admin 1.概念
图中显示了PCB方法焊接工艺和焊接设备布局。
带机械装置的特 制铜合金衬垫位于准备焊接的平板下面 ，焊接开始前 ，特制铜衬垫上需均匀敷 设一定厚度的背面衬垫焊剂 （ 通常为 4-7 mm 左右〉，随即使用压缩空气管等顶压装置将敷设好背面焊剂的铜衬垫紧密贴合到准备焊接的大平板背面 ，压力应适宜, 焊接时平板将由其下均匀分布的电磁吸力装置有效固定 ，焊接机（由2 到 3 根焊接电极） 则由拼板缝一端向另一端行进从而完成焊接 。FCB 法主要技术特点如下 ：
++ 高效焊接：热输入量较高 ，一次单向焊接即可完成较厚钢板的对接焊生产。多丝焊接工艺合理的设定可改善热源形态和温度场分布，改善焊接热循环 ，分解热输入量 ，为快速焊接创造条件。
++单面焊双面成形 ：避免了大平板缝翻身检查反面焊道的需求；
++ 电弧在颗粒状焊剂和熔渣组成的保护层下放电 ，因此外面看不见电弧；
++由于烙渣的净化和保护作用 ，焊缝质量和成形优 良。
++ 背面焊剂主要作用是辅助形成光滑的根部焊道，同时在较高的热输入量环境下具有良好支撑熔池的 能力因此需要很高的耐热性 。它通常不参与焊接冶金过程，因而通常不与熔池发生合金化反应 。此外，背面焊剂对其受压的紧实度有要求，将影响焊缝背面成形。
++ 背面焊剂下的铜衬垫不直接接触熔敷金属 ，焊接过程中不需要专门的冷却装置。
2. 注意问题;
2.1焊接前，把板材坡口上下两侧 50mm 范围内的铁锈及氧化皮去除干净，至露出金属光泽为宜。正面焊剂在使用前 200℃ 烘干，保温 2h 。 铜板上铺衬垫焊剂厚度为 6mm 。
2.2
2.3
焊剂实际化学成分 （质量分数Wt.%)
焊剂 | Si02+ MnO+ Ti02 | CuO+MgO | Fe | Si02 | MnO | T.CaO | Al203 | MgO | T.Fe |
正面 | 22 | 33 | 36 | 16 | |||||
背面 | 31 | 1 | 15 | 7 | 35 | 5 |
表面焊剂牌号：NSH-50；符合标准：JIS Z3352 FS-BT1；表面焊剂牌号：NSH-1R
表面焊剂是在保证大线能量焊接条件下具有良好的工艺性能，保证焊缝金属的力学性能。它配合焊丝向坡口过渡熔敷金属，完成填充任务。衬垫焊剂在焊接过程中发生固化，防止熔化金属从背面流出，可形成光滑的表面，并参与合金化反应，保证反面焊缝具有一定的成型高度。衬垫焊剂应具有适宜的熔点、固化强度，以避免焊接时的未熔合和烧穿，而且还应该有一定的抗气孔能力， 其固化速度应该与焊接速度同步
MgO 作为调整熔渣碱度的主要造渣剂， 保证焊缝金属的纯净度和改善脱渣性，而且 MgO 熔点较高，能提高焊剂的熔点，提高熔渣的粘度，抑制熔渣的流动性；如果MgO 加入量较少， 其熔点较低，焊接过程中全部熔化，未能托住熔池，从而导致熔敷金属流出未能形成良好的焊缝。
SiO2 是主要的酸性氧化物，有减少熔渣碱度的作用，能够降低熔渣的熔点，改善熔渣的流动性，同时能降低熔渣表面张力的作用， 可以减少熔渣与液态金属之间的粘着力， 有利于改善脱渣; MnO 有利于焊缝中 Mn元素的过渡，降低 γ→α 转变温度，从而抑制高温铁素体的形成，对焊缝中针状铁素体的形成有利 ，熔渣的流动性不够，焊缝出现严重的咬边现象， 应适当提高 MnO 的含量;
焊剂中加入少量TiO2 能有效改善熔渣的流动性，促使焊缝金属还原产物的聚集并把它们排除到熔渣中，随着 TiO2 量的增加，其脱渣能力变好，焊缝变得光滑无瑕疵，同时还能增加熔渣导电性，提高电弧稳定性，在熔渣中能与 MgO ，CaO 交互作用产生钛钙矿（ CaO.TiO2 ），这种矿物有较高的结晶性， 其结晶温度在 1400℃ ，能使焊剂熔化温度提高，更好地保护熔池，使其脱渣性改善，获得优良的焊缝.
配焊剂均由各种矿物原料混合而成。试验主要考查焊剂的脱渣性、焊缝的均匀性及其表面光滑度、有无气孔、咬边、压痕等
2.4 终端裂纹预防和改进措施
单面焊接不需要翻身钢板，从一面完成焊接，与两面焊接相比，单面焊接的缺点是终端裂纹。
封固法，也称为阶梯法拘束焊接工艺：是首先在焊缝端部一定长度的焊缝坡口（比如 500 mm） ，使用其它焊接方法 （比如 FCAW ）进行阶梯法约束焊接，如图 所示 。
采用的焊接材料与母材相匹配，然后完成FCB法焊接， 对引熄弧板的装焊无严格的工艺设计要求。该法的优点主要体现在：焊缝两端不易被焊穿，焊缝正面成型优良；其缺点主要体现在：焊接过程中由于刚性固定的焊缝坡口 ，因约束过强从而导致焊缝不能自由伸缩，焊接热应力扩散受阻。在焊缝终端附近较容易产生终端裂纹外的热应力裂纹和板面起拱现象，特别是焊接中薄板时。由于焊缝端部加焊的原因 ，FCB法焊接时有可能出现焊不透的情况。因 此焊后通常需要仰面背扣去除缺陷的处理方式，工作量相当大，返修周期长。重复作业造成大量资源浪费 ，增加生产成本，影响生产进度 。
阶梯法拘束焊接工艺的使用可以避免加焊部位产生终端裂纹 。但因复杂的焊接应力 ，焊缝终端裂纹发生位置比较分散和无规律性，质量不稳定 。从而增加超声波探伤工作量，对检测焊接缺陷 的准确性有影响。不能很好体现FCB 法优点和高效性。
为了避免定位焊两端产生裂纹，定位焊的引、熄弧点严禁位于定位焊缝的两端按电磁铁按钮，吸紧拼板工件，并开启压缩空气,压缩空气软管充气压力为0.12MPa
A 封固 焊底 层 ；B 封固焊 上 层 ：C 一引弧板上切圆形 槽
3. 工艺分析
3.1焊接参数分析
现场焊接生产工艺参数
结果显示 ：无一例外，前弧电压总是小于后弧电压，电压由小到大排列顺序为 ： L<T l <T2；相反，前弧电流总是高于后弧电 流，电流由小到大排列顺序为：T2<T l<L。
电压设置可以保证获得的熔池形成前小后大 、双椭圆部分 叠加的形状 ，在共熔池位置处母材会经历两次加热过程 ，因此可减少产生成形缺 陷的可能性，从而获得良好的焊缝成形 。另外，该电流的设置不仅可以提 高焊接 速度 ，还极大改善了 热源形态和温度场分布 ，从而实现 FCB 法的高速焊接
3.2 宏观金相试验分析
如图所示为 FCB 法焊接工艺评定试验时，焊件横截面的宏观金相试验照 片。评定试验使用母材等级和焊材相同 ，板厚不同 （分别为 14 mm, 20 mm 和 30 mm ）。随着板厚的增加，船厂的工艺要求为根部间 隙不变、逐步减少坡口角度 、 适当增加钝边尺寸 、相应的也使用更大的热输入量用于焊接 。焊接结束后 ，焊缝 金属区宽深比 （ b/t, b 、t 分别为坡口宽度和深度，单位：mm ） 变化情况大约分别 为 25/14=1.79, 30/20=1.5，42／30=1.4 。
当坡口宽深比 b/t=3/2 时，形成焊缝质量优良，此时由于液相不会驻留于焊缝心部 ， 有效减少产生热裂纹的倾向 。
综上所述 ，在不改变焊接参数及现有熔化电极布置的情况下 ，可考虑根据板厚优化坡口设计，薄板可适当减小坡口角度 ：厚板可适当增大坡口角度 。