窄间隙 埋弧焊 (SAW) 用于通过深而窄的坡口连接厚截面。在某些应用中，凹槽深宽比可以达到大约10:1至15:1，而开口可能只有20-30毫米宽。这种几何形状会导致难以到达坡口壁并清除焊道之间的熔渣。
使层间清洁更容易的一个实用方法是控制焊道轮廓。到达凹槽侧壁的平坦或稍微凸出的珠子可以使凝固的渣壳更容易释放。深凹的焊道、底切边缘或不平坦的轮廓会使炉渣粘在侧壁上，使清洁变得困难。
在本指南中，“鱼鳞焊道”描述了坡口中受控的、轻微隆起的焊接轮廓。该术语指的是焊道形状，而不仅仅是焊接表面上可见的波纹。目标轮廓仍必须通过特定接头、焊剂、焊丝和设备的合格焊接程序进行验证。
SAW 使用粒状焊剂来屏蔽电弧和熔池。焊接后，焊剂残留物在焊道上形成渣层。在宽阔、可触及的接缝中，通常可以使用标准工具清除炉渣。然而，在狭窄的凹槽中，侧壁限制了工具的进入，并且使查看凹槽是否干净变得更加困难。
焊道之间残留的熔渣可能会被困在下一个焊接层下方。夹渣可能会降低焊缝完整性并需要修复。当前一个焊道具有底切边缘、凹形轮廓或不规则表面（沿凹槽壁留下凹坑）时，风险就会增加。
目标是生产出支持可靠的炉渣释放并允许在下一次通过之前进行检查和清洁的焊道形状。
珠子轮廓术语可能因商店和程序而异。对于窄间隙焊接的实际控制，关注焊道表面是否光滑、边缘是否与侧壁适当接合以及轮廓是否产生可以保留熔渣的凹坑是有用的。
珠子轮廓 |
对除渣的典型效果 |
工艺考虑 |
|---|---|---|
平坦或略凸 |
当珠子到达凹槽边缘时，通常有助于更轻松地释放炉渣 |
保持足够的侧壁熔合并避免过度加固 |
凹 |
可以沿着凹槽边缘保留炉渣，使清除更加困难 |
检查电压、行进速度、电线位置和割炬角度 |
底切或不规则边缘 |
可能会形成可容纳炉渣的凹坑 |
调整参数和技术，然后在下一次通过之前检查珠子 |
珠子过宽或过高 |
会减少后续通道的访问并使清洁变得复杂 |
将珠子尺寸与凹槽宽度和层规划相匹配 |
容易释放熔渣的焊道并不一定是良好的焊缝。除渣、熔合、渗透、焊珠放置和检查都必须符合适用的程序和验收标准。
当焊缝冷却时，焊缝金属和熔渣收缩。焊道轮廓及其与坡口侧壁的接触会影响渣壳与焊接表面的分离方式。光滑、平坦或稍凸的珠子可以使炉渣更容易释放。凹形轮廓或底切边缘可以机械地沿侧面保留炉渣。
表面张力可能是焊接过程中熔渣行为的一部分，但它本身并不能解释凝固的熔渣是否会分离。熔渣成分、焊道几何形状、冷却、热输入、坡口配置和焊接条件也很重要。
因此，操作员应将“鱼鳞”轮廓视为要在代表性焊缝上演示的程序目标，而不是作为一个参数更改的保证结果。
SAW 可以产生深熔深和高沉积速率。一段能否一次焊接取决于材料、接头准备、设备、耗材、焊接位置和合格的程序。标称板厚值本身并不能确定单道焊接是否合适。
对于需要控制根部轮廓的单面焊接，背衬方法可以支撑熔池并有助于防止烧穿。常见选项包括：
焊接在铜背衬条上。
焊接在临时陶瓷背衬上。
使用助焊剂背衬系统。
使用永久性背衬条或合适的后台阶接头设计。
背衬布置必须符合接头设计和使用要求。通过应用指定的检查方法确认根部质量和融合。
在无支撑或开根焊接中，必须仔细控制熔深。一般经验法则（例如将渗透限制为板厚度的一小部分）不应取代合格的程序或工程要求。
对接处厚度的突然变化会产生应力集中。当厚度失配超过管理规范或项目规范允许的限制时，可能需要通过机加工或磨削较厚的板来使过渡变锥度。
所需的过渡几何形状取决于适用的规范、载荷、板厚度和使用条件。在未检查指定的接头细节的情况下，请勿单独从较厚的板材中选择凹槽尺寸。
对于等厚板，钢丝一般定位在接头中心线上作为起点。如果焊丝明显偏离中心，一侧可能会收到较少的热量或填充金属，从而增加不完全熔合、焊道放置不均匀或焊缝移位的风险。
对于不等厚度的板，线材可能需要向较厚的部件进行受控偏移，以便两侧适当熔合。应通过程序试验和检查确定补偿量。接头装配、根部间隙、凹槽几何形状和钢丝角度可以改变理想位置。
焊丝角度影响电弧力的方向和熔池中的热量分布。调整角度可以改变焊缝宽度、渗透力和加固效果。正确的角度取决于接头、焊接方向和所需的焊道轮廓。
避免导线角度过大。过于激进的角度可能会破坏熔池的稳定性或产生不均匀的焊道。使用批准的程序作为起点，然后在检查胎圈横截面和侧壁熔合的同时进行受控调整。
电极延伸，也称为焊丝伸出，是焊丝在进入电弧之前延伸超出导电嘴的长度。增加这个距离会增加金属丝熔化前的电阻加热。这可以提高沉积速率，但通常会降低熔深，并且如果焊丝未正确引导，可能会导致电弧漂移。
因此，更长的延长并不是提高生产率的通用方法。如果程序需要通过增加延伸来进行更多沉积，则可能需要调整电压和其他参数以维持所需的电弧长度和焊道形状。在生产中使用修改后的设置之前，请确认最终的渗透和融合。
一些 SAW 系统使用预热焊丝来增加焊丝熔化和沉积，而无需增加母材的热量输入，就像简单地提高焊接电流一样。这可以提高合适应用中的沉积效率。
好处取决于设备、焊丝、焊剂、接头设计和程序。预热线系统还需要过程控制和程序鉴定。验证所得焊缝是否满足机械性能和检验要求。
在给定的电弧功率下，行进速度会影响每单位焊缝长度所施加的能量。较高的速度可以减少可用于加热基体金属的时间，这可能会减少焊道宽度和渗透力。如果电流和电压的速度变得过高，则该过程可能会产生底切、不完全熔合或其他不连续性。
增加行进速度可能需要相应改变电弧功率或送丝，以保持所需的焊道尺寸和熔合。这种关系并不是简单的一对一的调整。通过焊接试验和检查确认结果。
焊接电流强烈影响焊丝熔化速率和熔深。过大的电流可能会产生加固过多或渗透过多的焊珠。这会增加收缩应力并导致裂纹、变形或其他焊接缺陷。
电弧电压影响电弧长度和焊道宽度。如果电压对于深槽来说太高，则焊道可能会变得太宽或形成使除渣变得困难的轮廓。电压过低还会产生不合适的焊珠或不稳定的电弧，具体取决于工艺条件。
正确的组合取决于导线、通量、极性、延伸、行进速度、凹槽和层顺序。在程序范围内同时调整电流和电压。不要单独使用电流来解决沉积或渗透问题。
在生产焊接之前，请检查以下几点：
确认沟槽宽度、深度、侧壁状况和根部间隙。
检查焊接程序的焊丝、焊剂、极性、电流、电压、延伸和行进速度。
将等厚接头的线材居中，然后验证两侧侧壁上的焊道。
对于不等的厚度，通过程序试验确定任何线偏移。
力求形成适合凹槽的光滑平坦或微凸的胎圈轮廓。
在每道次之间清除炉渣并检查凹槽边缘。
使用所需的检查方法检查根部和侧壁融合。
记录任何程序变更并在需要时对其进行资格认证。
在本文中，“鱼鳞”是指受控的、轻微隆起的珠状轮廓，旨在支持狭窄凹槽中的炉渣释放。它描述了珠的横截面，而不仅仅是可见的表面波纹。准确的目标轮廓应由合格的焊接程序定义。
凹形焊道或底切边缘可形成凹穴，将炉渣固定在凹槽侧壁上。这些区域很难到达和清洁，并且残留的炉渣可能会成为后续焊道中的夹杂物。
不会。焊道轮廓可以改善熔渣释放，但结果还取决于焊剂、接头几何形状、热输入、冷却和工艺设置。应测试该程序并检查道间表面。
增加电极延伸可以增加电阻加热和沉积速率，同时通常会降低渗透率。如果焊丝没有被引导，也可能导致电弧漂移。任何调整后验证珠子轮廓和熔合。
如果速度对于所选电流、电压、送丝和接头几何形状来说太高，则可能会出现这种情况。更快的行程减少了对接头每个长度施加热量的时间。应通过批准的程序平衡和验证参数。
当接头准备、支持方法和合格程序是针对该结果而设计时，就可以实现这一点。铜、陶瓷、助焊剂或永久背衬可用于合适的应用。根部必须符合规定的质量和检验要求。
在窄间隙埋弧焊中，除渣与焊道轮廓和坡口通道密切相关。光滑、平坦或略微凸出的焊道有助于熔渣的释放，而凹入、底切和不均匀的边缘可能会使清洁变得困难并增加夹渣的风险。
线位置、角度、延伸度、电流、电压、行进速度和背衬都会影响最终的焊珠。将鱼鳞型材作为合格的工艺目标，然后在生产前对代表性接头进行除渣、侧壁熔合、熔透和焊接质量验证。
