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電渣焊工藝
電渣焊是一種50年代開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的熔化焊方法,，它可以“以小拼大”,，將較小的鑄件、鍛件,、鋼板拼焊成大型機(jī)器產(chǎn)品零件,。在大厚度焊接結(jié)構(gòu)的焊接中，具有生產(chǎn)率高,、自動化程度高,、工人勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點，它在大型壓機(jī),、大型鍋爐,、遠(yuǎn)洋船舶、大型水輪機(jī),、大型轉(zhuǎn)爐等產(chǎn)品制造中,，發(fā)揮了重要作用。近年來,，隨著鋼結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,，箱形梁（柱）的隔板焊接，廣泛采用了小孔熔嘴電渣焊工藝,、使電渣焊得到了近一步的發(fā)展,。
一、 電渣焊原理：電渣焊是一種高效熔化焊方法,，它利用電流通過高溫液體熔渣產(chǎn)生的電阻熱做為熱源,，將被焊的工件（鋼板、鑄件,、鍛件）和填充金屬（焊絲,、熔嘴、板極）熔化,，而熔化金屬以熔滴狀通過液體渣池,，匯集于渣池下部形成金屬熔池。由于填充金屬的不斷送進(jìn)和熔化,，金屬熔池不斷上升,，熔池下部金屬逐漸遠(yuǎn)離熱源，在冷卻滑塊（或固定成形塊）冷卻下,，逐漸凝固形成焊縫,，見圖1。
二,、與其他熔化焊相比,，電渣焊有以下特點：1） 當(dāng)電流通過渣池時，電阻熱將整個渣池加熱至高溫,，熱源體積遠(yuǎn)較焊接電弧大,，大厚件工件只要留一定裝配間隙,，便可一次焊接成形，生產(chǎn)率高,。2） 電渣焊一般在垂直或接近垂直的位置焊接，整個焊過程中金屬熔池上部始終在液體渣池,，夾雜物及氣體有較充分的時間浮至渣池表面或逸出，故不易產(chǎn)生氣孔和夾渣,；熔化的金屬熔滴通過一定距離的渣池落至金屬熔池,。渣池對金屬熔有一定的冶金作用，焊縫金屬的純凈度較高,。3） 調(diào)整焊接電流或焊接電壓,，可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)金屬熔池的熔寬和熔深，這一方面可以調(diào)節(jié)焊縫的成形系數(shù),，以防止焊縫中產(chǎn)生熱裂紋,。另一方面還可以調(diào)節(jié)母材在焊縫中的比例，從而控制焊縫的化學(xué)面分和力學(xué)性能,。4） 電渣焊渣池體積大,，高溫停留時間較長，加熱及冷卻速度緩慢,，焊接中,、高碳鋼及合金鋼時，不易出現(xiàn)淬硬組織,，冷裂紋的傾向較小,。如規(guī)范選擇適當(dāng)，可不預(yù)熱焊接,。5） 由于加熱及冷卻速度緩慢,，高溫停留時間較長，焊縫及熱影響區(qū)晶粒易長大并產(chǎn)生魏氏組織,，因此焊后應(yīng)進(jìn)行退火加回火熱處理，以細(xì)化晶粒,，提高沖擊韌性,，消除焊接應(yīng)力,。
三、 電渣焊的分類：電渣焊一般根據(jù)時所采用的電極種類進(jìn)行分類,，見圖2。
四,、 電渣焊的焊接材料：電渣焊用焊絲,、焊劑推薦表見下表1：
表1 各鋼種電渣焊的焊接材料推薦表
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鋼號 |
電極材料 |
焊劑 |
注 |
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10,、Q235A |
H10MnA |
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電渣焊接低合金結(jié)構(gòu)鋼時、 |
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20,、25、20g,、20R,、22g |
H10Mn2 |
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應(yīng)優(yōu)先采用HJ360焊劑 |
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Q235-A·F |
H10MnSi |
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35,、ZG35 |
H10MnA |
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16Mn,、16MnCu,、16MnRe,、
16MnC,、16Mng,、16MnR |
δ≤60mm
H10Mn2、H10MnSi |
HJ360 |
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δ≤60mm
H08MnMoA,、H10MnMo |
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15MnV,、15MnVg
15MnVR、15MnTi |
H08MnMoA
H10MnMo |
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引弧劑采用YF-151或自制鐵砂,。熔嘴用XTH·SES-1X或用無縫鋼管自制涂藥皮,。
五、電渣焊設(shè)備：采用ZH-1250電渣焊機(jī),。主要技術(shù)參數(shù)見表2,。
表2 主要技術(shù)參數(shù)
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型號
技術(shù)參數(shù) |
ZH-1250 |
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額定電流 |
1250A |
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電流調(diào)節(jié)范圍 |
250A-1250A |
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電壓調(diào)節(jié)范圍 |
30V-48V |
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負(fù)載持續(xù)率 |
100% |
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機(jī)頭調(diào)節(jié)距離 |
X：100mm Y：100mm Z：140mm |
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機(jī)頭繞X軸轉(zhuǎn)角 |
±90 |
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機(jī)頭繞Y軸轉(zhuǎn)角 |
±45° |
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機(jī)頭繞Z軸轉(zhuǎn)角 |
360° |
六,、電渣焊缺陷及防止措施：電渣焊缺陷及時防止措施參見表3。
表表3 電渣焊缺陷及防止措施
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序號 |
缺陷名稱 |
缺陷特征 |
產(chǎn)生原因 |
防止措施 |
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1 |
成形不良 |
1.表面不光滑,；2.表面高低不平；3.表面凹凸嚴(yán)重,。
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1.焊縫冷卻太快,；2.模塊間隙裝配不定；3.模塊有熔蝕狀態(tài),。
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1.調(diào)整模塊出水溫度,；2.輕微震動模塊使之貼緊；3.加強(qiáng)水流量,。
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2 |
焊瘤 |
1.溢出焊縫的多余部,；份,點狀金屬物；2.片狀金屬物,；3.堆狀金屬物
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1.模塊局部密封性差,；2.模塊有較大面積不密封；3.模塊被熔蝕,。
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1.可輕微鎚擊使之密封,；2.采用石棉繩或耐火泥堵塞；3.加強(qiáng)水流量,；4．采用夾具夾緊模塊
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3 |
氣孔 |
1.園形或橢圓形2.單個存在,；3.密集蜂窩狀,。
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1.前者氫氣孔、后者CO氣孔,；2.多為氫氣孔,，有水份進(jìn)入；3.多為CO氣孔,工件及焊絲不清潔有大量氧化物進(jìn)入熔池,。 |
1.除盡工件及焊絲鐵銹,、油污；2.嚴(yán)格干燥焊劑,；3.采用含硅焊絲。
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4 |
夾渣 |
1.表面渣,；2.中心渣,；3.周邊渣,。
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1.熔池溫度不均勻成形過快；2.熔池淺金屬熔化不充分,；3.熔池深金屬熔化不充分,。
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1.適當(dāng)擺動焊絲,；2.添加焊劑提高渣池深度；3.降低渣池深度適當(dāng)增大電流和電壓,。
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5 |
未焊透 |
1.焊縫表面,；2.焊縫中間。
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1.模塊溫度低,、電流小電壓低焊絲未擺動,；2.送絲速度太快，冷凝成型時間大于電流熔蝕時間,。
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1.增大焊接電流或使焊絲擺動,；2.提高渣池深度、增加渣池溫度,；3.減慢送絲速度,、降低冷卻水流量。
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6 |
未熔合 |
1.表面未熔合,；2.中心未熔合,。
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1.電流太小，送絲速度太快,；2.膜塊水溫太低,、流量太大,；3.渣池太淺、熔池溫度太低,。 |
1.增大電流,、降低送絲速度；2.降低水流量,、檢查水溫,；3.增加渣池深度、同時擺動焊絲,。 |
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7 |
熱裂紋 |
1.放射裂紋,；2.表面裂紋；3.中心裂紋,。
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1.存在低熔點化合物,；2.工件淬硬性大、冷卻太快,；3.工件剛性大,，內(nèi)應(yīng)力大。
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1.清潔干燥焊劑,，降低S,、P含量；2.選用抗裂性好的焊絲,；3.加入脫S,、P的化學(xué)元素；4.降低工件的內(nèi)應(yīng)力,。
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8 |
冷裂紋 |
1.焊縫與母材交界處,；
2.縱向裂紋；3.橫裂紋,。
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1.工件拘束力大,、焊縫不能收縮；2.工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、剛性大,；3.焊縫中存在氣孔、未焊透等缺陷,。
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1.降低工件的拘束力,、改造接頭形式；2.降低工件剛性,，采取預(yù)熱,、緩冷措施；3.調(diào)整工藝參數(shù)消除工件缺陷。
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1,、焊接方法的分類
2,、各種焊接方法的比較
3、最小電壓原理
4,、熔滴過渡主要形式及其特點
5,、焊接應(yīng)力與焊接變形
6、焊接變形的影響因素及預(yù)防措施
7,、焊接電弧力及其影響因素
8,、焊接電弧的穩(wěn)定性及其影響因素
9、埋弧焊
10,、等離子焊
11,、電子束焊接
12、電渣焊工藝
13,、氬弧焊
14,、鎢極氬弧焊工藝及參數(shù)選擇
15、TIG焊中產(chǎn)生氣孔的因素及其防止措施
16,、CO2氣體保護(hù)焊
17,、CO2焊的冶金特性與焊接材料
18、CO2氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)選擇 | |
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