帶極埋弧堆焊是埋弧焊(han)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(de)(de)基體材(cai)料(liao)(liao)是(shi)在設計產品已(yi)經確定(ding)了(le)的(de)(de)，選擇基體材(cai)料(liao)(liao)主(zhu)要考(kao)慮強度要求和(he)工作環(huan)境溫(wen)度以及是(shi)否(fou)臨(lin)氫等(deng)，當然也要考(kao)慮該材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)焊接性。通常選用(yong)碳含(han)量較低的(de)(de)Q395（16Mn）、20G和(he)20MnMoNb等(deng)鋼(gang)(gang)種作為基體材(cai)料(liao)(liao)。高溫(wen)臨(lin)氫則采用(yong)10Cr2Mo1、2.25CrlMo和(he)10CrMo910等(deng)鋼(gang)(gang)種材(cai)料(liao)(liao)。
一、帶極焊接材料的選擇
帶極作為基體材料埋弧堆焊(han)時(shi)，所選用(yong)的材料包括帶極材料和焊(han)劑，兩者相配合(he)才能獲(huo)得符合(he)要求的化學成分和金屬組織及性能良(liang)好的堆焊(han)層。
1. 焊劑
對化工設備進行(xing)大(da)面積堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時，對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)要求非常(chang)嚴(yan)格，其中(zhong)要求焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)能保證堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)過程(cheng)長時間連(lian)續穩定。目前國內尚無(wu)專門的(de)(de)帶極堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，多(duo)用(yong)(yong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)代替。用(yong)(yong)熔煉堿性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)進行(xing)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，合金元素的(de)(de)過渡系數高(gao)，但堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)不夠理想(xiang)；用(yong)(yong)熔煉型酸性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，雖然(ran)堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)性(xing)(xing)能良(liang)好(hao)，但鉻(ge)的(de)(de)燒(shao)損嚴(yan)重(zhong)。常(chang)采用(yong)(yong)的(de)(de)是焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)HJ260，再通過提(ti)高(gao)帶極材料(liao)化學(xue)成分(fen)中(zhong)鉻(ge)、鎳含量來(lai)補償堆焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)過程(cheng)中(zhong)鉻(ge)的(de)(de)燒(shao)損。
2. 帶極材料和(he)規格
在(zai)(zai)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)劑HJ260的(de)帶(dai)極埋弧堆(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)程中，鉻的(de)燒(shao)損比較(jiao)嚴(yan)重(zhong)，一(yi)(yi)般(ban)要(yao)損失質(zhi)量分數為10％～15％的(de)Cr。在(zai)(zai)選用(yong)(yong)過(guo)渡(du)(du)層的(de)帶(dai)極材(cai)料(liao)時(shi)，要(yao)尋求碳(tan)含量低(di)而(er)鉻、鎳合金元素較(jiao)高的(de)焊(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)，其目的(de)是減(jian)少(shao)堆(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)渡(du)(du)層與(yu)基(ji)體的(de)接觸(chu)面(mian)(mian)產生淬硬馬氏體組織的(de)危(wei)險，從(cong)而(er)使交界面(mian)(mian)有較(jiao)好的(de)塑性，還有一(yi)(yi)定的(de)韌性，避免或(huo)減(jian)少(shao)過(guo)渡(du)(du)層與(yu)基(ji)體接觸(chu)面(mian)(mian)之(zhi)間(jian)產生裂紋和剝離等(deng)缺陷。通常同(tong)考慮不(bu)銹復(fu)合鋼(gang)板焊(han)(han)(han)接時(shi)的(de)過(guo)渡(du)(du)層一(yi)(yi)樣，要(yao)選用(yong)(yong)超低(di)碳(tan)高鉻、鎳的(de)帶(dai)極材(cai)料(liao)，甚(shen)至用(yong)(yong)鎳基(ji)合金材(cai)料(liao)，例(li)如，在(zai)(zai)Q395（16MnR）鋼(gang)基(ji)層同(tong)表層堆(dui)焊(han)(han)(han)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)之(zhi)間(jian)的(de)過(guo)渡(du)(du)層，采用(yong)(yong)HJ260焊(han)(han)(han)劑配合Cr28Ni11 鋼(gang)帶(dai)堆(dui)焊(han)(han)(han)，雖然(ran)有焊(han)(han)(han)劑的(de)氧化性和母材(cai)中碳(tan)、錳(meng)等(deng)元素的(de)過(guo)渡(du)(du)，仍(reng)可獲得較(jiao)為適用(yong)(yong)的(de)過(guo)渡(du)(du)層。不(bu)過(guo)過(guo)渡(du)(du)層材(cai)料(liao)的(de)消(xiao)耗量很大(da)，成本問題不(bu)可忽視。
堆(dui)(dui)(dui)焊(han)表(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)帶極材(cai)料的(de)(de)選用：要(yao)(yao)考慮堆(dui)(dui)(dui)焊(han)過程中鉻的(de)(de)燒損之(zhi)后，仍具有足以(yi)保證耐(nai)蝕性所(suo)需要(yao)(yao)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)。為了使堆(dui)(dui)(dui)焊(han)表(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)具有符合耐(nai)酸不銹(xiu)鋼06Cr18Ni11Ti的(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)，堆(dui)(dui)(dui)焊(han)表(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)的(de)(de)帶極可選用牌號為H03Cr21Ni10的(de)(de)超低碳(tan)高鉻、鎳的(de)(de)焊(han)接(jie)材(cai)料。選用該材(cai)料的(de)(de)帶極進行的(de)(de)埋弧堆(dui)(dui)(dui)焊(han)，其表(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)的(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，完全能(neng)滿足使用要(yao)(yao)求。
帶(dai)(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(ju)帶(dai)(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊設備的功(gong)率和(he)被堆(dui)焊面積的大小來選用(yong)(yong)帶(dai)(dai)極(ji)的規(gui)(gui)格,較常用(yong)(yong)的帶(dai)(dai)極(ji)規(gui)(gui)格為(wei)60mm×0.5mm。
對于無法用(yong)帶(dai)極埋弧焊(han)堆(dui)(dui)焊(han)的部位(wei),如拐角部位(wei)之類(lei)可(ke)用(yong)焊(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)來進行堆(dui)(dui)焊(han)。過渡層選用(yong)A412(E310Mo型(xing))焊(han)條(tiao),表面層可(ke)選用(yong)A202(E316型(xing))或(huo)A132(E347型(xing))等焊(han)條(tiao)進行施(shi)焊(han),即可(ke)獲(huo)得06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼的性能。
二、堆焊工(gong)藝(yi)
對于待焊(han)基(ji)體的(de)(de)材料,要預先(xian)進(jin)行(xing)超聲波檢(jian)(jian)測,不允許有超規定的(de)(de)缺陷(xian)存在。被堆(dui)焊(han)的(de)(de)基(ji)體材料表面(mian),應在堆(dui)焊(han)前清理干凈后(hou),再次檢(jian)(jian)查表面(mian)不得有微小裂紋,以保證過渡層的(de)(de)質(zhi)量和良好(hao)的(de)(de)外形。
如果(guo)被堆焊(han)(han)的(de)基體材(cai)料屬于(yu)需要焊(han)(han)前(qian)預熱和焊(han)(han)后(hou)熱處理(li)的(de)鋼材(cai),那么堆焊(han)(han)時也應采取堆焊(han)(han)前(qian)預熱和堆焊(han)(han)后(hou)熱處理(li)的(de)相應措(cuo)施(shi),且其處理(li)熱循環條件應與該材(cai)料焊(han)(han)接時相同。
除了(le)過渡層(ceng)外,表(biao)面層(ceng)通常要堆(dui)(dui)焊兩層(ceng)。第一(yi)層(ceng)可以厚(hou)些,為(wei)(wei)了(le)提高(gao)堆(dui)(dui)焊層(ceng)厚(hou)度(du),可采(cai)用爬(pa)坡(po)的(de)堆(dui)(dui)焊方法,厚(hou)度(du)為(wei)(wei)4~6mm;第二層(ceng)稍薄(bo)些,采(cai)用下坡(po)的(de)堆(dui)(dui)焊方法,厚(hou)度(du)為(wei)(wei)2~4mm。
帶極埋(mai)弧堆焊(han)時,每道焊(han)縫(feng)(feng)之間需要相(xiang)互重(zhong)(zhong)疊,重(zhong)(zhong)疊處的質量尤為重(zhong)(zhong)要。如果堆焊(han)層間重(zhong)(zhong)疊部分太少或(huo)者(zhe)根(gen)本沒有重(zhong)(zhong)疊,最容易(yi)造成(cheng)夾渣和層間縫(feng)(feng)隙,為以后產生腐(fu)蝕(shi)或(huo)造成(cheng)剝(bo)離提供通(tong)道。重(zhong)(zhong)疊寬度(du)最好為6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)過程的(de)(de)(de)(de)(de)穩定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)形和堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)稀釋,很大(da)(da)程度(du)上取決(jue)于所(suo)(suo)選用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速度(du)不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)條件下,加(jia)(jia)大(da)(da)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流(liu),熔(rong)敷速度(du)和熔(rong)深(shen)都隨之增加(jia)(jia),熔(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)所(suo)(suo)占(zhan)體(ti)積(ji)比(bi)(bi)例(li)加(jia)(jia)大(da)(da),因而能(neng)提高過渡(du)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)。而加(jia)(jia)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度(du),使熔(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)所(suo)(suo)占(zhan)體(ti)積(ji)比(bi)(bi)例(li)減小(xiao),則熔(rong)化(hua)基體(ti)材(cai)料在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)所(suo)(suo)占(zhan)體(ti)積(ji)比(bi)(bi)例(li)會增大(da)(da),使過渡(du)層(ceng)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)變(bian)差。為(wei)了(le)提高過渡(du)層(ceng)和表(biao)面層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang),必須嚴(yan)格控制(zhi)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流(liu)、堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度(du)等主要堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數。例(li)如,選用(yong)帶(dai)(dai)極(ji)(ji)規格為(wei)60mm×0.5mm,采用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)HJ260,在(zai)MU1-1000型(xing)帶(dai)(dai)極(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機上進行埋弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,電源采用(yong)直流(liu)反(fan)極(ji)(ji)性,選用(yong)合理的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流(liu)650A,電弧(hu)電壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度(du)7.6m/h,帶(dai)(dai)極(ji)(ji)送進速度(du)為(wei)51m/h),能(neng)獲得(de)良好的(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)。
堆(dui)焊(han)層表(biao)面(mian)凸凹太大或鏟除(chu)內(nei)部缺(que)陷后(hou)(hou),均要進行(xing)打磨(mo)和補(bu)焊(han),補(bu)焊(han)后(hou)(hou)的(de)堆(dui)焊(han)表(biao)面(mian)還要打磨(mo)到與堆(dui)焊(han)面(mian)平齊(qi)。補(bu)焊(han)后(hou)(hou)的(de)堆(dui)焊(han)質量不能低于堆(dui)焊(han)層的(de)質量。補(bu)焊(han)可以用焊(han)條電弧焊(han)來完成。每(mei)道焊(han)縫之(zhi)間重疊部分不小于焊(han)縫寬度的(de)1/3。
不論(lun)是過(guo)渡(du)層還(huan)是表面層,堆(dui)焊(han)(han)完畢(bi)均要分別對其(qi)堆(dui)焊(han)(han)層進(jin)(jin)行檢(jian)查,不允許存在(zai)裂(lie)紋(wen)。要通過(guo)超聲波檢(jian)測和測厚(hou)儀(yi)來判斷堆(dui)焊(han)(han)層的內部質(zhi)量和堆(dui)焊(han)(han)厚(hou)度(du)。如果焊(han)(han)后(hou)需(xu)要消除應力而進(jin)(jin)行熱處(chu)理(li),則熱處(chu)理(li)后(hou)還(huan)要再(zai)次進(jin)(jin)行上(shang)述檢(jian)查,以確保堆(dui)焊(han)(han)層的內部質(zhi)量。表面層還(huan)需(xu)要進(jin)(jin)行晶(jing)間腐蝕評(ping)估(gu)。
