埋弧焊到底是什么？

埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，因其电弧被焊剂覆盖而得名，属于电弧焊的重要分支，这种方法通过焊丝和焊件之间的电弧热熔化金属，形成焊缝，具有生产效率高、焊接质量好、劳动条件优良等特点，在造船、压力容器、桥梁建设、机械制造等工业领域得到广泛应用，其基本原理是，在焊接过程中，焊丝连续送进，电弧在焊剂层下引燃，焊剂在电弧热作用下熔化形成熔渣，覆盖在熔池表面，既能隔绝空气防止金属氧化，又能通过熔渣与熔池金属的冶金反应改善焊缝性能，同时熔渣冷却后形成的渣壳便于清除，与手工电弧焊、气体保护焊等其他焊接方法相比，埋弧焊在焊接厚板、长焊缝时优势尤为突出，能够实现自动化、机械化生产,大幅提高生产效率。

从设备组成来看，埋弧焊系统主要包括焊接电源、焊丝送丝机构、焊接机头、焊剂输送与回收装置、焊接工件行走机构（或工作台）等部分，焊接电源通常采用交流电源或直流电源，交流电源成本低、磁偏吹小，适合一般焊接；直流电源则可通过极性控制（如直流正接用于堆焊，直流反接用于熔深大的焊接）调节熔深和焊缝成形，焊丝送丝机构以恒定速度输送焊丝，保证电弧稳定燃烧，送丝方式有等速送丝和电弧电压反馈送丝两种，前者适用于电流较小、电弧长度变化不大的场合，后者则能自动维持电弧长度稳定，适应大电流焊接，焊接机头负责夹持焊丝并调整其位置，实现直线、环缝或曲线焊缝的焊接，焊剂输送装置通过管道将焊剂均匀撒在焊接前方，焊接后回收装置则将未熔化的焊剂吸回，经处理后可重复使用，既节约成本又减少环境污染，工件行走机构根据焊接需求带动工件移动,或与焊接机头配合完成焊接轨迹。

埋弧焊的焊接过程可分为引弧、焊接和收尾三个阶段，引弧时，焊丝与焊件短暂接触，随后提起形成电弧，焊剂在电弧作用下迅速熔化，形成封闭的熔渣泡包裹电弧和熔池，进入稳定焊接状态，焊接过程中，电弧在焊剂层下燃烧，热量集中，熔池体积大，冷却速度慢，使得焊缝金属结晶充分，夹杂物和气孔易于上浮，因此焊缝致密性好，力学性能优良，由于焊剂层对电弧的压缩作用，电弧能量密度高，熔深大，对于中厚板可不开坡口或开小坡口即可焊接，减少填充金属和焊接时间，收尾阶段时，需通过收弧板或电流衰减法填满弧坑，防止产生裂纹和缩孔,保证焊缝末端质量。

根据操作方式，埋弧焊可分为埋弧自动焊和埋弧半自动焊，埋弧自动焊的焊接机头和工件移动均由机械装置完成，焊接参数自动控制，适用于大型工件的长直焊缝、环缝等规则焊缝的批量生产，如船舶的甲板、储油罐的纵缝等，埋弧半自动焊则由工人手持焊枪移动，焊丝送丝和电弧燃烧自动进行，灵活性较高，适用于不规则焊缝或短焊缝的焊接，但劳动强度相对较大，应用范围不如自动焊广泛，根据电极类型，埋弧焊还可分为熔极埋弧焊（使用焊丝作为电极）和非熔极埋弧焊（如使用钨极，但实际应用较少，熔极埋弧焊是主流）。

焊接材料是影响埋弧焊质量的关键因素之一，焊丝作为填充金属，其化学成分直接影响焊缝金属的力学性能和耐腐蚀性，常用的焊丝有碳钢焊丝（如H08A、H08MnA）、合金钢焊丝（如H08CrMoA、H08CrNiMoA）、不锈钢焊丝等，需根据母材材质和设计要求选择，焊剂在焊接过程中起到保护熔池、脱氧、渗合金、改善焊缝成形等作用，按制造方法可分为熔炼焊剂（将焊剂原料熔炼后水冷破碎而成，呈玻璃状，化学成分均匀，但易吸潮）和非熔炼焊剂（包括烧结焊剂和粘结焊剂，通过烧结或粘结制成，呈颗粒状，成分灵活，脱硫脱磷能力强，适合高强度钢、不锈钢等材料的焊接），焊剂和焊丝需合理匹配，如低合金钢焊接常选用高硅低氟或中硅中氟焊剂，不锈钢焊接则选用低硅高氟焊剂,以防止合金元素烧损和产生焊接缺陷。

埋弧焊的优势主要体现在以下几个方面：一是生产效率高，由于采用大电流（可达1000A以上）、焊丝送进速度快，焊接熔深大，单层焊可完成较厚板的连接，且焊接过程连续，无需更换焊条，辅助时间少；二是焊接质量好，熔渣覆盖严密，焊缝金属纯净，气孔、夹渣等缺陷少，焊缝成形美观，机械性能稳定；三是劳动条件好，电弧在焊剂层下燃烧，弧光、烟尘、有害气体外泄少，工人劳动强度低；四是适应性强，可焊接多种金属材料，如碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢等，也可堆焊耐磨、耐腐蚀层，但埋弧焊也存在局限性：一是灵活性差，只能焊接平焊位置或坡度较小的焊缝，难以进行立焊、横焊、仰焊等空间位置的焊接；二是设备复杂，初期投资较高，对工件的装配精度和坡口加工要求严格；三是焊接过程中无法观察电弧和熔池，需通过焊接参数和焊缝成形判断焊接质量,对操作人员的技能和经验要求较高。

在工业应用中，埋弧焊常用于大型结构件的制造，如压力容器的筒节纵缝、环缝，桥梁的钢箱梁焊接，船舶的船体分段对接，工程机械的底盘和结构件焊接等，对于厚板结构，埋弧焊可实现单面焊双面成形，背面无需清根，提高生产效率；对于薄板，则需采用细丝埋弧焊或小电流焊接，避免烧穿，埋弧堆焊技术还可用于修复磨损零件或制造复合耐磨层，如在轧辊、阀门表面堆焊耐磨合金,延长零件使用寿命。

随着技术的发展，埋弧焊不断与其他技术结合，涌现出多种高效焊接方法，如多丝埋弧焊，使用2-4根焊丝同时焊接，进一步提高焊接速度和熔深；窄间隙埋弧焊，采用窄坡口（间隙1-3mm）配合特殊焊剂和焊丝，减少填充金属量和焊接变形，适用于厚板高效焊接；高速埋弧焊，通过提高焊接速度和电流密度，实现超高速焊接，满足现代制造业对效率的极致追求,这些改进技术使埋弧焊在高端制造领域的竞争力持续增强。

相关问答FAQs：

1. 问：埋弧焊和手工电弧焊的主要区别是什么？
   答：埋弧焊与手工电弧焊的主要区别在于焊接过程和保护方式不同，埋弧焊的电弧在焊剂层下燃烧，焊剂熔化形成熔渣保护熔池，焊接过程机械化、自动化程度高，生产效率高，焊缝质量稳定，适合长焊缝和厚板焊接；而手工电弧焊依靠焊条药皮分解产生的气体和熔渣保护熔池，焊工手持焊条操作，灵活性高，但效率低，劳动强度大，适合短焊缝、不规则焊缝和现场焊接，埋弧焊电流大（通常100-1000A），熔深大，手工电弧焊电流较小（通常20-300A）,熔深较浅。

2. 问：埋弧焊时焊剂为什么要回收再利用？
   答：埋弧焊焊剂回收再利用主要基于经济和环保两方面原因，从经济角度看，焊剂是焊接过程中的重要消耗材料，约占焊接材料成本的15%-30%，未熔化的焊剂（约占焊剂总量的80%-90%）回收后经筛选、去除杂质、烘干等处理可重复使用，大幅降低焊接成本，从环保角度看，焊剂主要成分多为硅酸盐、氟化物等，直接丢弃会对土壤和水源造成污染，回收利用可减少固体废弃物排放，符合绿色制造要求，但回收焊剂需注意控制其湿度和杂质含量,避免影响焊接质量。