帶極埋弧堆焊是埋(mai)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(shou)堆焊的(de)基(ji)體材(cai)料(liao)是在(zai)設(she)計產(chan)品(pin)已(yi)經確定了的(de)，選擇基(ji)體材(cai)料(liao)主要(yao)考慮強度(du)(du)要(yao)求和(he)工作(zuo)環境溫(wen)度(du)(du)以及(ji)是否臨氫等，當然(ran)也要(yao)考慮該材(cai)料(liao)的(de)焊接性(xing)。通常選用碳含量較低的(de)Q395（16Mn）、20G和(he)20MnMoNb等鋼(gang)種作(zuo)為基(ji)體材(cai)料(liao)。高溫(wen)臨氫則采用10Cr2Mo1、2.25CrlMo和(he)10CrMo910等鋼(gang)種材(cai)料(liao)。
一(yi)、帶極焊接(jie)材料的選擇(ze)
帶極(ji)(ji)作為基體(ti)材(cai)料埋(mai)弧堆(dui)焊(han)時，所選用的(de)(de)材(cai)料包括帶極(ji)(ji)材(cai)料和焊(han)劑，兩者相(xiang)配合才能獲(huo)得符合要求的(de)(de)化學(xue)成分和金屬組織及性能良好的(de)(de)堆(dui)焊(han)層。
1. 焊(han)劑
對化工(gong)(gong)設(she)備進(jin)行(xing)大面積堆焊(han)(han)(han)(han)時(shi)，對焊(han)(han)(han)(han)劑要(yao)求非(fei)常嚴(yan)格，其中要(yao)求焊(han)(han)(han)(han)劑能(neng)保證堆焊(han)(han)(han)(han)過程長時(shi)間連續穩定。目(mu)前國內尚無專門的(de)(de)(de)帶極堆焊(han)(han)(han)(han)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)劑，多用埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)劑代替。用熔煉(lian)堿性焊(han)(han)(han)(han)劑進(jin)行(xing)堆焊(han)(han)(han)(han)，合金元素的(de)(de)(de)過渡系數高，但堆焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝不(bu)夠理想；用熔煉(lian)型酸性焊(han)(han)(han)(han)劑，雖(sui)然(ran)堆焊(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)藝性能(neng)良好，但鉻的(de)(de)(de)燒(shao)(shao)損嚴(yan)重。常采用的(de)(de)(de)是焊(han)(han)(han)(han)劑HJ260，再通過提高帶極材料化學成分中鉻、鎳(nie)含量來補償堆焊(han)(han)(han)(han)過程中鉻的(de)(de)(de)燒(shao)(shao)損。
2. 帶極材料(liao)和規格
在用(yong)焊(han)劑HJ260的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊(han)過(guo)(guo)程中，鉻的(de)(de)(de)燒損比較(jiao)(jiao)嚴重(zhong)，一般要損失質量(liang)分數(shu)為10％～15％的(de)(de)(de)Cr。在選用(yong)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材料(liao)時，要尋求碳(tan)(tan)含量(liang)低(di)而鉻、鎳合金元素較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)材料(liao)，其目的(de)(de)(de)是減(jian)少堆(dui)焊(han)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)與基(ji)體的(de)(de)(de)接(jie)觸面(mian)(mian)產生淬硬(ying)馬(ma)氏體組織(zhi)的(de)(de)(de)危(wei)險，從而使(shi)交界面(mian)(mian)有較(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)塑性，還有一定的(de)(de)(de)韌性，避免或減(jian)少過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)與基(ji)體接(jie)觸面(mian)(mian)之間產生裂紋和剝離(li)等缺陷(xian)。通常同考(kao)慮不(bu)銹復合鋼板(ban)焊(han)接(jie)時的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)一樣，要選用(yong)超低(di)碳(tan)(tan)高鉻、鎳的(de)(de)(de)帶(dai)極(ji)材料(liao)，甚(shen)至(zhi)用(yong)鎳基(ji)合金材料(liao)，例(li)如，在Q395（16MnR）鋼基(ji)層(ceng)同表層(ceng)堆(dui)焊(han)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼之間的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)，采用(yong)HJ260焊(han)劑配合Cr28Ni11 鋼帶(dai)堆(dui)焊(han)，雖然有焊(han)劑的(de)(de)(de)氧化性和母材中碳(tan)(tan)、錳等元素的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)，仍可獲得(de)較(jiao)(jiao)為適用(yong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)。不(bu)過(guo)(guo)過(guo)(guo)渡(du)(du)(du)層(ceng)材料(liao)的(de)(de)(de)消(xiao)耗量(liang)很大，成本(ben)問(wen)題不(bu)可忽視。
堆(dui)焊表面層(ceng)帶極材料(liao)的(de)(de)選(xuan)用(yong)：要考慮堆(dui)焊過(guo)程中鉻(ge)(ge)的(de)(de)燒(shao)損之后(hou)，仍具有(you)足(zu)以(yi)保證耐蝕性所需要的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)。為了使堆(dui)焊表面層(ceng)具有(you)符(fu)合耐酸不銹鋼06Cr18Ni11Ti的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)，堆(dui)焊表面層(ceng)的(de)(de)帶極可選(xuan)用(yong)牌(pai)號為H03Cr21Ni10的(de)(de)超(chao)低碳高鉻(ge)(ge)、鎳(nie)的(de)(de)焊接材料(liao)。選(xuan)用(yong)該材料(liao)的(de)(de)帶極進行的(de)(de)埋(mai)弧堆(dui)焊，其表面層(ceng)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)的(de)(de)質(zhi)量分(fen)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)使用(yong)要求(qiu)。
帶(dai)極(ji)的(de)(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(yao)根據帶(dai)極(ji)埋弧堆(dui)焊設備的(de)(de)功(gong)率和被(bei)堆(dui)焊面積的(de)(de)大小來選用帶(dai)極(ji)的(de)(de)規格,較常用的(de)(de)帶(dai)極(ji)規格為60mm×0.5mm。
對于(yu)無法用帶極埋弧(hu)(hu)焊堆焊的(de)部(bu)位(wei),如拐(guai)角部(bu)位(wei)之類可(ke)用焊條(tiao)電(dian)弧(hu)(hu)焊來(lai)進(jin)行堆焊。過渡層選用A412(E310Mo型)焊條(tiao),表面層可(ke)選用A202(E316型)或A132(E347型)等焊條(tiao)進(jin)行施焊,即可(ke)獲得06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼的(de)性(xing)能。
二、堆焊工藝
對(dui)于待(dai)焊(han)基體(ti)的(de)材料,要預先進(jin)行超聲(sheng)波檢(jian)測,不(bu)允許(xu)有超規定的(de)缺陷存在(zai)。被堆(dui)焊(han)的(de)基體(ti)材料表(biao)(biao)面,應在(zai)堆(dui)焊(han)前清理干(gan)凈后,再次(ci)檢(jian)查表(biao)(biao)面不(bu)得有微小裂(lie)紋(wen),以保證過渡層(ceng)的(de)質量(liang)和(he)良(liang)好的(de)外形。
如果被堆(dui)焊(han)的(de)基(ji)體材(cai)料屬于需要焊(han)前預(yu)(yu)熱和(he)焊(han)后熱處理(li)的(de)鋼材(cai),那(nei)么堆(dui)焊(han)時(shi)也應(ying)采取堆(dui)焊(han)前預(yu)(yu)熱和(he)堆(dui)焊(han)后熱處理(li)的(de)相應(ying)措施,且其處理(li)熱循環(huan)條件應(ying)與該材(cai)料焊(han)接(jie)時(shi)相同(tong)。
除了(le)過渡層(ceng)外,表面層(ceng)通常要堆焊(han)(han)兩(liang)層(ceng)。第一層(ceng)可以厚些,為了(le)提高堆焊(han)(han)層(ceng)厚度,可采用爬坡的堆焊(han)(han)方法(fa),厚度為4~6mm;第二層(ceng)稍薄些,采用下坡的堆焊(han)(han)方法(fa),厚度為2~4mm。
帶極埋弧堆焊時(shi),每道(dao)焊縫之間(jian)需要相互(hu)重(zhong)疊(die),重(zhong)疊(die)處的質量尤(you)為重(zhong)要。如果(guo)堆焊層間(jian)重(zhong)疊(die)部分(fen)太(tai)少或者根本沒有重(zhong)疊(die),最(zui)容易(yi)造成夾渣和層間(jian)縫隙(xi),為以后(hou)產生腐蝕或造成剝離提(ti)供通道(dao)。重(zhong)疊(die)寬度最(zui)好為6~10mm。
堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)穩定、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)層表(biao)面(mian)的(de)(de)成形(xing)和(he)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)稀釋,很(hen)大程(cheng)度(du)上取決于所(suo)(suo)選用的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(shu)。在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)度(du)不(bu)變(bian)(bian)的(de)(de)條件(jian)下(xia),加(jia)(jia)大堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)電流,熔(rong)敷速(su)度(du)和(he)熔(rong)深都隨之(zhi)增加(jia)(jia),熔(rong)敷金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)(zhong)所(suo)(suo)占體積(ji)比(bi)例加(jia)(jia)大,因(yin)而能提(ti)高過(guo)(guo)渡層的(de)(de)質(zhi)量。而加(jia)(jia)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)速(su)度(du),使熔(rong)敷金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)所(suo)(suo)占體積(ji)比(bi)例減小,則熔(rong)化(hua)基體材料在(zai)(zai)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)(zhong)所(suo)(suo)占體積(ji)比(bi)例會增大,使過(guo)(guo)渡層質(zhi)量變(bian)(bian)差。為了提(ti)高過(guo)(guo)渡層和(he)表(biao)面(mian)層的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量,必須嚴格控制(zhi)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)電流、堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)速(su)度(du)等(deng)主要(yao)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(shu)。例如,選用帶極(ji)規格為60mm×0.5mm,采用焊(han)(han)(han)(han)(han)劑HJ260,在(zai)(zai)MU1-1000型帶極(ji)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)機(ji)上進(jin)行埋弧(hu)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)時,電源采用直流反極(ji)性,選用合理的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)參(can)數(shu)(堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)電流650A,電弧(hu)電壓28~30V,堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)速(su)度(du)7.6m/h,帶極(ji)送進(jin)速(su)度(du)為51m/h),能獲得(de)良好的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)質(zhi)量。
堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)表(biao)面凸(tu)凹太大或鏟除內部缺陷后,均要進行打(da)磨和補(bu)(bu)焊(han)(han)(han),補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)后的堆(dui)焊(han)(han)(han)表(biao)面還要打(da)磨到與堆(dui)焊(han)(han)(han)面平(ping)齊。補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)后的堆(dui)焊(han)(han)(han)質量不能低于(yu)堆(dui)焊(han)(han)(han)層(ceng)的質量。補(bu)(bu)焊(han)(han)(han)可(ke)以用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)來(lai)完成。每道(dao)焊(han)(han)(han)縫之間重(zhong)疊部分不小于(yu)焊(han)(han)(han)縫寬度的1/3。
不論是過(guo)渡(du)層還是表面層,堆(dui)焊完畢(bi)均要(yao)(yao)分別對其堆(dui)焊層進(jin)(jin)行(xing)檢查(cha),不允許存(cun)在裂紋。要(yao)(yao)通過(guo)超(chao)聲波檢測和測厚儀來判斷(duan)堆(dui)焊層的內(nei)部質(zhi)量和堆(dui)焊厚度。如果焊后需要(yao)(yao)消除應力而進(jin)(jin)行(xing)熱處(chu)(chu)理(li),則熱處(chu)(chu)理(li)后還要(yao)(yao)再(zai)次進(jin)(jin)行(xing)上述檢查(cha),以確保堆(dui)焊層的內(nei)部質(zhi)量。表面層還需要(yao)(yao)進(jin)(jin)行(xing)晶(jing)間腐蝕評(ping)估。
