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。
受堆焊的基(ji)(ji)體材(cai)料是(shi)在(zai)設計產品已經確定了(le)的，選(xuan)擇基(ji)(ji)體材(cai)料主要(yao)考慮(lv)強度要(yao)求和工作環(huan)境溫(wen)度以及是(shi)否臨(lin)氫等(deng)，當然也要(yao)考慮(lv)該材(cai)料的焊接性。通常選(xuan)用碳含量較低的Q395（16Mn）、20G和20MnMoNb等(deng)鋼(gang)種作為基(ji)(ji)體材(cai)料。高溫(wen)臨(lin)氫則采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和10CrMo910等(deng)鋼(gang)種材(cai)料。
一、帶極(ji)焊接材料的(de)選擇(ze)
帶極作為(wei)基體材(cai)料埋弧堆焊時，所(suo)選用(yong)的(de)材(cai)料包括(kuo)帶極材(cai)料和(he)焊劑，兩者相(xiang)配合才能獲(huo)得符合要(yao)求的(de)化學成分(fen)和(he)金(jin)屬組織及性能良好的(de)堆焊層。
1. 焊劑
對(dui)化(hua)工(gong)設(she)備進(jin)行大面積堆(dui)(dui)焊(han)(han)時，對(dui)焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)要(yao)求(qiu)非常(chang)嚴格，其中(zhong)要(yao)求(qiu)焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)能(neng)保證堆(dui)(dui)焊(han)(han)過(guo)(guo)程(cheng)長(chang)時間連續穩定。目前國內尚無專門的(de)(de)(de)帶(dai)極堆(dui)(dui)焊(han)(han)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)，多用埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)代替。用熔煉堿性(xing)焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)進(jin)行堆(dui)(dui)焊(han)(han)，合(he)金元素的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡系數高，但堆(dui)(dui)焊(han)(han)工(gong)藝不夠理想；用熔煉型(xing)酸(suan)性(xing)焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)，雖(sui)然(ran)堆(dui)(dui)焊(han)(han)工(gong)藝性(xing)能(neng)良好，但鉻(ge)的(de)(de)(de)燒(shao)損嚴重。常(chang)采(cai)用的(de)(de)(de)是焊(han)(han)劑(ji)(ji)(ji)HJ260，再通(tong)過(guo)(guo)提高帶(dai)極材料化(hua)學成分中(zhong)鉻(ge)、鎳含量來補償(chang)堆(dui)(dui)焊(han)(han)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)鉻(ge)的(de)(de)(de)燒(shao)損。
2. 帶極材料(liao)和規格
在(zai)用(yong)焊(han)(han)(han)劑HJ260的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極埋弧堆焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)(guo)(guo)程中，鉻的(de)(de)(de)(de)(de)燒損比較嚴重，一(yi)般要損失質量(liang)分數為10％～15％的(de)(de)(de)(de)(de)Cr。在(zai)選(xuan)用(yong)過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極材料(liao)時，要尋求碳含(han)量(liang)低而鉻、鎳合(he)金元素較高的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)，其目的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)減(jian)少堆焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與基體的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸面產生(sheng)淬(cui)硬馬氏體組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)危險，從而使交界(jie)面有(you)(you)較好的(de)(de)(de)(de)(de)塑性，還有(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)韌性，避免或減(jian)少過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與基體接(jie)(jie)觸面之(zhi)間產生(sheng)裂(lie)紋和剝離等缺陷(xian)。通常同考(kao)慮(lv)不銹(xiu)復合(he)鋼(gang)板(ban)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)一(yi)樣，要選(xuan)用(yong)超低碳高鉻、鎳的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極材料(liao)，甚至(zhi)用(yong)鎳基合(he)金材料(liao)，例(li)如，在(zai)Q395（16MnR）鋼(gang)基層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)同表層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)(han)06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼(gang)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，采用(yong)HJ260焊(han)(han)(han)劑配合(he)Cr28Ni11 鋼(gang)帶(dai)(dai)堆焊(han)(han)(han)，雖然(ran)有(you)(you)焊(han)(han)(han)劑的(de)(de)(de)(de)(de)氧化性和母材中碳、錳等元素的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)，仍可獲得較為適用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。不過(guo)(guo)(guo)(guo)過(guo)(guo)(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)消耗(hao)量(liang)很大，成本問(wen)題(ti)不可忽視。
堆焊表面層帶(dai)極材料的(de)選(xuan)用：要考慮堆焊過程(cheng)中鉻的(de)燒損之后，仍具(ju)有(you)(you)足(zu)(zu)以保證耐(nai)蝕(shi)性所需(xu)要的(de)化(hua)學(xue)(xue)成分。為(wei)了使堆焊表面層具(ju)有(you)(you)符合耐(nai)酸不(bu)銹(xiu)鋼06Cr18Ni11Ti的(de)化(hua)學(xue)(xue)成分，堆焊表面層的(de)帶(dai)極可選(xuan)用牌號為(wei)H03Cr21Ni10的(de)超低碳高鉻、鎳(nie)的(de)焊接(jie)材料。選(xuan)用該材料的(de)帶(dai)極進行的(de)埋弧堆焊，其表面層的(de)化(hua)學(xue)(xue)成分的(de)質量分數(shu)（％）為(wei)：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(zu)(zu)使用要求。
帶極(ji)的規(gui)(gui)格(寬(kuan)x厚)較多,有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等(deng)。要根據(ju)帶極(ji)埋(mai)弧堆(dui)焊設備的功率(lv)和被堆(dui)焊面積的大小來選用帶極(ji)的規(gui)(gui)格,較常用的帶極(ji)規(gui)(gui)格為60mm×0.5mm。
對于無(wu)法用(yong)帶(dai)極埋弧(hu)焊(han)(han)(han)堆(dui)焊(han)(han)(han)的部位(wei),如拐(guai)角部位(wei)之(zhi)類可(ke)用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)來進行(xing)(xing)堆(dui)焊(han)(han)(han)。過渡層選(xuan)用(yong)A412(E310Mo型)焊(han)(han)(han)條(tiao),表(biao)面層可(ke)選(xuan)用(yong)A202(E316型)或(huo)A132(E347型)等焊(han)(han)(han)條(tiao)進行(xing)(xing)施焊(han)(han)(han),即(ji)可(ke)獲得06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼的性(xing)能。
二、堆焊工(gong)藝(yi)
對于待焊(han)基體的(de)材(cai)(cai)料(liao),要預先(xian)進行超聲波檢測,不允許有超規(gui)定的(de)缺(que)陷存在(zai)。被堆焊(han)的(de)基體材(cai)(cai)料(liao)表(biao)面,應在(zai)堆焊(han)前清(qing)理(li)干(gan)凈(jing)后,再次檢查表(biao)面不得有微小裂紋,以(yi)保證過渡層的(de)質量和(he)良(liang)好的(de)外形。
如(ru)果被(bei)堆焊(han)的基(ji)體材(cai)料屬于(yu)需要焊(han)前(qian)預(yu)熱(re)和(he)焊(han)后(hou)熱(re)處(chu)理(li)的鋼材(cai),那么堆焊(han)時(shi)也應(ying)采取(qu)堆焊(han)前(qian)預(yu)熱(re)和(he)堆焊(han)后(hou)熱(re)處(chu)理(li)的相應(ying)措施(shi),且(qie)其處(chu)理(li)熱(re)循(xun)環(huan)條(tiao)件應(ying)與該材(cai)料焊(han)接時(shi)相同。
除了過渡層(ceng)外,表(biao)面層(ceng)通(tong)常要堆(dui)焊(han)兩層(ceng)。第(di)一層(ceng)可以厚些(xie),為了提高堆(dui)焊(han)層(ceng)厚度(du),可采用爬坡的堆(dui)焊(han)方(fang)法,厚度(du)為4~6mm;第(di)二層(ceng)稍薄些(xie),采用下坡的堆(dui)焊(han)方(fang)法,厚度(du)為2~4mm。
帶(dai)極埋弧堆焊(han)時,每(mei)道焊(han)縫(feng)之間需(xu)要(yao)相互重(zhong)疊(die)(die),重(zhong)疊(die)(die)處的質量尤為重(zhong)要(yao)。如果堆焊(han)層間重(zhong)疊(die)(die)部(bu)分(fen)太少(shao)或者根本(ben)沒(mei)有重(zhong)疊(die)(die),最容易造成夾渣和層間縫(feng)隙,為以后產(chan)生腐蝕或造成剝(bo)離提(ti)供通(tong)道。重(zhong)疊(die)(die)寬度最好為6~10mm。
堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)過(guo)(guo)程的(de)穩定、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)表面(mian)的(de)成(cheng)形(xing)和堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)稀釋,很大程度(du)(du)上(shang)取決于所選用(yong)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)參(can)(can)數(shu)。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)(su)度(du)(du)不變的(de)條件下,加(jia)大堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)電(dian)流(liu)(liu),熔(rong)敷(fu)速(su)(su)度(du)(du)和熔(rong)深(shen)都隨之增(zeng)加(jia),熔(rong)敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)中所占(zhan)體積比例(li)(li)(li)加(jia)大,因(yin)而能提(ti)(ti)高過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)。而加(jia)快堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度(du)(du),使(shi)熔(rong)敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)所占(zhan)體積比例(li)(li)(li)減小,則熔(rong)化基(ji)體材料在(zai)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)金(jin)(jin)屬(shu)中所占(zhan)體積比例(li)(li)(li)會增(zeng)大,使(shi)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)變差。為了提(ti)(ti)高過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)和表面(mian)層(ceng)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang),必(bi)須嚴(yan)格控(kong)制堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)電(dian)流(liu)(liu)、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度(du)(du)等(deng)主要堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)參(can)(can)數(shu)。例(li)(li)(li)如,選用(yong)帶極(ji)規格為60mm×0.5mm,采(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑HJ260,在(zai)MU1-1000型帶極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)機上(shang)進行埋弧(hu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)時,電(dian)源采(cai)用(yong)直流(liu)(liu)反極(ji)性,選用(yong)合理(li)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)參(can)(can)數(shu)(堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)電(dian)流(liu)(liu)650A,電(dian)弧(hu)電(dian)壓28~30V,堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度(du)(du)7.6m/h,帶極(ji)送進速(su)(su)度(du)(du)為51m/h),能獲得良好(hao)的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)。
堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層表面(mian)凸凹太大或鏟除內部缺(que)陷(xian)后,均(jun)要進(jin)行(xing)打(da)(da)磨和補(bu)焊(han)(han)(han)(han),補(bu)焊(han)(han)(han)(han)后的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)表面(mian)還要打(da)(da)磨到與堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)面(mian)平齊(qi)。補(bu)焊(han)(han)(han)(han)后的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)質量不(bu)能低于堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層的(de)質量。補(bu)焊(han)(han)(han)(han)可以(yi)用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)來完成。每道焊(han)(han)(han)(han)縫之間重(zhong)疊部分不(bu)小于焊(han)(han)(han)(han)縫寬度(du)的(de)1/3。
不論是過渡層還是表面層,堆(dui)(dui)焊(han)(han)完畢均要(yao)(yao)分別對其堆(dui)(dui)焊(han)(han)層進行檢(jian)查(cha),不允許存在裂紋。要(yao)(yao)通過超(chao)聲波檢(jian)測和測厚儀來判斷堆(dui)(dui)焊(han)(han)層的(de)內部質量(liang)和堆(dui)(dui)焊(han)(han)厚度。如果焊(han)(han)后需要(yao)(yao)消除應力而進行熱處理(li),則熱處理(li)后還要(yao)(yao)再次進行上(shang)述檢(jian)查(cha),以確保堆(dui)(dui)焊(han)(han)層的(de)內部質量(liang)。表面層還需要(yao)(yao)進行晶間腐蝕評估(gu)。
