帶極埋弧堆焊是埋(mai)弧(hu)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(de)(de)基體(ti)材(cai)料是在設計(ji)產品已(yi)經確(que)定了的(de)(de)，選擇基體(ti)材(cai)料主要考(kao)慮(lv)強度(du)要求和(he)(he)工作環境溫度(du)以及是否臨氫(qing)(qing)等(deng)，當然也要考(kao)慮(lv)該材(cai)料的(de)(de)焊接(jie)性。通常選用碳含(han)量較低的(de)(de)Q395（16Mn）、20G和(he)(he)20MnMoNb等(deng)鋼(gang)種作為(wei)基體(ti)材(cai)料。高(gao)溫臨氫(qing)(qing)則(ze)采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和(he)(he)10CrMo910等(deng)鋼(gang)種材(cai)料。
一(yi)、帶極(ji)焊接(jie)材料的選擇
帶極(ji)作為基(ji)體材料(liao)(liao)埋弧堆焊時，所(suo)選用的(de)材料(liao)(liao)包括帶極(ji)材料(liao)(liao)和焊劑，兩者(zhe)相配合才(cai)能(neng)獲得符(fu)合要(yao)求的(de)化學成分和金(jin)屬組織(zhi)及(ji)性能(neng)良好的(de)堆焊層。
1. 焊劑
對化工設(she)備(bei)進行(xing)大面積堆(dui)(dui)焊(han)時，對焊(han)劑要(yao)求非(fei)常嚴格，其中要(yao)求焊(han)劑能(neng)保(bao)證堆(dui)(dui)焊(han)過(guo)(guo)程(cheng)長時間連續穩定。目前國(guo)內(nei)尚無專門的(de)帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)焊(han)埋弧焊(han)焊(han)劑，多用(yong)埋弧焊(han)的(de)焊(han)劑代(dai)替。用(yong)熔煉堿性(xing)焊(han)劑進行(xing)堆(dui)(dui)焊(han)，合金元(yuan)素的(de)過(guo)(guo)渡系(xi)數高，但堆(dui)(dui)焊(han)工藝(yi)不夠理想；用(yong)熔煉型(xing)酸性(xing)焊(han)劑，雖(sui)然(ran)堆(dui)(dui)焊(han)工藝(yi)性(xing)能(neng)良好(hao)，但鉻的(de)燒損(sun)嚴重。常采用(yong)的(de)是(shi)焊(han)劑HJ260，再通(tong)過(guo)(guo)提高帶(dai)極(ji)材料(liao)化學成分中鉻、鎳含量來補償堆(dui)(dui)焊(han)過(guo)(guo)程(cheng)中鉻的(de)燒損(sun)。
2. 帶極(ji)材料(liao)和規格
在用焊劑(ji)HJ260的(de)帶極(ji)埋弧(hu)堆(dui)焊過(guo)(guo)程中(zhong)，鉻(ge)的(de)燒損(sun)(sun)比較(jiao)嚴重，一般要(yao)損(sun)(sun)失質(zhi)量(liang)分數為(wei)10％～15％的(de)Cr。在選(xuan)用過(guo)(guo)渡(du)層的(de)帶極(ji)材(cai)料時，要(yao)尋求碳(tan)含量(liang)低而鉻(ge)、鎳(nie)合金元(yuan)素較(jiao)高的(de)焊接材(cai)料，其目的(de)是減少(shao)堆(dui)焊過(guo)(guo)渡(du)層與基體的(de)接觸面產生淬硬馬氏體組織的(de)危險，從(cong)而使交界面有較(jiao)好的(de)塑性，還有一定的(de)韌性，避免或(huo)減少(shao)過(guo)(guo)渡(du)層與基體接觸面之間(jian)產生裂紋(wen)和剝(bo)離等缺(que)陷。通常同考慮不銹(xiu)復合鋼板(ban)焊接時的(de)過(guo)(guo)渡(du)層一樣，要(yao)選(xuan)用超低碳(tan)高鉻(ge)、鎳(nie)的(de)帶極(ji)材(cai)料，甚至用鎳(nie)基合金材(cai)料，例如(ru)，在Q395（16MnR）鋼基層同表層堆(dui)焊06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼之間(jian)的(de)過(guo)(guo)渡(du)層，采用HJ260焊劑(ji)配合Cr28Ni11 鋼帶堆(dui)焊，雖然有焊劑(ji)的(de)氧化性和母材(cai)中(zhong)碳(tan)、錳等元(yuan)素的(de)過(guo)(guo)渡(du)，仍可(ke)獲得較(jiao)為(wei)適(shi)用的(de)過(guo)(guo)渡(du)層。不過(guo)(guo)過(guo)(guo)渡(du)層材(cai)料的(de)消(xiao)耗量(liang)很大(da)，成本問題(ti)不可(ke)忽視。
堆焊(han)(han)(han)表(biao)(biao)(biao)面層帶(dai)(dai)極材料(liao)的(de)(de)(de)選用(yong)(yong)：要考慮堆焊(han)(han)(han)過程(cheng)中鉻(ge)的(de)(de)(de)燒損之后，仍具(ju)(ju)有足(zu)以保證(zheng)耐(nai)蝕(shi)性所需要的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分。為了使(shi)(shi)堆焊(han)(han)(han)表(biao)(biao)(biao)面層具(ju)(ju)有符(fu)合(he)耐(nai)酸不銹(xiu)鋼06Cr18Ni11Ti的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分，堆焊(han)(han)(han)表(biao)(biao)(biao)面層的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極可選用(yong)(yong)牌(pai)號為H03Cr21Ni10的(de)(de)(de)超(chao)低(di)碳高鉻(ge)、鎳的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接材料(liao)。選用(yong)(yong)該材料(liao)的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極進行的(de)(de)(de)埋弧堆焊(han)(han)(han)，其表(biao)(biao)(biao)面層的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分的(de)(de)(de)質量(liang)分數（％）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(zu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)要求。
帶(dai)極的規(gui)格(寬(kuan)x厚(hou))較多,有(you)30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等。要(yao)根據帶(dai)極埋(mai)弧堆焊設備的功率和被堆焊面積的大小來選用帶(dai)極的規(gui)格,較常(chang)用的帶(dai)極規(gui)格為60mm×0.5mm。
對于無法用帶極(ji)埋弧焊(han)堆焊(han)的部(bu)位,如拐角部(bu)位之類可用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)來進行堆焊(han)。過渡層(ceng)選用A412(E310Mo型)焊(han)條(tiao),表面層(ceng)可選用A202(E316型)或A132(E347型)等焊(han)條(tiao)進行施焊(han),即可獲(huo)得06Cr18Ni11Ti不銹鋼的性能。
二、堆焊工藝(yi)
對于待焊基體的(de)材(cai)料,要(yao)預先進行超(chao)聲(sheng)波檢(jian)測(ce),不允許有超(chao)規定的(de)缺陷存(cun)在。被堆焊的(de)基體材(cai)料表面,應(ying)在堆焊前清理干凈(jing)后,再(zai)次檢(jian)查表面不得有微小裂紋,以保證過渡層的(de)質量和(he)良好(hao)的(de)外形。
如果被堆(dui)焊的基體材料屬(shu)于需要焊前(qian)(qian)預熱(re)和焊后熱(re)處(chu)理的鋼材,那(nei)么堆(dui)焊時也應采取堆(dui)焊前(qian)(qian)預熱(re)和堆(dui)焊后熱(re)處(chu)理的相應措施,且(qie)其處(chu)理熱(re)循環條件應與該材料焊接時相同。
除了過渡(du)層(ceng)外(wai),表面(mian)層(ceng)通(tong)常要堆焊(han)兩(liang)層(ceng)。第(di)一層(ceng)可(ke)以厚(hou)些(xie),為(wei)了提高堆焊(han)層(ceng)厚(hou)度,可(ke)采用爬坡的堆焊(han)方法,厚(hou)度為(wei)4~6mm;第(di)二層(ceng)稍薄些(xie),采用下坡的堆焊(han)方法,厚(hou)度為(wei)2~4mm。
帶(dai)極埋弧堆焊時(shi),每(mei)道焊縫(feng)(feng)之間(jian)需要相互重(zhong)疊(die)(die),重(zhong)疊(die)(die)處的質(zhi)量尤為重(zhong)要。如果堆焊層間(jian)重(zhong)疊(die)(die)部分太(tai)少或者根本沒有重(zhong)疊(die)(die),最容易造成(cheng)(cheng)夾渣和層間(jian)縫(feng)(feng)隙,為以(yi)后產(chan)生腐蝕或造成(cheng)(cheng)剝(bo)離提供通道。重(zhong)疊(die)(die)寬(kuan)度最好為6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)過程的(de)(de)(de)穩定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)層表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)成形和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)稀釋(shi),很大程度(du)(du)(du)上(shang)取(qu)決(jue)于所(suo)(suo)選(xuan)用(yong)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參數。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速度(du)(du)(du)不變的(de)(de)(de)條件(jian)下,加大堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流,熔(rong)(rong)(rong)敷(fu)速度(du)(du)(du)和(he)熔(rong)(rong)(rong)深都(dou)隨(sui)之增(zeng)加,熔(rong)(rong)(rong)敷(fu)金(jin)屬(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)中所(suo)(suo)占體積(ji)比(bi)例加大,因而(er)能(neng)提(ti)高過渡(du)層的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)。而(er)加快堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度(du)(du)(du),使(shi)(shi)熔(rong)(rong)(rong)敷(fu)金(jin)屬(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)所(suo)(suo)占體積(ji)比(bi)例減小,則熔(rong)(rong)(rong)化基體材料在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)中所(suo)(suo)占體積(ji)比(bi)例會增(zeng)大,使(shi)(shi)過渡(du)層質(zhi)量(liang)(liang)變差。為(wei)了提(ti)高過渡(du)層和(he)表面(mian)(mian)層的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang)(liang),必須嚴格(ge)(ge)控(kong)制堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流、堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度(du)(du)(du)等主要堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參數。例如,選(xuan)用(yong)帶極(ji)(ji)規格(ge)(ge)為(wei)60mm×0.5mm,采(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑HJ260,在(zai)MU1-1000型帶極(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機上(shang)進行埋(mai)弧(hu)(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,電源采(cai)用(yong)直流反極(ji)(ji)性,選(xuan)用(yong)合理的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)參數(堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電流650A,電弧(hu)(hu)電壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)速度(du)(du)(du)7.6m/h,帶極(ji)(ji)送進速度(du)(du)(du)為(wei)51m/h),能(neng)獲得(de)良好的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang)(liang)。
堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)表(biao)面凸凹太大或鏟除內(nei)部缺陷后,均(jun)要(yao)進行打磨和補(bu)焊(han)(han)(han),補(bu)焊(han)(han)(han)后的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)表(biao)面還要(yao)打磨到與堆(dui)焊(han)(han)(han)面平齊。補(bu)焊(han)(han)(han)后的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)質(zhi)量(liang)不(bu)能低于堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)的(de)質(zhi)量(liang)。補(bu)焊(han)(han)(han)可以(yi)用焊(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)來完成。每道焊(han)(han)(han)縫之間重(zhong)疊部分(fen)不(bu)小于焊(han)(han)(han)縫寬度的(de)1/3。
不論是過渡層(ceng)(ceng)還是表(biao)面層(ceng)(ceng),堆焊(han)(han)完畢均要(yao)分(fen)別對其(qi)堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)進(jin)(jin)行檢(jian)(jian)查,不允許存在裂(lie)紋。要(yao)通過超聲波檢(jian)(jian)測和測厚儀來判斷堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)的內(nei)部質量(liang)和堆焊(han)(han)厚度。如果焊(han)(han)后(hou)需(xu)要(yao)消(xiao)除應力而進(jin)(jin)行熱處(chu)理,則熱處(chu)理后(hou)還要(yao)再(zai)次進(jin)(jin)行上述檢(jian)(jian)查,以確(que)保堆焊(han)(han)層(ceng)(ceng)的內(nei)部質量(liang)。表(biao)面層(ceng)(ceng)還需(xu)要(yao)進(jin)(jin)行晶(jing)間腐(fu)蝕評估。
