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。
受堆焊的基體材(cai)(cai)料是(shi)在(zai)設(she)計(ji)產品已經(jing)確定了的，選擇基體材(cai)(cai)料主(zhu)要考慮強度(du)要求和(he)工作環(huan)境溫(wen)度(du)以及是(shi)否臨氫等，當(dang)然也要考慮該(gai)材(cai)(cai)料的焊接性。通常選用(yong)碳含(han)量較低(di)的Q395（16Mn）、20G和(he)20MnMoNb等鋼種(zhong)作為基體材(cai)(cai)料。高溫(wen)臨氫則(ze)采用(yong)10Cr2Mo1、2.25CrlMo和(he)10CrMo910等鋼種(zhong)材(cai)(cai)料。
一、帶(dai)極焊接(jie)材(cai)料的(de)選擇(ze)
帶極(ji)(ji)作為基體材(cai)料(liao)埋弧堆焊(han)(han)時，所選(xuan)用的(de)(de)材(cai)料(liao)包括帶極(ji)(ji)材(cai)料(liao)和焊(han)(han)劑(ji)，兩者相配合才能獲得符合要求的(de)(de)化學成分(fen)和金屬組織(zhi)及性能良好的(de)(de)堆焊(han)(han)層。
1. 焊劑
對化(hua)工設(she)備進行大面(mian)積堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時，對焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)要(yao)求非(fei)常嚴格，其中(zhong)要(yao)求焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)能保證堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)程長時間連續(xu)穩定(ding)。目(mu)前國內尚無專門(men)的帶(dai)(dai)極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)埋弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，多用(yong)埋弧焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)代替。用(yong)熔煉堿(jian)性焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)進行堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)，合金元素的過(guo)渡系數高，但堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工藝(yi)不夠理想；用(yong)熔煉型酸性焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，雖(sui)然堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)工藝(yi)性能良好(hao)，但鉻的燒(shao)損(sun)嚴重。常采用(yong)的是焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)(ji)HJ260，再通過(guo)提(ti)高帶(dai)(dai)極材料(liao)化(hua)學成(cheng)分中(zhong)鉻、鎳含(han)量來(lai)補償堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)程中(zhong)鉻的燒(shao)損(sun)。
2. 帶極材料和規(gui)格
在用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑HJ260的(de)(de)帶極埋弧(hu)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)過(guo)程中，鉻的(de)(de)燒損(sun)(sun)比較(jiao)(jiao)嚴重，一(yi)般要損(sun)(sun)失質(zhi)量(liang)分數為10％～15％的(de)(de)Cr。在選用(yong)(yong)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)帶極材(cai)料(liao)時(shi)(shi)，要尋求碳(tan)(tan)含量(liang)低而鉻、鎳(nie)(nie)合(he)金元(yuan)素較(jiao)(jiao)高的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)，其(qi)目的(de)(de)是減少(shao)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)與基(ji)體(ti)(ti)的(de)(de)接觸面(mian)(mian)產(chan)生淬(cui)硬馬氏體(ti)(ti)組(zu)織的(de)(de)危險，從(cong)而使交界面(mian)(mian)有(you)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)塑性，還有(you)一(yi)定的(de)(de)韌性，避免或(huo)減少(shao)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)與基(ji)體(ti)(ti)接觸面(mian)(mian)之(zhi)間(jian)產(chan)生裂紋和剝離(li)等(deng)(deng)缺陷。通(tong)常同考慮不銹(xiu)復合(he)鋼板(ban)焊(han)(han)(han)(han)接時(shi)(shi)的(de)(de)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)一(yi)樣(yang)，要選用(yong)(yong)超低碳(tan)(tan)高鉻、鎳(nie)(nie)的(de)(de)帶極材(cai)料(liao)，甚至用(yong)(yong)鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)金材(cai)料(liao)，例如，在Q395（16MnR）鋼基(ji)層(ceng)(ceng)同表層(ceng)(ceng)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼之(zhi)間(jian)的(de)(de)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)，采用(yong)(yong)HJ260焊(han)(han)(han)(han)劑配合(he)Cr28Ni11 鋼帶堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)，雖然有(you)焊(han)(han)(han)(han)劑的(de)(de)氧化性和母(mu)材(cai)中碳(tan)(tan)、錳等(deng)(deng)元(yuan)素的(de)(de)過(guo)渡(du)(du)，仍可獲得(de)較(jiao)(jiao)為適(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)。不過(guo)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)的(de)(de)消(xiao)耗量(liang)很大(da)，成本問題不可忽(hu)視(shi)。
堆(dui)(dui)(dui)焊表面(mian)(mian)層(ceng)帶極材料的(de)(de)選用(yong)(yong)：要(yao)(yao)(yao)考慮(lv)堆(dui)(dui)(dui)焊過程中(zhong)鉻的(de)(de)燒損之后(hou)，仍具(ju)有足以保(bao)證(zheng)耐(nai)蝕性(xing)所需(xu)要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)。為了使(shi)(shi)堆(dui)(dui)(dui)焊表面(mian)(mian)層(ceng)具(ju)有符合耐(nai)酸不銹鋼(gang)06Cr18Ni11Ti的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)，堆(dui)(dui)(dui)焊表面(mian)(mian)層(ceng)的(de)(de)帶極可選用(yong)(yong)牌號為H03Cr21Ni10的(de)(de)超低碳高(gao)鉻、鎳的(de)(de)焊接材料。選用(yong)(yong)該材料的(de)(de)帶極進行(xing)的(de)(de)埋弧堆(dui)(dui)(dui)焊，其表面(mian)(mian)層(ceng)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)的(de)(de)質(zhi)量分(fen)數（％）為：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完全能滿足使(shi)(shi)用(yong)(yong)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)。
帶(dai)極(ji)的(de)(de)規(gui)格(ge)(寬x厚)較多,有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等。要根據帶(dai)極(ji)埋(mai)弧堆焊設(she)備的(de)(de)功率和(he)被堆焊面積的(de)(de)大小來選用帶(dai)極(ji)的(de)(de)規(gui)格(ge),較常用的(de)(de)帶(dai)極(ji)規(gui)格(ge)為(wei)60mm×0.5mm。
對于無法用(yong)帶極(ji)埋弧焊(han)(han)(han)堆焊(han)(han)(han)的部位,如拐角部位之類(lei)可(ke)用(yong)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)來進行堆焊(han)(han)(han)。過(guo)渡層選用(yong)A412(E310Mo型(xing))焊(han)(han)(han)條,表面層可(ke)選用(yong)A202(E316型(xing))或A132(E347型(xing))等(deng)焊(han)(han)(han)條進行施焊(han)(han)(han),即可(ke)獲得06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼的性能。
二、堆(dui)焊工藝
對于待焊基體的材(cai)(cai)料,要預(yu)先進行超聲波(bo)檢測,不允許有超規定的缺陷(xian)存在(zai)。被(bei)堆焊的基體材(cai)(cai)料表面,應在(zai)堆焊前清理(li)干凈(jing)后,再(zai)次檢查表面不得有微小裂紋(wen),以保(bao)證(zheng)過渡(du)層的質(zhi)量(liang)和良好的外(wai)形。
如果被堆(dui)焊(han)(han)的基(ji)體材料屬于需(xu)要焊(han)(han)前(qian)(qian)預(yu)(yu)熱和焊(han)(han)后(hou)熱處(chu)理的鋼材,那么堆(dui)焊(han)(han)時也應(ying)(ying)采取堆(dui)焊(han)(han)前(qian)(qian)預(yu)(yu)熱和堆(dui)焊(han)(han)后(hou)熱處(chu)理的相(xiang)應(ying)(ying)措施,且(qie)其處(chu)理熱循環條件(jian)應(ying)(ying)與該材料焊(han)(han)接時相(xiang)同。
除(chu)了過渡層外,表面(mian)層通(tong)常要堆焊(han)兩層。第一層可以厚(hou)些,為(wei)(wei)了提高堆焊(han)層厚(hou)度,可采用(yong)爬坡的堆焊(han)方(fang)法,厚(hou)度為(wei)(wei)4~6mm;第二層稍薄些,采用(yong)下坡的堆焊(han)方(fang)法,厚(hou)度為(wei)(wei)2~4mm。
帶極埋弧(hu)堆焊時,每道焊縫之間(jian)需要相互(hu)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die),重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die)處的質量尤為(wei)(wei)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要。如果(guo)堆焊層(ceng)間(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die)部分太少或(huo)者根本沒有重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die),最容(rong)易造成(cheng)夾渣和層(ceng)間(jian)縫隙(xi),為(wei)(wei)以后產生腐蝕或(huo)造成(cheng)剝離(li)提供(gong)通道。重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die)寬度(du)最好為(wei)(wei)6~10mm。
堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)程(cheng)的(de)(de)穩定、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)表面的(de)(de)成形和(he)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬的(de)(de)稀釋,很大(da)程(cheng)度上取決于所選用(yong)的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數。在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速度不變的(de)(de)條件下,加(jia)(jia)大(da)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)(dian)流(liu),熔敷速度和(he)熔深都隨之增(zeng)加(jia)(jia),熔敷金(jin)屬在(zai)(zai)(zai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬中所占(zhan)體積比(bi)例加(jia)(jia)大(da),因而(er)能(neng)提高過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)質量。而(er)加(jia)(jia)快(kuai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度,使熔敷金(jin)屬在(zai)(zai)(zai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬所占(zhan)體積比(bi)例減小,則熔化(hua)基體材料在(zai)(zai)(zai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬中所占(zhan)體積比(bi)例會(hui)增(zeng)大(da),使過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)質量變差(cha)。為了提高過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)和(he)表面層(ceng)(ceng)的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質量,必(bi)須嚴格控制堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)(dian)流(liu)、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度等主(zhu)要堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數。例如(ru),選用(yong)帶極(ji)規格為60mm×0.5mm,采(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑HJ260,在(zai)(zai)(zai)MU1-1000型帶極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機(ji)上進(jin)行埋弧堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,電(dian)(dian)源采(cai)用(yong)直流(liu)反極(ji)性,選用(yong)合理的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)(dian)流(liu)650A,電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)壓28~30V,堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度7.6m/h,帶極(ji)送(song)進(jin)速度為51m/h),能(neng)獲得良好的(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質量。
堆焊(han)(han)(han)層表面(mian)凸凹太大或鏟除內部缺(que)陷后,均要(yao)進行打磨(mo)和補焊(han)(han)(han),補焊(han)(han)(han)后的堆焊(han)(han)(han)表面(mian)還要(yao)打磨(mo)到(dao)與堆焊(han)(han)(han)面(mian)平齊(qi)。補焊(han)(han)(han)后的堆焊(han)(han)(han)質(zhi)量不能低(di)于堆焊(han)(han)(han)層的質(zhi)量。補焊(han)(han)(han)可以(yi)用焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)來完成。每道焊(han)(han)(han)縫之(zhi)間重疊部分不小于焊(han)(han)(han)縫寬度的1/3。
不(bu)論(lun)是過渡層(ceng)還是表面(mian)層(ceng),堆(dui)焊(han)完(wan)畢均(jun)要(yao)分別(bie)對其堆(dui)焊(han)層(ceng)進行(xing)檢(jian)查(cha),不(bu)允許存在裂紋。要(yao)通(tong)過超(chao)聲波檢(jian)測(ce)和測(ce)厚儀來判斷堆(dui)焊(han)層(ceng)的(de)內部質量和堆(dui)焊(han)厚度。如果焊(han)后需要(yao)消除(chu)應(ying)力而進行(xing)熱處理,則熱處理后還要(yao)再次進行(xing)上述檢(jian)查(cha),以確(que)保堆(dui)焊(han)層(ceng)的(de)內部質量。表面(mian)層(ceng)還需要(yao)進行(xing)晶間腐蝕(shi)評估。
