帶極埋弧堆焊是埋弧(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。
受堆焊的基(ji)體(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)(liao)是(shi)在設計產品(pin)已經確定(ding)了(le)的，選擇基(ji)體(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)(liao)主要考(kao)慮(lv)強度要求和工作(zuo)環境溫(wen)度以及(ji)是(shi)否臨氫等，當然也要考(kao)慮(lv)該材(cai)(cai)料(liao)(liao)的焊接性(xing)。通常(chang)選用碳(tan)含量較低的Q395（16Mn）、20G和20MnMoNb等鋼種作(zuo)為基(ji)體(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。高溫(wen)臨氫則采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和10CrMo910等鋼種材(cai)(cai)料(liao)(liao)。
一、帶(dai)極焊接材料的(de)選擇
帶極(ji)作為基體材料埋(mai)弧堆(dui)焊時，所選用的材料包括帶極(ji)材料和(he)焊劑，兩者相配合(he)才能獲(huo)得符合(he)要(yao)求的化學成分和(he)金屬組織(zhi)及性能良好的堆(dui)焊層。
1. 焊劑
對化工設備進(jin)行(xing)大面積(ji)堆(dui)焊(han)(han)(han)時，對焊(han)(han)(han)劑(ji)要求(qiu)非常嚴格，其(qi)中(zhong)要求(qiu)焊(han)(han)(han)劑(ji)能保證堆(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)程長(chang)時間(jian)連(lian)續(xu)穩(wen)定。目(mu)前(qian)國內尚無(wu)專門(men)的帶極堆(dui)焊(han)(han)(han)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)劑(ji)，多(duo)用(yong)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)劑(ji)代替。用(yong)熔煉堿性焊(han)(han)(han)劑(ji)進(jin)行(xing)堆(dui)焊(han)(han)(han)，合金元素的過(guo)(guo)渡系(xi)數高(gao)，但堆(dui)焊(han)(han)(han)工藝不夠(gou)理想；用(yong)熔煉型酸性焊(han)(han)(han)劑(ji)，雖然堆(dui)焊(han)(han)(han)工藝性能良好，但鉻(ge)的燒損嚴重(zhong)。常采用(yong)的是焊(han)(han)(han)劑(ji)HJ260，再通(tong)過(guo)(guo)提(ti)高(gao)帶極材料化學成分中(zhong)鉻(ge)、鎳(nie)含量來補償堆(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)程中(zhong)鉻(ge)的燒損。
2. 帶(dai)極材料(liao)和規格
在(zai)用焊(han)劑(ji)(ji)HJ260的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)埋(mai)弧堆焊(han)過(guo)(guo)程中(zhong)，鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)燒損比較(jiao)嚴重(zhong)，一(yi)般要損失(shi)質量(liang)分數為10％～15％的(de)(de)(de)(de)(de)Cr。在(zai)選(xuan)用過(guo)(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材料(liao)(liao)(liao)時(shi)，要尋(xun)求碳(tan)含量(liang)低而(er)鉻(ge)(ge)、鎳(nie)(nie)合(he)(he)金(jin)元(yuan)素較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)材料(liao)(liao)(liao)，其目的(de)(de)(de)(de)(de)是減少堆焊(han)過(guo)(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)與(yu)基(ji)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)觸面產生淬(cui)硬馬氏體(ti)組織的(de)(de)(de)(de)(de)危險，從而(er)使(shi)交界面有(you)(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)，還有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)，避免或減少過(guo)(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)與(yu)基(ji)體(ti)接(jie)觸面之間(jian)產生裂(lie)紋和剝離等缺陷。通常同考慮(lv)不銹(xiu)復合(he)(he)鋼板(ban)焊(han)接(jie)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)一(yi)樣，要選(xuan)用超低碳(tan)高(gao)鉻(ge)(ge)、鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材料(liao)(liao)(liao)，甚至(zhi)用鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)金(jin)材料(liao)(liao)(liao)，例如(ru)，在(zai)Q395（16MnR）鋼基(ji)層(ceng)(ceng)同表層(ceng)(ceng)堆焊(han)06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)，采用HJ260焊(han)劑(ji)(ji)配合(he)(he)Cr28Ni11 鋼帶(dai)堆焊(han)，雖然有(you)(you)焊(han)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)氧化性(xing)和母(mu)材中(zhong)碳(tan)、錳等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)，仍(reng)可獲得較(jiao)為適(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)。不過(guo)(guo)過(guo)(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)消耗(hao)量(liang)很大，成(cheng)本問題不可忽視。
堆(dui)焊(han)(han)表面層(ceng)帶極材料的(de)選用(yong)：要(yao)考慮堆(dui)焊(han)(han)過程中鉻的(de)燒(shao)損之后，仍具(ju)有足以(yi)保證耐蝕(shi)性(xing)所需要(yao)的(de)化(hua)學成(cheng)分。為(wei)了使堆(dui)焊(han)(han)表面層(ceng)具(ju)有符(fu)合耐酸不銹鋼06Cr18Ni11Ti的(de)化(hua)學成(cheng)分，堆(dui)焊(han)(han)表面層(ceng)的(de)帶極可(ke)選用(yong)牌(pai)號為(wei)H03Cr21Ni10的(de)超低碳高(gao)鉻、鎳的(de)焊(han)(han)接材料。選用(yong)該(gai)材料的(de)帶極進行的(de)埋弧堆(dui)焊(han)(han)，其表面層(ceng)的(de)化(hua)學成(cheng)分的(de)質量分數（％）為(wei)：C0.08，Si 0.61，Mn 0.73，Cr 17.58， Ni 9.0， S 0.033，P 0.008，完全能滿足使用(yong)要(yao)求(qiu)。
帶(dai)極的(de)規格(寬x厚)較多,有30mm×0.5mm、60mm×0.5mm、90mm×0.5mm及120mm×0.5mm等(deng)。要根(gen)據帶(dai)極埋弧堆焊設備(bei)的(de)功率和被(bei)堆焊面(mian)積的(de)大小來(lai)選用帶(dai)極的(de)規格,較常(chang)用的(de)帶(dai)極規格為(wei)60mm×0.5mm。
對于無法(fa)用(yong)(yong)帶極(ji)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的部(bu)位(wei),如拐角部(bu)位(wei)之類可用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)來進行堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)。過(guo)渡(du)層選(xuan)用(yong)(yong)A412(E310Mo型)焊(han)(han)(han)(han)條,表面層可選(xuan)用(yong)(yong)A202(E316型)或A132(E347型)等焊(han)(han)(han)(han)條進行施焊(han)(han)(han)(han),即可獲得06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼(gang)的性能(neng)。
二、堆焊工藝
對于待焊(han)(han)(han)基體(ti)的材料,要預(yu)先進行超聲波檢(jian)測,不(bu)允許(xu)有超規定的缺陷存(cun)在。被堆焊(han)(han)(han)的基體(ti)材料表面,應在堆焊(han)(han)(han)前(qian)清理(li)干凈后(hou),再次檢(jian)查(cha)表面不(bu)得有微小裂紋,以(yi)保證(zheng)過渡(du)層(ceng)的質量(liang)和良好的外形(xing)。
如果被堆焊的(de)(de)基體材(cai)料屬于需(xu)要焊前(qian)(qian)預熱(re)(re)和(he)焊后熱(re)(re)處理(li)的(de)(de)鋼材(cai),那么堆焊時(shi)也應采取(qu)堆焊前(qian)(qian)預熱(re)(re)和(he)堆焊后熱(re)(re)處理(li)的(de)(de)相應措(cuo)施,且其處理(li)熱(re)(re)循環條件應與(yu)該材(cai)料焊接時(shi)相同。
除了過(guo)渡層外(wai),表(biao)面層通常(chang)要堆(dui)焊(han)(han)兩層。第(di)一層可以厚(hou)(hou)些,為了提(ti)高(gao)堆(dui)焊(han)(han)層厚(hou)(hou)度,可采用(yong)爬坡的堆(dui)焊(han)(han)方(fang)法(fa),厚(hou)(hou)度為4~6mm;第(di)二層稍薄些,采用(yong)下(xia)坡的堆(dui)焊(han)(han)方(fang)法(fa),厚(hou)(hou)度為2~4mm。
帶(dai)極埋弧堆(dui)焊時(shi),每(mei)道焊縫之間(jian)需(xu)要(yao)相互(hu)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die),重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die)處的質量尤為(wei)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要(yao)。如果堆(dui)焊層間(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die)部分太少或(huo)者根本沒有重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die),最(zui)容易造成夾渣和層間(jian)縫隙,為(wei)以后產(chan)生腐蝕或(huo)造成剝離提(ti)供(gong)通(tong)道。重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)疊(die)寬度(du)最(zui)好為(wei)6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)過(guo)程的(de)(de)穩定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)表面的(de)(de)成形和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)稀釋,很大程度(du)上(shang)(shang)取決(jue)于所選(xuan)用(yong)(yong)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)參(can)數。在(zai)焊(han)(han)(han)接速度(du)不變的(de)(de)條件下(xia),加大堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)電(dian)流(liu),熔敷(fu)(fu)速度(du)和(he)熔深都隨之增(zeng)加,熔敷(fu)(fu)金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)所占(zhan)體積比(bi)例(li)加大,因而能提(ti)高過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)質量。而加快堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)速度(du),使熔敷(fu)(fu)金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)所占(zhan)體積比(bi)例(li)減小(xiao),則熔化(hua)基體材(cai)料在(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)所占(zhan)體積比(bi)例(li)會(hui)增(zeng)大,使過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)質量變差。為了(le)提(ti)高過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)和(he)表面層(ceng)(ceng)的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)質量,必須嚴(yan)格(ge)控(kong)制堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)電(dian)流(liu)、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)速度(du)等主要堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)參(can)數。例(li)如,選(xuan)用(yong)(yong)帶極(ji)(ji)(ji)規(gui)格(ge)為60mm×0.5mm,采用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)劑(ji)HJ260,在(zai)MU1-1000型帶極(ji)(ji)(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)機上(shang)(shang)進(jin)行(xing)埋(mai)弧堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)時(shi),電(dian)源采用(yong)(yong)直流(liu)反(fan)極(ji)(ji)(ji)性,選(xuan)用(yong)(yong)合理的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)參(can)數(堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)電(dian)流(liu)650A,電(dian)弧電(dian)壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)速度(du)7.6m/h,帶極(ji)(ji)(ji)送(song)進(jin)速度(du)為51m/h),能獲(huo)得(de)良(liang)好的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)質量。
堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)表面(mian)凸凹太大(da)或鏟除內部缺陷(xian)后,均(jun)要(yao)進行打磨(mo)和(he)補(bu)(bu)焊(han)(han)(han),補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)后的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)表面(mian)還要(yao)打磨(mo)到與堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)面(mian)平(ping)齊(qi)。補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)后的(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)質(zhi)量(liang)不能(neng)低于堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)(ceng)的(de)質(zhi)量(liang)。補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)可以(yi)用(yong)焊(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)來完成(cheng)。每道焊(han)(han)(han)縫之間重疊部分(fen)不小(xiao)于焊(han)(han)(han)縫寬度的(de)1/3。
不論是(shi)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)還(huan)(huan)是(shi)表面層(ceng)(ceng)(ceng),堆(dui)(dui)焊(han)(han)完畢均要分別(bie)對其堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)進行檢查,不允許存在裂(lie)紋。要通過(guo)超聲波檢測(ce)和測(ce)厚儀來判斷堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)內部質(zhi)量和堆(dui)(dui)焊(han)(han)厚度。如果焊(han)(han)后需要消除應力而(er)進行熱(re)處理,則熱(re)處理后還(huan)(huan)要再次進行上述(shu)檢查,以確保堆(dui)(dui)焊(han)(han)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)內部質(zhi)量。表面層(ceng)(ceng)(ceng)還(huan)(huan)需要進行晶間腐(fu)蝕評估(gu)。
