對多絲埋弧焊接工藝應用的探討

胡玉峰

摘 要：埋弧焊接工藝是當前廣為使用的焊接工藝之一，而其中多絲埋弧焊接工藝更是具有自身的使用優點，有必要對其加以探討，從而確保合理有效的應用。在這種背景下，本文首先對焊接工藝的發展進行了簡單的介紹，進而從分析了多絲埋弧焊接所具有的工藝特性、對于熔敷率所做的比較、根部過橋與坡口的填充工藝三個方面的內容，最后進行了簡單的總結，以求為更好的使用多絲埋弧焊接工藝提供必要的借鑒與參考。

關鍵詞：多絲；埋弧焊接；工藝；應用

引言

在不斷演進的生產實踐中，焊接產品的結構要求也不斷提升，而這也使得新型焊接工藝的應用十分必要。就目前常用的焊接技術而言，單電源多絲焊接與借助多個不同電源來進行的多絲埋弧焊接工藝已經歷了50余年的發展，上世紀六十年代是多電機焊機工藝應用的繁榮時期。對于埋弧焊的應用而言，只要進行一些必要的技術改進，就可以使得這種焊接技術的生產效率獲得較高的提升。基于這種認識，文章將對單電源多絲焊接工藝的特性與應用加以分析。

1 單電源多絲埋弧焊接所具有的工藝特性

與傳統的單絲埋弧焊接工藝相比，單電源多絲埋弧焊接的設備有著較大的不同。這些設備基本包括驅動裝置、校直裝置、導電設施、焊接的電源與調試設施組成。在使用過程中，焊絲通過一個導電設施，并且供電來源是由一個電源提供的。焊絲的熔化位置是被焊劑所包圍的接頭的坡口處，對于焊絲的直徑情況沒有過多的要求，可以相同，也可以不相同。焊絲的構成材料而言，具體的化學成分也沒有過多的要求，相同、不相同均可以。

焊絲字導電設施中的位置是比較自由的，可以根據具體的環境狀況來進行柔性設定。一般而言，按照焊接的具體方位，焊絲可以被排列成直線形式。除此之外，也可以按照并列的模式進行排列，最終組成一個特定的視角。三絲焊接的焊絲排列可以采用三角形的方式，依次進行類推，進行幾絲排列就可以設定為幾個角。對于焊縫形狀、焊劑的使用量及整個焊接過程中所發生的焊接反應來看，不同的焊絲安排方式與不同的焊絲距離均能夠對此起到影響。在進行焊接過程中，坡口處一般需要一個比較大范圍的電弧覆蓋度，這就需要在焊接過程中，對于所選擇的各種焊接參數加以明確確定。在表面堆焊時，焊絲是排成垂直于焊接方向布置，焊接速度較慢，只有0.4m/min，但它仍然是帶極堆焊速度的2倍（帶極堆焊的速度僅為0.2m/min）。在進行堆焊時，是以四根直徑較細的焊絲（0.8-1.2mm）、電極接負極來進行的，這可容易地得到一條非常寬而熔深淺的焊縫。這對于表面堆焊來說，具有低速和低稀釋率的特點。

2 對于熔敷率所做的比較

所謂熔敷率是指單位時間內所若能熔敷的金屬質量的多少。熔敷率主要收到所使用的電流強度的影響，而其他如電極深處的長度及電極的極性也能夠對熔敷率產生一定的影響。就多絲焊接來說，所使用的焊絲的數量與焊絲的距離也會影響熔敷率的水平。然而，焊接時所使用的電壓大小及采用何種焊接速度卻難以對熔敷率產生實質性的影響。多絲埋弧焊接過程中，在坡口內所進行化學反映很多，這能夠使得溫度得到不斷的提升，從而最終具有比較高的熔敷率。熔敷率與焊絲數量之間具有一種指數類型的增長關系。采用直徑為3.2mm的三絲焊，焊接電流為700A，電極接負極時，最適宜的焊絲間距b=8mm，可以達到最大的熔敷率為35kg/h。這就可以看出，它比單絲焊的熔敷率高出3倍還要多30%，即3.3倍。

3 根部過橋與坡口的填充工藝

通常而言，焊絲在導電設施中的安排會直接影響到焊縫的形狀生成，它能夠對根部過橋與坡口的填充方面給予支持。基本上，利用較高的熔敷率可以十分快速的對根部間隙進行填充。以兩個分開距離超過10mm的工件焊接到同一個比較厚的工件上為例，若是采用傳統的單絲焊接技術，就應當對兩個工件進行分別的焊接。因此，想要完全填充根部的間隙，就必須對3個及以上的焊道進行焊接。就三絲埋弧焊接而言，其焊絲的分布是呈三角形的形狀，外側焊絲的電弧熔化工件的邊緣，而第三根焊絲填充根部間隙并形成焊縫表面。這樣就只要焊一道就可獲得成形良好的焊縫。以一個常見的焊接實踐為例，一塊薄板制成的角鋼需要焊到一個重型工件上，用常規的埋弧焊至少必須焊3個焊道，在焊接第一道焊縫時，較薄的板燒穿的危險很大，而在較厚的工件上由于熱能的較強消散就不能徹底熔透。而此時如果采用三絲焊接設計，則金需要借助一道焊縫就可以形成較好的熔深成形，焊縫也比較優良。通常在焊接過程中，兩根焊絲是順著比較厚的工件來行走的，而只有一根焊絲是順著較薄的工件行走，進而借助對稱性能的材料與熱量的輸入來確保焊縫也呈現出對稱形式。

還有一種不太常見的根部較寬的間隙搭橋的狀況。這種情況時，如果采用單絲焊接工藝，在焊絲沒有發生橫向的移動的情況下，僅采用單道來焊出根部的焊縫是很難實現的，但借助在同一個導電裝置中的兩根焊絲就可以實現這一目的。要想使單道焊縫形成較好的焊縫狀況，就必須在使用之前，對于焊絲之間的距離、焊絲的直徑大小及焊接的參數為何進行合理的選擇。

4 結束語

在電弧焊中電弧效率首先取決于焊接工藝、焊劑以及焊接參數。雖然在焊接文獻中還找不到關于電弧焊接電能效率計算的統一定義，而大多數焊接專家提出的電弧效率的各種數值，足以說明電弧能量效率是比較低的。然而，電弧能量效率是可以通過各種途徑來提高的。通過本文分析，可以得到如下幾條結論：一是之前采用傳統的單絲埋弧焊接工藝的裝置可以比較容易的使用多絲埋弧焊接工藝；二是焊絲的布置情況可以根據具體要求而加以變化選擇，并且可以同時采用相同的導電裝置；三是熔敷率的增長與焊絲數量的增加關系緊密，通常呈現出一種指數關系；四是對于焊絲之間的距離進行調整，能夠對焊縫形狀的生成、熔敷率大小及輸入到工件的能量水平產生較大的影響；五是就電能消耗的效率而言，多絲埋弧焊接比單絲埋弧焊接工藝要高不少。

參考文獻

[1]李曉松，高景剛.大型壓力容器橫縫埋弧焊技術的應用[J].金屬加工（熱加工），2010（4）.

[2]劉超英，黃石生.恒流特性埋弧焊的機電一體化動力學模型[J].華南理工大學學報（自然科學版），2008（2）.

[3]李屹永，馬萬順.國產焊材用于5萬立方米儲罐環縫自動焊[J].石油工程建設，2000（2）.

[4]陳興義，楊全萍.埋弧焊氣孔缺陷的成因及對策[J].金屬加工（熱加工），2010（8）.

[5]陳文靜，屈金山，鐘玉.雙絲和單絲自動埋弧焊接頭性能研究[J].熱加工工藝，2009（15）.