成形美观，力学性能好。（3 3）焊接成本较低）焊接成本较低 埋弧焊时工件可不开坡口或开小坡口，埋弧焊时工件可不开坡口或开小坡口， 因而既节约了因加工坡口而消耗掉的工件金因而既节约了因加工坡口而消耗掉的工件金 属和加工工时，也减少了焊缝中焊丝的填充属和加工工时，也减少了焊缝中焊丝的填充 量；焊接时金
6、属飞溅极少，又没有焊条头的量；焊接时金属飞溅极少，又没有焊条头的 损失，所以也节约了填充金属；埋弧焊的热损失，所以也节约了填充金属；埋弧焊的热 量集中，热效率高，故在单位长度焊缝上所量集中，热效率高，故在单位长度焊缝上所 消耗的电能也大大减少。消耗的电能也大大减少。n n（4 4）劳动条件好）劳动条件好n n由于埋弧焊实由于埋弧焊实 现了焊接过程的机现了焊接过程的机 械化和自动化，操械化和自动化，操 作较简便，焊接过作较简便，焊接过 程中操作者只是监程中操作者只是监 控焊机，因而大大控焊机，因而大大 减轻了焊工的劳动减轻了焊工的劳动 强度；焊工的劳动强度；焊工的劳动 条件好。条件好。2 2埋弧
7、焊的主要缺点埋弧焊的主要缺点（1 1）难以在空间位置施焊）难以在空间位置施焊 （2 2）对工件装配质量要求高）对工件装配质量要求高 （3 3）不适合焊接薄板和短焊缝）不适合焊接薄板和短焊缝 埋弧焊由于受焊车的限制，机动灵活埋弧焊由于受焊车的限制，机动灵活 性差，一般只适合焊接长直焊缝或大圆弧性差，一般只适合焊接长直焊缝或大圆弧 焊缝；对于焊接弯曲、不规则的焊缝或短焊缝；对于焊接弯曲、不规则的焊缝或短 焊缝则比较困难。焊缝则比较困难。 能力知识点能力知识点3 3埋弧焊的分类及应用埋弧焊的分类及应用1.1.埋弧焊方法分类埋弧焊方法分类埋弧焊按送丝方式、焊丝数量及形状、焊缝埋弧焊按送丝方式、焊丝数量
8、及形状、焊缝 成形条件等分成多种类型，见下表所示。成形条件等分成多种类型，见下表所示。按送丝方式：等速送丝 、 变速送丝按焊丝形状及数目：单丝、双丝、多 丝、 带级按成形条件：双面焊 单面焊双 面成形（需要反面衬垫）2 2应用应用（1 1）焊缝类型和工件厚度）焊缝类型和工件厚度 凡是焊缝可以保持在水平凡是焊缝可以保持在水平 位置、或倾斜度不大的工件，不管是对接、角接和搭接接位置、或倾斜度不大的工件，不管是对接、角接和搭接接 头，都可以用埋弧焊焊接。头，都可以用埋弧焊焊接。埋弧焊可焊接的工件厚度范围很大。除了厚度在埋弧焊可焊接的工件厚度范围很大。除了厚度在5mm5mm 以下的工件由于容易烧穿，埋
9、弧焊焊接的最大厚度已达以下的工件由于容易烧穿，埋弧焊焊接的最大厚度已达 650mm650mm。 （2 2）焊接材料种类）焊接材料种类 适合埋弧焊的材料已从碳素结构钢适合埋弧焊的材料已从碳素结构钢 发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些非铁金属发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些非铁金属 ，如镍基合金、铜合金等。，如镍基合金、铜合金等。此外，埋弧焊还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀此外，埋弧焊还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀 的合金层。铸铁一般不能用埋弧焊焊接。铝、镁及其合金的合金层。铸铁一般不能用埋弧焊焊接。铝、镁及其合金 目前还不能使用埋弧焊焊接。铅、锌等低熔点金属材料也目前还不
10、能使用埋弧焊焊接。铅、锌等低熔点金属材料也 不适合用埋弧焊焊接。不适合用埋弧焊焊接。综合知识模块二综合知识模块二 埋弧焊设备埋弧焊设备 能力知识点能力知识点1 1埋弧焊机的功能和结构特点埋弧焊机的功能和结构特点1 1埋弧焊机的主要功能埋弧焊机的主要功能 （l l）建立焊接电弧，并向电弧供给电能。）建立焊接电弧，并向电弧供给电能。 （2 2）连续不断地向焊接区送进焊丝，并自动保持）连续不断地向焊接区送进焊丝，并自动保持 确定的弧长和工艺参数不变，使电弧稳定燃烧。确定的弧长和工艺参数不变，使电弧稳定燃烧。 （3 3）使电弧沿接缝移动，并保持确定的行走速度）使电弧沿接缝移动，并保持确定的行走速度 。
11、 （4 4）在电弧前方不断地向焊接区铺撒焊剂。）在电弧前方不断地向焊接区铺撒焊剂。 （5 5）控制焊机的引弧、焊接和熄弧停机的操作过）控制焊机的引弧、焊接和熄弧停机的操作过 程。程。n n2 2埋弧焊机的分类埋弧焊机的分类n n常用的埋弧焊机有等速送丝式和变常用的埋弧焊机有等速送丝式和变 速送丝式两种类型。按照不同的工作需速送丝式两种类型。按照不同的工作需 要，埋弧焊机可做成不同的型式。常见要，埋弧焊机可做成不同的型式。常见 的有焊车式、悬挂式、车床式、悬臂式的有焊车式、悬挂式、车床式、悬臂式 和门架式等。图和门架式等。图3-23-2为各种型式的埋弧为各种型式的埋弧 焊机（不带焊接电源）简图。
12、表焊机（不带焊接电源）简图。表3-53-5为为 常用国产埋弧焊机的主要技术数据。常用国产埋弧焊机的主要技术数据。 图32 常见埋弧焊机的型式 a） 焊车式 b） 悬挂式 c） 车床式 d） 门架式 e） 悬臂式表表3-5 3-5 常用国产埋弧焊机的主要技术数据。常用国产埋弧焊机的主要技术数据。 3. 3. 埋弧焊机的结构特点埋弧焊机的结构特点埋弧焊机主要由送埋弧焊机主要由送 丝机构、行走机构、焊接丝机构、行走机构、焊接 电源和控制系统等部分组电源和控制系统等部分组 成。成。 （1 1）送丝机构）送丝机构 如图如图3 33 3 所示。它应能可靠地送进所示。它应能可靠地送进 焊丝并具有较宽的调速范
13、焊丝并具有较宽的调速范 围，以保证电弧稳定。围，以保证电弧稳定。图3-3 送丝机构示意图（2 2） 焊车行走机构焊车行走机构 如图如图3-43-4所示。所示。 行走行走 轮一般采用橡胶绝缘轮一般采用橡胶绝缘 轮，以免焊接电流经轮，以免焊接电流经 车轮而短路。离合器车轮而短路。离合器 合上时由电动机拖动合上时由电动机拖动 ，脱离时焊车可用手，脱离时焊车可用手 推动。推动。 图3-4 焊车行走机构示意图（3 3）焊接电源）焊接电源 埋弧焊电源埋弧焊电源 的额定电流在的额定电流在5005002000A2000A之间之间 （一般为（一般为1000A1000A），负载持续率），负载持续率 为为10010
14、0。常用的交流电源为同。常用的交流电源为同 体式弧焊变压器，直流电源为体式弧焊变压器，直流电源为 硅弧焊整流器。硅弧焊整流器。从发展看，矩形波交流弧焊从发展看，矩形波交流弧焊 电源、晶闸管式、逆变式弧焊电源、晶闸管式、逆变式弧焊 整流器等电子弧焊电源在埋弧整流器等电子弧焊电源在埋弧 焊设备中的应用将日趋扩大。焊设备中的应用将日趋扩大。埋弧焊机可配用交流或直流弧焊电源。埋弧焊机可配用交流或直流弧焊电源。 直流电源适用于小电流，快速引弧，短焊直流电源适用于小电流，快速引弧，短焊 缝、高速焊接以及所采用焊剂的稳弧性较差和对缝、高速焊接以及所采用焊剂的稳弧性较差和对 焊接参数稳定性有较高要求的场合。焊
15、接参数稳定性有较高要求的场合。 采用交流电源时，焊丝熔敷效率及焊缝熔采用交流电源时，焊丝熔敷效率及焊缝熔 深介于直流正接与反接之间，而且电弧的磁偏吹深介于直流正接与反接之间，而且电弧的磁偏吹 最小。因而交流电源多用于大电流埋弧焊和采用最小。因而交流电源多用于大电流埋弧焊和采用 直流时磁偏吹严重的场合。直流时磁偏吹严重的场合。（4 4）控制系统）控制系统 常用的埋弧焊机控制系统包括：常用的埋弧焊机控制系统包括： 送丝拖动控制、行走拖动控制、引弧和熄弧的自送丝拖动控制、行走拖动控制、引弧和熄弧的自 动控制等。动控制等。大型专用焊机还包括横臂升降、收缩、主柱旋大型专用焊机还包括横臂升降、收缩、主柱旋
16、 转、焊剂回收等控制系统。转、焊剂回收等控制系统。一般埋弧焊机常用一控制箱来安装主要控制电一般埋弧焊机常用一控制箱来安装主要控制电 器元件，但也有一部分元件安装在焊车上的控制器元件，但也有一部分元件安装在焊车上的控制 盒和电源箱内。在采用晶闸管等电子控制电路的盒和电源箱内。在采用晶闸管等电子控制电路的 新型埋弧焊机中已不单设控制箱，控制系统的电新型埋弧焊机中已不单设控制箱，控制系统的电 器元件就安装在焊车上的控制盒和电源箱内。器元件就安装在焊车上的控制盒和电源箱内。 能力知识点二能力知识点二埋弧焊机的自动调节原理埋弧焊机的自动调节原理（一）埋弧焊机自动调节的必要性和方法（一）埋弧焊机自动调节的必要性和方法 1. 1. 埋弧焊机自动调节的必要性埋弧焊机自动调节的必要性埋弧
