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(dui)焊(han)的基體材料是在設計(ji)產品已(yi)經確(que)定(ding)了(le)的，選擇基體材料主要考(kao)慮強度要求和工(gong)作(zuo)環境溫度以及(ji)是否(fou)臨(lin)(lin)氫(qing)等，當(dang)然也要考(kao)慮該(gai)材料的焊(han)接性(xing)。通常選用(yong)碳含量較低(di)的Q395（16Mn）、20G和20MnMoNb等鋼種作(zuo)為基體材料。高溫臨(lin)(lin)氫(qing)則(ze)采用(yong)10Cr2Mo1、2.25CrlMo和10CrMo910等鋼種材料。
一(yi)、帶極(ji)焊接(jie)材料的選擇
帶(dai)極作為基(ji)體材(cai)料埋弧堆(dui)焊時，所(suo)選用(yong)的材(cai)料包括帶(dai)極材(cai)料和(he)焊劑(ji)，兩者相(xiang)配(pei)合才能(neng)(neng)獲(huo)得符合要求的化(hua)學成分和(he)金(jin)屬(shu)組(zu)織及性能(neng)(neng)良(liang)好的堆(dui)焊層。
1. 焊劑
對化工設備進(jin)行大面積堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)，對焊(han)(han)(han)(han)(han)劑要(yao)求非常(chang)嚴格，其中(zhong)要(yao)求焊(han)(han)(han)(han)(han)劑能保證堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)過程長時(shi)間連續穩(wen)定。目前國內尚(shang)無專門的(de)帶極堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑，多用埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑代(dai)替。用熔煉(lian)堿性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑進(jin)行堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)，合金元素的(de)過渡系數高，但堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)不夠理想；用熔煉(lian)型酸性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑，雖然堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝(yi)性(xing)(xing)能良好，但鉻的(de)燒(shao)損(sun)嚴重。常(chang)采(cai)用的(de)是焊(han)(han)(han)(han)(han)劑HJ260，再通過提高帶極材(cai)料化學成分中(zhong)鉻、鎳含量來補(bu)償堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)過程中(zhong)鉻的(de)燒(shao)損(sun)。
2. 帶極材料和(he)規格
在用(yong)焊劑(ji)HJ260的(de)(de)(de)(de)帶極埋弧堆(dui)焊過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)，鉻的(de)(de)(de)(de)燒損(sun)比較(jiao)嚴(yan)重，一般要(yao)損(sun)失質(zhi)量分(fen)數為(wei)10％～15％的(de)(de)(de)(de)Cr。在選(xuan)用(yong)過(guo)(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)帶極材(cai)(cai)料(liao)時，要(yao)尋求碳含量低而鉻、鎳(nie)合金元(yuan)素較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)焊接材(cai)(cai)料(liao)，其(qi)目的(de)(de)(de)(de)是減少(shao)堆(dui)焊過(guo)(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)與(yu)基(ji)(ji)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)接觸(chu)面(mian)產生淬(cui)硬馬(ma)氏體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)危險，從而使交界(jie)面(mian)有(you)(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)塑性，還有(you)(you)一定的(de)(de)(de)(de)韌性，避免或減少(shao)過(guo)(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)與(yu)基(ji)(ji)體(ti)(ti)接觸(chu)面(mian)之間(jian)產生裂紋和剝離(li)等缺陷。通常(chang)同考慮不銹復(fu)合鋼板焊接時的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)一樣，要(yao)選(xuan)用(yong)超低碳高(gao)(gao)鉻、鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)帶極材(cai)(cai)料(liao)，甚至用(yong)鎳(nie)基(ji)(ji)合金材(cai)(cai)料(liao)，例如，在Q395（16MnR）鋼基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)同表層(ceng)(ceng)堆(dui)焊06Cr18Ni11Ti不銹鋼之間(jian)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)，采用(yong)HJ260焊劑(ji)配合Cr28Ni11 鋼帶堆(dui)焊，雖(sui)然(ran)有(you)(you)焊劑(ji)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化性和母材(cai)(cai)中(zhong)(zhong)碳、錳等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)渡，仍可(ke)獲得(de)較(jiao)為(wei)適用(yong)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)。不過(guo)(guo)(guo)過(guo)(guo)(guo)渡層(ceng)(ceng)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)消耗量很(hen)大，成本問題不可(ke)忽視(shi)。
堆(dui)焊(han)表(biao)面(mian)層(ceng)帶極(ji)材料的(de)(de)選(xuan)用(yong)：要考慮堆(dui)焊(han)過程中鉻(ge)的(de)(de)燒損之后，仍(reng)具(ju)有足(zu)以保證耐蝕性所需要的(de)(de)化學(xue)(xue)成分(fen)。為(wei)了使堆(dui)焊(han)表(biao)面(mian)層(ceng)具(ju)有符(fu)合耐酸不銹鋼(gang)06Cr18Ni11Ti的(de)(de)化學(xue)(xue)成分(fen)，堆(dui)焊(han)表(biao)面(mian)層(ceng)的(de)(de)帶極(ji)可選(xuan)用(yong)牌號為(wei)H03Cr21Ni10的(de)(de)超低碳高鉻(ge)、鎳的(de)(de)焊(han)接材料。選(xuan)用(yong)該材料的(de)(de)帶極(ji)進行的(de)(de)埋弧(hu)堆(dui)焊(han)，其表(biao)面(mian)層(ceng)的(de)(de)化學(xue)(xue)成分(fen)的(de)(de)質量分(fen)數（％）為(wei)：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完(wan)全能滿足(zu)使用(yong)要求。
帶極(ji)(ji)的(de)規格(寬x厚(hou))較多(duo),有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等(deng)。要根據帶極(ji)(ji)埋弧堆(dui)焊(han)設備的(de)功率和(he)被堆(dui)焊(han)面積的(de)大小來(lai)選用帶極(ji)(ji)的(de)規格,較常用的(de)帶極(ji)(ji)規格為60mm×0.5mm。
對于無法(fa)用帶極埋弧焊(han)堆焊(han)的部位,如(ru)拐角部位之類可用焊(han)條電弧焊(han)來進(jin)行堆焊(han)。過渡層(ceng)選(xuan)用A412(E310Mo型)焊(han)條,表面(mian)層(ceng)可選(xuan)用A202(E316型)或(huo)A132(E347型)等焊(han)條進(jin)行施焊(han),即可獲得(de)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼的性能。
二(er)、堆(dui)焊工(gong)藝
對(dui)于待焊(han)(han)(han)基體的(de)(de)材(cai)料,要預先(xian)進行超聲波檢測,不(bu)允許有超規(gui)定的(de)(de)缺陷存在(zai)。被堆焊(han)(han)(han)的(de)(de)基體材(cai)料表(biao)面(mian),應在(zai)堆焊(han)(han)(han)前(qian)清理(li)干凈后,再次檢查表(biao)面(mian)不(bu)得(de)有微(wei)小裂紋,以保證過渡層(ceng)的(de)(de)質量和良(liang)好(hao)的(de)(de)外形。
如果(guo)被堆焊(han)的(de)基體材料屬于(yu)需(xu)要焊(han)前(qian)預(yu)熱(re)和焊(han)后熱(re)處理的(de)鋼材,那么堆焊(han)時(shi)也(ye)應采(cai)取堆焊(han)前(qian)預(yu)熱(re)和堆焊(han)后熱(re)處理的(de)相應措施,且其處理熱(re)循(xun)環條(tiao)件應與該(gai)材料焊(han)接時(shi)相同(tong)。
除(chu)了過渡層(ceng)(ceng)外,表面層(ceng)(ceng)通常要堆(dui)(dui)焊兩層(ceng)(ceng)。第一層(ceng)(ceng)可以(yi)厚些,為了提(ti)高堆(dui)(dui)焊層(ceng)(ceng)厚度,可采(cai)用爬坡的堆(dui)(dui)焊方法,厚度為4~6mm;第二層(ceng)(ceng)稍薄些,采(cai)用下坡的堆(dui)(dui)焊方法,厚度為2~4mm。
帶極埋(mai)弧堆焊時,每(mei)道(dao)焊縫之(zhi)間(jian)需要相(xiang)互重疊,重疊處的(de)質量尤為(wei)重要。如果堆焊層間(jian)重疊部分太少或者(zhe)根本沒有重疊,最(zui)容易造(zao)成夾(jia)渣(zha)和層間(jian)縫隙,為(wei)以后產(chan)生腐蝕或造(zao)成剝(bo)離提供通道(dao)。重疊寬度(du)最(zui)好(hao)為(wei)6~10mm。
堆(dui)焊(han)(han)過程(cheng)的(de)(de)穩(wen)定、堆(dui)焊(han)(han)層表面的(de)(de)成形和堆(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)稀釋,很大程(cheng)度(du)(du)(du)上(shang)取(qu)決于所(suo)選(xuan)用(yong)的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)參數(shu)。在焊(han)(han)接速(su)度(du)(du)(du)不變(bian)的(de)(de)條件下,加(jia)大堆(dui)焊(han)(han)電(dian)流,熔敷(fu)速(su)度(du)(du)(du)和熔深都隨之增加(jia),熔敷(fu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)在堆(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)所(suo)占體(ti)(ti)積(ji)比(bi)例加(jia)大,因而能(neng)提(ti)高過渡層的(de)(de)質(zhi)量(liang)。而加(jia)快堆(dui)焊(han)(han)速(su)度(du)(du)(du),使熔敷(fu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)在堆(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)所(suo)占體(ti)(ti)積(ji)比(bi)例減小,則熔化基體(ti)(ti)材料在堆(dui)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)所(suo)占體(ti)(ti)積(ji)比(bi)例會增大,使過渡層質(zhi)量(liang)變(bian)差。為了提(ti)高過渡層和表面層的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)質(zhi)量(liang),必(bi)須嚴格控制堆(dui)焊(han)(han)電(dian)流、堆(dui)焊(han)(han)速(su)度(du)(du)(du)等(deng)主要堆(dui)焊(han)(han)參數(shu)。例如,選(xuan)用(yong)帶(dai)極(ji)規格為60mm×0.5mm,采用(yong)焊(han)(han)劑HJ260,在MU1-1000型(xing)帶(dai)極(ji)堆(dui)焊(han)(han)機上(shang)進行(xing)埋弧(hu)堆(dui)焊(han)(han)時,電(dian)源采用(yong)直流反極(ji)性,選(xuan)用(yong)合理的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)參數(shu)(堆(dui)焊(han)(han)電(dian)流650A,電(dian)弧(hu)電(dian)壓28~30V,堆(dui)焊(han)(han)速(su)度(du)(du)(du)7.6m/h,帶(dai)極(ji)送(song)進速(su)度(du)(du)(du)為51m/h),能(neng)獲得良好(hao)的(de)(de)堆(dui)焊(han)(han)質(zhi)量(liang)。
堆(dui)(dui)焊(han)(han)層表(biao)面凸凹(ao)太大或鏟除內部缺陷后(hou),均要進行(xing)打磨和補焊(han)(han),補焊(han)(han)后(hou)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)表(biao)面還要打磨到與堆(dui)(dui)焊(han)(han)面平齊。補焊(han)(han)后(hou)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)質量(liang)不能低于堆(dui)(dui)焊(han)(han)層的(de)質量(liang)。補焊(han)(han)可以用焊(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)來完成。每道焊(han)(han)縫(feng)之間重(zhong)疊部分不小于焊(han)(han)縫(feng)寬度的(de)1/3。
不(bu)論是過(guo)渡層(ceng)(ceng)還是表面(mian)層(ceng)(ceng),堆焊(han)完(wan)畢均(jun)要(yao)分別對其堆焊(han)層(ceng)(ceng)進(jin)行檢(jian)查,不(bu)允(yun)許(xu)存在裂紋。要(yao)通過(guo)超聲波檢(jian)測(ce)和測(ce)厚儀來判(pan)斷堆焊(han)層(ceng)(ceng)的內(nei)部質量和堆焊(han)厚度(du)。如果(guo)焊(han)后(hou)需要(yao)消除應力而進(jin)行熱處理,則(ze)熱處理后(hou)還要(yao)再次進(jin)行上述(shu)檢(jian)查,以確(que)保(bao)堆焊(han)層(ceng)(ceng)的內(nei)部質量。表面(mian)層(ceng)(ceng)還需要(yao)進(jin)行晶間腐蝕(shi)評估。
