電渣焊

電渣焊

電渣焊是利用電流通過熔渣所產生的電阻熱作為熱源,將填充金屬和母材熔化,凝固後形成金屬原子間牢固連線。在開始焊接時,使焊絲與起焊槽短路起弧,不斷加入少量固體焊劑,利用電弧的熱量使之熔化,形成液態熔渣,待熔渣達到一定深度時,增加焊絲的送進速度,並降低電壓,使焊絲插入渣池,電弧熄滅,從而轉入電渣焊焊接過程。

電渣焊主要有熔嘴電渣焊、非熔嘴電渣焊、絲極電渣焊、板極電渣焊等。

它的缺點是輸入的熱量大,接頭在高溫下停留時間長、焊縫附近容易過熱,焊縫金屬呈粗大結晶的鑄態組織衝擊韌性低,焊件在焊後一般需要進行正火回火熱處理。

基本介紹

  • 中文名:電渣焊
  • 外文名:Electroslag welding (ESW)
  • 優點:無角形變、簡單的接頭準備
  • 用途:用於厚板拼接
  • 範圍:用於鋼材或鐵基合金的焊接
  • 缺點:輸入的熱量大
電渣焊特點,焊接電源,電渣焊的適用範圍,生產實踐,當前情況,優點,風險,

電渣焊特點

電渣焊是利用電流通過液體熔渣所產生的電阻熱進行焊接能方法。根據使用的電極形狀,可以分為絲極電渣焊、板極電渣焊、熔嘴電渣焊等。由於電渣焊是在垂直位置或接近垂直位置邊行焊接,為了保證熔池形狀、強制焊縫成形,在接頭兩側採用鎘滑塊作為成形卡具(或在一側採用固定墊板),銅滑塊內部應遙有冷卻水。
1、適於大厚度的焊接。焊件均為Ⅰ形坡口,只留一定尺寸的裝配間隙便可一次焊接成形,所以生產率高、焊接材料消耗軹少。理論上能焊接的板厚是無限的,但實際上要受到設備、電瀝容量和操作技術等方面限制,常焊的板厚約在13~500mm。
2、適於焊縫處於垂直位置的焊接。垂直位置對於電渣焊琵成熔池及焊縫的條件最好,也可用於傾斜焊縫(與地平面的垂直線夾角≤30°)的焊接,所以焊縫金屬中不易產生氣孔及夾渣。
3、焊接熱源是電流通過液體熔渣而產生的電阻熱。電渣焊時電流主要由焊絲或板極末端經渣池流向金屬熔池,電流場呈錐形,是電渣焊的主要產熱區。錐形電流場的作用是造成渣池的對流,把熱量帶到渣池底部兩側,使母材形成凹形熔化區。電渣焊渣池溫度可達1600~2000℃。
4、具有逐漸升溫及緩慢冷卻的焊接熱循環曲線。由於電渣焊的熱源特性,使得焊接速度緩慢、焊接熱輸入較大。電渣焊的熱影響區寬度很大,而且高溫停留時間比較長,因此熱影響區晶粒長大嚴重。

焊接電源

電渣焊對焊接電源的基本要求如下。
1.保持穩定的電渣過程。焊接過程中,不應出現電弧放電過程或電渣、電弧混合過程,否則將破壞正常的焊接工藝參數,電渣電源應選平特性電源(其空載電壓低和感抗小)。
2.維持焊接電流電壓穩定不變。電渣焊時,焊絲等速送進,渣池中的電流-電壓特性為上升曲線,因此當網路電壓發生變化送絲速度變化時,具有平特性的焊接電源所引起的焊接電流電壓變化小,自身調節作用強。
3.電渣焊要求有足夠的功率,空載電壓較低,還具有平特性的焊接電源。通常電渣焊均採用交流電源,其型號有BP1-3×1000和BP1-3×3000(具有平特性的弧焊變壓器),若沒有平特性的焊接電源,也可暫用有下特性的弧焊電源代替。

電渣焊的適用範圍

電渣焊的適用範圍主要有以下幾點:
1、可焊接的金屬。主要用於鋼材或鐵基合金的焊接,其中低碳鋼和中碳鋼很容易焊接。由於冷卻緩慢,也適於焊接高碳鋼和鑄鐵。採取適當措施也可以焊接低合金鋼、不鏽鋼和鎳基合金等。
2、可焊接的厚度。一般宜焊接板厚在30mm以上工件,小於30mm的板在經濟上不如埋弧焊和氣電立焊。電渣焊雖沒有厚度上限,但受設備條件限制,絲極電渣焊一般可焊板厚達400mm,更大厚度則用板極電渣焊和熔嘴焊電渣焊,其厚度可達到1m。目前世界上已焊成焊縫厚度為3m的錘座。
3、可焊接的接頭。等厚板之間的對接接頭最易焊,也最常用。其次是T形接頭、角接頭和十字接頭。
4、可焊接的結構。套用最多的是厚板結構,其次是大斷面結構、圓筒形結構和變斷面結構(包括具有曲線或曲面焊縫的結構)。這些結構在機器製造、重型機械、鍋爐壓力容器、船舶、高層建築等工業部門中經常遇到。

生產實踐

當前情況

在製造業中,電渣焊過程用於厚板拼接,煉鋼廠高爐的垂直焊接,大型鑄件鍛件的焊接,小管電渣焊機主要用於建築鋼結構隔板的焊接,法蘭的焊接。在壓水堆核電站中,最核心的反應壓力容器(RPV,低碳合金鋼)中的不鏽鋼內襯板極電渣焊堆焊
20世紀70年代,在調查、研究能夠提高焊接速度的方法時,很多的人對電渣焊表示出了興趣。它被看成是提高生產率的重要參數和減少線能量以改善熱影響區和焊接金屬衝擊特性的方法。
但是從那時起,電渣焊的發展只取得了很小的成效。這些發展都局限在某些特殊套用的參數調整和裁剪技術上。

優點

該過程的主要優點是:
1、完成接縫的速度,一般是1m接縫/小時,不考慮厚度;
2、無角形變;
3、邊角形變被限制在3mm /m焊縫
4、形成高質量的焊縫;
5、簡單的接頭準備,如火焰切割直角邊緣;
6、通過切割所有焊縫和重複焊接可方便地進行大型的修理。

風險

電渣焊的焊接過程都比較長,因為它的線能量會產生粗大的焊接金屬顆粒,熱影響區會導致差的斷裂韌性出現。焊後需熱處理或者是在焊接過程中添加特殊的金屬元素,才能改善韌性、細化晶體,應使用專用的超音波無損檢測設備檢測。

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