深入解析埋弧焊的有关基础知识及其在工业焊接中的应用

2024-10-14

一、什么是埋弧焊？

埋弧焊（SAW，Submerged Arc Welding）是一种以电弧为热源的高效自动化焊接方法，其显著特点是在焊接过程中，电弧被一层颗粒状可熔化的焊剂完全覆盖，从而得名“埋弧焊”。电弧在焊丝与工件之间产生，通过焊剂的保护，焊接过程中的电弧并不会外露。这种焊接方法广泛应用于重型制造业，尤其适用于中厚板材的焊接。

埋弧焊接.png

埋弧焊过程中，连续送进的光焊丝通过电弧熔化，熔化的金属和焊剂形成熔池和熔渣，保护焊接过程免受外界空气的干扰，从而保证了焊缝的质量。熔渣在焊接完成后凝固并覆盖在焊缝表面，进一步增强了焊缝的机械性能和耐腐蚀性。

二、埋弧焊的工作原理

电弧形成：焊接电源提供直流或交流电，电流通过焊接电极与工件之间形成电弧。
焊剂覆盖：焊接过程中，焊剂（通常是颗粒状或粉末状）被自动喂入焊接区域，焊接电弧会将焊剂熔化，形成一层熔融的焊剂层。
保护作用：熔化的焊剂会形成一种保护罩，防止焊接过程中空气中的氧气、氮气和水分对熔池的污染，从而提高焊接质量。
熔化与凝固：电弧的热量使焊接电极和工件表面熔化，形成熔池。随后，熔池冷却固化，形成焊缝。

埋弧焊的优点包括焊接速度快、热影响区小、焊接质量高及适用于厚板焊接等，因此在造船、压力容器及大型结构件的焊接中得到了广泛应用。

埋弧焊的工作原理.jpg

三、埋弧焊的工艺参数与操作技术

埋弧焊的关键工艺参数包括焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊丝直径等。这些参数的选择将直接影响焊接质量和生产效率。在实际操作中，常用的工艺参数选择方法包括查表法、试验法、经验法和计算法等，参数选择的目的是保证电弧稳定燃烧，并确保焊缝形状和尺寸符合设计要求。

1. 焊丝的送进与熔化：

埋弧焊的焊丝通过导电嘴与电源相连，焊接电流通过焊丝传递到电弧，焊丝在电弧热作用下不断熔化，并通过电动机驱动的送丝装置保持稳定送进。焊丝的送进速度需要与焊丝的熔化速度相匹配，以确保焊接过程的连续性和稳定性。

2. 单丝、双丝和多丝埋弧焊：

埋弧焊可根据应用需求选择单丝、双丝或多丝焊接。其中，单丝焊接适用于较薄的工件，而双丝和多丝焊接则能提高生产效率，适用于更厚的板材。此外，药芯焊丝或钢带替代实心焊丝也常用于特殊焊接场景，进一步提高了焊接灵活性和质量。

单丝、双丝和多丝埋弧焊.png

四、埋弧焊的优点和缺点

1. 优点：

高效率和深熔透：由于埋弧焊可以使用较大的焊接电流，加之焊剂和熔渣的隔热作用，埋弧焊的热效率较高，能够实现深熔透。单丝埋弧焊甚至可以在不进行开坡口的情况下焊接厚度达20mm的钢板。
焊接速度快：埋弧焊的焊接速度远高于传统的手工焊接。例如，单丝埋弧焊焊接8-10mm厚的钢板时，速度可达50-80cm/min，而手工电弧焊则仅为10-13cm/mm。
焊接质量好：埋弧焊过程中，焊剂能有效隔绝熔池与空气的接触，减缓熔池金属的凝固速度，从而减少气孔、裂纹等焊接缺陷的发生几率。焊剂还可以向熔池金属补充合金元素，提高焊缝的机械性能。
稳定的自动化焊接：在自动焊接过程中，埋弧焊可以通过自动调节焊接参数，保持焊接过程的稳定性，大幅减少对焊工技术水平的依赖，提高了生产效率。

2. 缺点：

适用范围受限：由于焊接过程使用颗粒状焊剂，埋弧焊一般只适用于平焊位置。在其他位置进行焊接时，需要采取特殊措施确保焊剂能够覆盖焊接区。
无法直接观察电弧：焊接过程中，电弧被焊剂覆盖，无法直接观察焊接情况，若没有使用自动跟踪系统，容易导致焊偏。
电弧不适合焊接薄板：当焊接电流小于100A时，埋弧焊的电弧稳定性较差，无法用于厚度小于1mm的薄板焊接。

五、埋弧焊的应用领域

由于其优越的焊接效率和机械化操作特性，埋弧焊广泛应用于需要中厚板材焊接的长焊缝场合。以下是几个典型的应用领域：

造船业：船体的钢板拼接通常需要长焊缝，埋弧焊可以有效提升焊接速度，保证焊接质量。
锅炉与压力容器：埋弧焊的深熔透能力和高焊接效率，使其成为锅炉和压力容器制造中不可或缺的焊接方法。
桥梁和起重机械：这些大型结构件的焊接要求较高的焊接强度和抗疲劳性能，埋弧焊能够通过焊剂提供合金元素补充，提高焊接质量。
核电站结构：埋弧焊在高精度和高安全性要求的场合表现出色，尤其适用于核电站的承压设备和结构件。

此外，埋弧焊不仅可以用于构件的连接，还可以在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层，进一步扩展了其应用范围。随着焊接冶金技术和材料的进步，埋弧焊能够焊接的材料种类也从传统的碳素结构钢扩展到了低合金结构钢、不锈钢、耐热钢及某些有色金属，如镍基合金、钛合金和铜合金等。

六、麦格米特SA1000/SA1250 埋弧焊机为何受市场欢迎？

在工业焊接中，尤其是锅炉、压力容器、船舶、钢结构和风电等中厚板行业，焊接设备的性能直接关系到生产效率和焊接质量。麦格米特SA1000/SA1250埋弧焊机作为该领域的高效工具，凭借其多功能集成设计和先进的技术特点，展示了强大的竞争优势。

麦格米特SA系列埋弧焊接电源

首先，多功能支持使这款设备能够进行埋弧焊、碳弧气刨以及手工电弧焊（MMA），大大提升了设备的适用范围和灵活性。无论是大面积焊接还是特殊焊接需求，SA1000/SA1250都能轻松应对。其CC（恒流）和CV（恒压）焊接模式在不同的焊接场景中都能保持稳定的焊接质量，满足高要求的工业标准。
此外，设备设计特别考虑到了生产环境的多样性和复杂性，具备宽范围输入电压适应能力，能够在电压波动较大的条件下正常工作。加上外壳防护等级达到IP23，适用于严苛环境，保证设备的耐用性和长期稳定性。同时，高暂载率（100%）让设备可以在长时间高电流条件下进行持续焊接，极大提高了生产效率。
为了保障操作的安全性，SA1000/SA1250还配备了智能保护功能，包括过热保护等，防止设备在极端工作条件下受损。此外，该设备支持U盘升级、RFID刷卡管理和集群控制，在日常维护和设备管理方面更加方便快捷，极大简化了设备的操作和管理流程。
对于远距离作业需求，麦格米特SA1000/SA1250也毫不逊色。即使在电缆延长至100米的情况下，焊机依旧可以保持优良的焊接性能。这些综合性能使其成为中厚板行业的理想焊接解决方案，不仅提高了焊接生产的质量和效率，还在日益激烈的市场竞争中脱颖而出。