試論國內(nèi)外埋弧焊的發(fā)展?fàn)顩r

王海生

摘要：論述了國內(nèi)外埋弧焊的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了應(yīng)用于埋弧焊設(shè)備的數(shù)字控制系統(tǒng)、埋弧焊機(jī)的控制原理。詳細(xì)介紹了多絲埋弧焊、單電源的雙絲埋弧焊、冷絲和熱絲填絲埋弧焊等多種高效埋弧焊焊接方法，并對各自的工藝特征、國內(nèi)外的應(yīng)用情況進(jìn)行分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：埋弧焊;高效埋弧焊;發(fā)展

引言

埋弧焊作為一種高效的焊接技術(shù)，因?yàn)楹附尤凵畲?、機(jī)械化程度高、焊接質(zhì)量有保證，焊接性能好，提高了焊接效率，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛推廣應(yīng)用，是一種最常見的焊接工藝。21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，提高埋弧焊焊接效率是人們研究的重點(diǎn)，埋弧焊高效化也是焊接領(lǐng)域未來的研究發(fā)展方向。

1.埋弧焊機(jī)分類

埋弧焊機(jī)分類如下

1.1按電源分交流、直流和交流直流兩用。

1.2按用途分為專用焊機(jī)和通用焊機(jī)。

1.3按送絲方式分為等速送絲和變速送絲。

1.4按行走機(jī)構(gòu)分為小車式、門架式等。

1.5按焊絲數(shù)目和形狀分為帶狀電極、多絲、單絲。

2.國內(nèi)外埋弧焊機(jī)的發(fā)展

我國焊接設(shè)備起步較晚，20世紀(jì)50-60年代當(dāng)時我國大部分焊接設(shè)備都是靠引進(jìn)。直到20世紀(jì)70年代，我國才開始組建工廠專門生產(chǎn)焊接設(shè)備。埋弧焊機(jī)的電源發(fā)展以及控制系統(tǒng)發(fā)展都經(jīng)歷了好幾個階段，微機(jī)后來被廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)。埋弧焊工藝不斷發(fā)展進(jìn)步，為適應(yīng)一定的焊接要求，誕生出好多新的埋弧焊工藝，如窄間隙埋弧焊、雙絲和多絲埋弧焊、帶極埋弧焊等。

傳統(tǒng)埋弧焊應(yīng)用中有兩種手段自動調(diào)節(jié)，一是電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)，二是變速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這兩種傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法對系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方面不夠理想，造成焊接性能不理想。

微機(jī)控制的焊機(jī)特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制、動特性控制好、穩(wěn)定性好、電源功能更多、診斷焊接故障等。針對埋弧焊機(jī)的發(fā)展變化，總結(jié)出如下特點(diǎn)：集成化、數(shù)字化、智能化;多功能化、管控一體化。

3.微機(jī)控制多功能晶閘管焊機(jī)

埋弧自動焊系統(tǒng)根據(jù)模塊功能進(jìn)行劃分，有埋弧焊過程控制、人機(jī)對話、系統(tǒng)參數(shù)、聯(lián)機(jī)通訊等，確保了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性。

4.微機(jī)控制埋弧焊逆變焊機(jī)

埋弧焊自動化焊接是一種利用微機(jī)控制及逆變技術(shù)結(jié)合在一起的逆變埋弧自動焊系統(tǒng)。

5.高效化埋弧焊接

因?yàn)槁窕『负附有阅芎?、勞動條件好、焊接技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，為提高焊接效率，人們很早就提出了多種埋弧焊方法，發(fā)展到今天有好多方法都在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中得到了大力推廣應(yīng)用。工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，有橋梁、管道、鐵路車輛等，適用于低合金鋼、銅、合金的及低碳鋼的焊接。21世紀(jì)的今天，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，埋弧焊接高效化的研究迫在眉睫。以前焊接中主要是材料方面的問題，隨著冶金業(yè)的發(fā)展，焊材的性能提升，不再對線敏感，能夠使用大電流焊接，另外焊接自動化水平不斷提高，也要求焊接高速化，埋弧焊高效化是國內(nèi)外工業(yè)焊接領(lǐng)域的研究和發(fā)展方向，人們對于高效化焊接進(jìn)行不斷探索，發(fā)現(xiàn)提升埋弧焊焊接效率的手段有：多絲埋弧焊、冷絲和熱絲埋弧焊、帶極埋弧焊等。

5.1 多電源多（雙）絲埋弧焊

多電源多絲埋弧焊是多個單絲埋弧焊組成，目前實(shí)際工作中應(yīng)用最廣的是雙絲或者三絲系統(tǒng)。每根焊絲都可以分為交流和直流，但雙絲系統(tǒng)采用一定的焊絲是為避免電弧間的磁場干擾。

串列雙絲埋弧焊每個焊絲有獨(dú)立電源供電的，由于兩根焊絲間距的不同，采用的方法也是不同的。有共熔池、雙熔池兩種，二者區(qū)別在兩焊絲間距大小，是否有共同的電弧空間。兩種方式的前端電弧都有預(yù)熱和熔深的功能，共熔池適合合金鋼的焊接或者焊絲摻合金堆焊。雙熔池能達(dá)到焊接合金不出裂紋或者堆焊的目的。

通過對雙（多）絲埋弧焊自動焊焊接方法的研究，分析了影響焊接頭的多種因素。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中此工藝得到了廣泛應(yīng)用。

5.2 單電源多絲埋弧焊

單電源多絲埋弧焊是用多根焊絲，以相同的速度同時通過導(dǎo)電嘴送出，在坡口中熔化。這種焊接方法焊接過程電流和電流密度都大，因?yàn)楹附z熔敷率高，所以可提高焊接效率[1]。

5.3 冷絲熱絲填充埋弧焊

冷絲和熱絲填絲埋弧焊是在普通工藝基礎(chǔ)上添加送絲機(jī)構(gòu)，從側(cè)面給熔池填充焊絲。沒有電源供電的填充焊絲，稱為“冷絲”;有預(yù)熱電源供電加熱直至將近熔化，然后均勻送入熔池的，稱為“熱絲”。

冷絲方法由于焊接電流加大，在深熔的同時保證成形良好，這樣做既可以避免過熱損壞，有可以節(jié)約電能，提高生產(chǎn)效率。

熱絲是一種能在焊接時加速填充金屬熔化量，達(dá)到提高效率的焊接手段。是一種簡單高效的新工藝。該技術(shù)能量消耗少，焊接材料損失少，能夠有效降低生產(chǎn)成本;同時由于熱循環(huán)的作用，接頭力性能優(yōu)良，焊接質(zhì)量更加有保證。

5.4 單電源雙絲埋弧焊

單電源雙絲埋弧焊焊絲之間的距離變化越大，對焊縫的形狀和尺寸影響越大。當(dāng)距離大到一定程度后，可以形成“馬鞍狀”焊縫。當(dāng)焊絲排列不同時，能夠形成不同熔寬、熔深的焊縫[2]。

5.5 其他高效埋弧焊

其他高效埋弧焊主要有：帶狀電極埋弧焊;雙面一次成形埋弧焊;窄間隙埋弧焊。

結(jié)語

目前工業(yè)領(lǐng)域，埋弧焊是最重要的焊接手段，高效化的焊接方法是提高生產(chǎn)效率、保證焊接性能，改善勞動條件的重要手段，因此得到廣泛推廣應(yīng)用，這也成為未來焊接工藝的研究方向。焊接工藝高效化、智能化、自動化已經(jīng)成為國內(nèi)外焊接技術(shù)研究和應(yīng)用的一個發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]韓榮生，張磊，康亮.焊接技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].中國金屬通報，2019（02）：245-246.

[2]王鑫，魏愛玲，郝貴敏.窄間隙埋弧焊技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2016，23（04）：130.