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(de)基體(ti)材料(liao)是(shi)在設(she)計產品已經確定了的(de)，選(xuan)擇基體(ti)材料(liao)主要考(kao)慮(lv)強(qiang)度要求和工作環境(jing)溫度以及是(shi)否(fou)臨氫(qing)等，當(dang)然(ran)也要考(kao)慮(lv)該材料(liao)的(de)焊接性。通常(chang)選(xuan)用碳含量較(jiao)低(di)的(de)Q395（16Mn）、20G和20MnMoNb等鋼種作為(wei)基體(ti)材料(liao)。高溫臨氫(qing)則采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和10CrMo910等鋼種材料(liao)。
一、帶極焊接材料(liao)的選擇(ze)
帶極作(zuo)為基體材料埋弧堆焊(han)時，所選用的(de)材料包括帶極材料和(he)(he)焊(han)劑，兩者(zhe)相配合才能獲得符合要(yao)求(qiu)的(de)化學成分和(he)(he)金屬組織及性(xing)能良好(hao)的(de)堆焊(han)層(ceng)。
1. 焊劑
對(dui)(dui)化(hua)工(gong)設備進行大面積堆焊(han)(han)(han)(han)時，對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)要求非常(chang)嚴格，其中(zhong)要求焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)能保證堆焊(han)(han)(han)(han)過程長時間連(lian)續穩(wen)定。目前(qian)國內尚無(wu)專門的帶極堆焊(han)(han)(han)(han)埋弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，多用(yong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)代替(ti)。用(yong)熔(rong)煉堿性(xing)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)進行堆焊(han)(han)(han)(han)，合金(jin)元素的過渡系數高，但(dan)(dan)堆焊(han)(han)(han)(han)工(gong)藝不夠理(li)想(xiang)；用(yong)熔(rong)煉型酸性(xing)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)，雖然堆焊(han)(han)(han)(han)工(gong)藝性(xing)能良好，但(dan)(dan)鉻的燒(shao)損嚴重。常(chang)采(cai)用(yong)的是焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)(ji)HJ260，再通過提高帶極材(cai)料(liao)化(hua)學成分中(zhong)鉻、鎳含量來補償堆焊(han)(han)(han)(han)過程中(zhong)鉻的燒(shao)損。
2. 帶極材料(liao)和規格
在用(yong)焊(han)(han)劑HJ260的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極(ji)埋(mai)弧堆焊(han)(han)過(guo)程中，鉻的(de)(de)(de)燒損(sun)比較(jiao)嚴重，一(yi)般(ban)要(yao)損(sun)失質量(liang)分數(shu)為(wei)10％～15％的(de)(de)(de)Cr。在選用(yong)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極(ji)材(cai)料(liao)時，要(yao)尋求碳含量(liang)低(di)而鉻、鎳合(he)金(jin)元(yuan)素(su)(su)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)，其(qi)目的(de)(de)(de)是減少堆焊(han)(han)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)與基體的(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)面產生(sheng)淬硬馬氏(shi)體組織的(de)(de)(de)危險，從而使交界面有(you)(you)(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)塑性(xing)，還有(you)(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)韌性(xing)，避免或減少過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)與基體接(jie)觸(chu)面之間產生(sheng)裂(lie)紋和剝(bo)離等缺(que)陷。通常同(tong)考慮不(bu)銹復合(he)鋼(gang)板焊(han)(han)接(jie)時的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)一(yi)樣，要(yao)選用(yong)超(chao)低(di)碳高(gao)鉻、鎳的(de)(de)(de)帶(dai)(dai)極(ji)材(cai)料(liao)，甚至用(yong)鎳基合(he)金(jin)材(cai)料(liao)，例如，在Q395（16MnR）鋼(gang)基層(ceng)(ceng)(ceng)同(tong)表層(ceng)(ceng)(ceng)堆焊(han)(han)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)之間的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)，采(cai)用(yong)HJ260焊(han)(han)劑配合(he)Cr28Ni11 鋼(gang)帶(dai)(dai)堆焊(han)(han)，雖(sui)然有(you)(you)(you)焊(han)(han)劑的(de)(de)(de)氧化性(xing)和母材(cai)中碳、錳等元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)，仍可獲(huo)得較(jiao)為(wei)適用(yong)的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)。不(bu)過(guo)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)消耗量(liang)很(hen)大，成本(ben)問題不(bu)可忽視。
堆(dui)(dui)焊表面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)帶極材(cai)料的(de)(de)選(xuan)用：要(yao)考慮(lv)堆(dui)(dui)焊過程中鉻(ge)(ge)的(de)(de)燒損之(zhi)后，仍具(ju)有足(zu)以保證耐(nai)蝕性所(suo)需要(yao)的(de)(de)化(hua)學成分。為了使(shi)堆(dui)(dui)焊表面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)具(ju)有符合耐(nai)酸不銹鋼06Cr18Ni11Ti的(de)(de)化(hua)學成分，堆(dui)(dui)焊表面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)的(de)(de)帶極可選(xuan)用牌(pai)號為H03Cr21Ni10的(de)(de)超低(di)碳高(gao)鉻(ge)(ge)、鎳的(de)(de)焊接材(cai)料。選(xuan)用該材(cai)料的(de)(de)帶極進行(xing)的(de)(de)埋弧堆(dui)(dui)焊，其(qi)表面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)的(de)(de)化(hua)學成分的(de)(de)質量分數（％）為：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完(wan)全(quan)能(neng)滿足(zu)使(shi)用要(yao)求。
帶(dai)極(ji)的(de)(de)規(gui)(gui)格(寬(kuan)x厚)較(jiao)多(duo),有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等。要(yao)根(gen)據帶(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊(han)設備的(de)(de)功率和被堆(dui)焊(han)面積(ji)的(de)(de)大(da)小來(lai)選用帶(dai)極(ji)的(de)(de)規(gui)(gui)格,較(jiao)常用的(de)(de)帶(dai)極(ji)規(gui)(gui)格為60mm×0.5mm。
對(dui)于(yu)無法用(yong)帶(dai)極埋弧焊(han)堆焊(han)的(de)部位,如拐角部位之類(lei)可用(yong)焊(han)條電弧焊(han)來進(jin)行堆焊(han)。過(guo)渡層選用(yong)A412(E310Mo型)焊(han)條,表面(mian)層可選用(yong)A202(E316型)或A132(E347型)等焊(han)條進(jin)行施焊(han),即可獲得06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼的(de)性能。
二、堆焊工藝(yi)
對于待焊基體(ti)的材料,要預(yu)先進行超聲波(bo)檢測,不(bu)允許(xu)有超規定的缺(que)陷存在。被堆(dui)焊的基體(ti)材料表面,應在堆(dui)焊前(qian)清理(li)干凈后,再次檢查表面不(bu)得有微小(xiao)裂紋,以保證過渡層(ceng)的質量和良好(hao)的外形(xing)。
如(ru)果(guo)被堆焊的基體(ti)材料屬于需要焊前(qian)預(yu)熱和焊后熱處理(li)的鋼材,那(nei)么堆焊時也應采取堆焊前(qian)預(yu)熱和堆焊后熱處理(li)的相應措施,且其處理(li)熱循環條件應與該(gai)材料焊接時相同。
除了過渡層外,表面層通常要堆(dui)焊(han)兩(liang)層。第一層可(ke)以厚些,為了提高堆(dui)焊(han)層厚度,可(ke)采用爬坡(po)(po)的堆(dui)焊(han)方(fang)法,厚度為4~6mm;第二層稍薄些,采用下坡(po)(po)的堆(dui)焊(han)方(fang)法,厚度為2~4mm。
帶(dai)極埋弧堆焊(han)時,每道焊(han)縫(feng)之(zhi)間需要相互重(zhong)疊,重(zhong)疊處(chu)的質量(liang)尤為(wei)重(zhong)要。如果(guo)堆焊(han)層(ceng)間重(zhong)疊部(bu)分(fen)太少或(huo)者根本沒有重(zhong)疊,最容易造(zao)(zao)成(cheng)夾渣(zha)和層(ceng)間縫(feng)隙,為(wei)以后產生腐蝕或(huo)造(zao)(zao)成(cheng)剝離(li)提供通道。重(zhong)疊寬度(du)最好為(wei)6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)穩(wen)定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)表面的(de)(de)成形(xing)和堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)的(de)(de)稀釋,很大(da)程(cheng)度(du)(du)(du)上取決于所(suo)選用(yong)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)參數(shu)。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)(su)度(du)(du)(du)不變的(de)(de)條件下,加(jia)(jia)大(da)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu),熔(rong)敷速(su)(su)度(du)(du)(du)和熔(rong)深都隨(sui)之增(zeng)加(jia)(jia),熔(rong)敷金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)中所(suo)占體(ti)積(ji)比(bi)例(li)加(jia)(jia)大(da),因而能(neng)提高(gao)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)質(zhi)量(liang)。而加(jia)(jia)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度(du)(du)(du),使(shi)(shi)熔(rong)敷金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)所(suo)占體(ti)積(ji)比(bi)例(li)減小(xiao),則熔(rong)化(hua)基體(ti)材料在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)中所(suo)占體(ti)積(ji)比(bi)例(li)會增(zeng)大(da),使(shi)(shi)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)質(zhi)量(liang)變差(cha)。為了(le)提高(gao)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)和表面層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang),必須嚴格(ge)控制堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu)、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度(du)(du)(du)等主要(yao)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)參數(shu)。例(li)如(ru),選用(yong)帶(dai)極(ji)規格(ge)為60mm×0.5mm,采用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)HJ260,在(zai)(zai)MU1-1000型帶(dai)極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)機上進行埋弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi),電(dian)(dian)(dian)源采用(yong)直流(liu)反極(ji)性,選用(yong)合理的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)參數(shu)(堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)(dian)(dian)流(liu)650A,電(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)速(su)(su)度(du)(du)(du)7.6m/h,帶(dai)極(ji)送進速(su)(su)度(du)(du)(du)為51m/h),能(neng)獲(huo)得良好的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量(liang)。
堆(dui)焊(han)層表面凸凹太大或鏟(chan)除內部缺(que)陷后(hou),均(jun)要(yao)進行打(da)磨和補焊(han),補焊(han)后(hou)的堆(dui)焊(han)表面還要(yao)打(da)磨到(dao)與堆(dui)焊(han)面平齊。補焊(han)后(hou)的堆(dui)焊(han)質量(liang)不(bu)能低于堆(dui)焊(han)層的質量(liang)。補焊(han)可以(yi)用焊(han)條電弧焊(han)來完成。每道焊(han)縫之間重疊部分不(bu)小于焊(han)縫寬度的1/3。
不論是過渡層還是表(biao)面層,堆焊(han)完畢均要(yao)(yao)分別對(dui)其堆焊(han)層進(jin)(jin)行檢查,不允許(xu)存(cun)在裂(lie)紋。要(yao)(yao)通過超聲波(bo)檢測(ce)和(he)測(ce)厚儀來判斷堆焊(han)層的內(nei)部質量和(he)堆焊(han)厚度。如果焊(han)后(hou)需要(yao)(yao)消除(chu)應力(li)而進(jin)(jin)行熱處理(li),則熱處理(li)后(hou)還要(yao)(yao)再次進(jin)(jin)行上(shang)述檢查,以確保堆焊(han)層的內(nei)部質量。表(biao)面層還需要(yao)(yao)進(jin)(jin)行晶間腐蝕評估。
