加工廠電渣焊
試驗計畫書
編制審核
批准日期：2014.8.22
1 電渣焊原理及特點
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，匯集於渣池下部形成金屬熔池。由於填充金屬的不斷送進和熔化，金屬熔池不斷上公升，熔池下部金屬逐漸遠離熱源，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。
與其他熔化焊相比，電渣焊有以下特點：
1）當電流通過渣池時，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，焊縫金屬的純淨度較高。
3）調整焊接電流或焊接電壓，可在較大範圍內調節金屬熔池的熔寬和熔
深，這一方面可以調節焊縫的成形係數，以防止焊縫中產生熱裂紋。另一方面還可以調節母材在焊縫中的比例，從而控制焊縫的化學麵分和力學效能。
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，不易出現淬硬組織，冷裂紋的傾向較小。如規範選擇適當，可不預熱焊接。
5）由於加熱及冷卻速度緩慢，高溫停留時間較長，焊縫及熱影響區晶粒
易長大並產生魏氏組織，因此焊後應進行退火加回火熱處理，以細化晶粒，提高衝擊韌性，消除焊接應力。
2 電渣焊焊接工藝及控制要點
2.1結構下料及餘量控制
試驗件製作過程中，規則直條狀的板件使用直條切割機進行下料，夾板部分使用數控切割進行下料。(試驗件做成箱體形式，但兩側翼板取消）
1) 箱體腹板長度方向整體餘量增加範圍在0～+5mm,寬度方向整體不加設餘量。 2）箱體內隔板不用加設餘量，夾板寬度方向上增加8mm餘量，用於端銑。
2.2 試驗件組立
2.2.1 打磨及端銑
1）組立前先檢查所下零件尺寸的正確性，對隔板進行打磨，打磨寬度為30mm，去除該區域的油汙、鏽蝕等影響焊接的物質並減小拼接間隙。（如圖2）
2）對夾板進行端銑，以減小拼接間隙。（如圖3）
3）對箱體腹板上安裝隔板的位置進行打磨，去除油汙、鏽蝕，打磨寬度在70～80mm 。（如圖4）
圖2 隔板打磨圖3 夾板端銑
圖4 腹板打磨
2.2.3 隔板組立
1）先在平台上找平，劃線，進行定位。
2）根據所畫的地樣線點焊擋板。
3）按照要求組立隔板。（如圖5）
圖5 隔板組立
2.2.4 箱體組立
1）在打磨過的腹板一側進行劃線，確定隔板位置。
2）根據所劃線安裝隔板，以一段靠齊，將餘量放置在另一側。
3）將隔板與腹板進行點焊。（如圖6）
圖6 箱體組立
2.3 試驗件焊接
2.3.1 絲極電渣焊焊接工藝流程
鑽電渣焊引入、引出孔裝熄弧銅塊焊機啟動，通水路，除錯
導絲管就位、焊絲調直、導絲管對中引弧銅塊填充鋼丸、焊劑
裝引弧銅塊引、熄弧銅塊周邊封閉閉合迴路電弧過程
電渣過程收弧過程結束焊接，提公升導絲管卸引、熄弧塊
關閉水路和焊機焊後處理無損檢查
2.3.2 絲極電渣焊焊接前準備
1） 焊接材料準備。焊材選配與準備，焊絲、焊劑等焊接材料與母材匹配，應符合設計要求及現行國家行業標準的規定。焊劑使用前應按產品說明書及焊接工藝檔案的規定進行烘焙和存放。
表1 常用絲極電渣焊接材料
焊接輔助材料的準備包括有：引、熄弧銅塊，鋼丸，耐火泥，嵌條等。
2） 焊接前應準備電渣焊接專用平台胎架，並用水準儀對平台胎架進行檢查測平，確保焊接時工件處於水平位置，保證焊縫的垂直度。
3） 將裝好切丸和焊劑的引弧銅塊固定在被焊件孔洞下端，位置調好後用千斤頂頂緊，引、熄弧銅塊安裝後應用耐火泥進行四周封口，防止有間隙漏渣現象的發生。（如下圖7）
4） 導絲管就位，焊絲調直，導絲管對中，對超厚箱形柱（梁）壁板，導絲管略偏向壁板側。對薄壁板與厚隔板，導絲管略偏向隔板側。
5） 施焊前，焊工應檢查焊接部位的組裝和表面的清理質量，焊接拼製件待焊金屬表面的毛刺等應用砂輪打磨清除，施焊部位及其附近100mm~150mm範圍內的氧化皮，渣皮，水分、油汙、鐵鏽、和毛刺等雜物必須去除，不符合要求時，應修磨補焊合格後方可施焊。
2.3.3 絲極電渣焊操作步驟
1） 起弧時，其電壓應比正常焊接時提高4v，電流應比正常焊接時高30ma焊絲送進，利用黑玻璃觀察熔池，結合箱形柱（梁）壁板下端外側熔池觀察，熔池穩定進入箱形柱（梁）壁板下端後，調整焊接電壓為工藝正常值，焊接過程中，根據熔池的聲音，結合黑玻璃觀察熔池，隨時適量新增焊劑，補充熔池流入襯板和壁板的間隙所導致的渣損失。
2） 焊接過程中要不斷觀察調整焊絲，確保焊絲與焊接孔洞保持垂直對中狀態。
3） 熔池越過被焊隔板，進入箱形柱（梁）壁板上端時，調整導絲管對中，電壓降低2v左右，並調整導絲管送絲速度。結束焊接，提公升導絲管，熔池進入熄弧銅塊，待熔化鐵水進入熄弧銅塊5mm左右。停止焊接，提公升導絲管。
4） 移走電渣焊機，熄弧銅塊內渣池冷卻後，卸引、熄弧銅塊，移走加裝的預熱板和水冷板，關閉水路和焊機。
5） 焊縫完成後，應清除焊縫表面的熔渣和金屬飛濺物，檢查焊縫外觀質量，當不符合要求時，應補焊或打磨，補焊後的焊縫應光滑圓順，不影響原焊縫的外觀質量要求。
6常用絲極電渣焊焊接推薦引數（焊絲直徑1.6）
2.3.4 電渣焊缺陷及預防措施
表3 電渣焊缺陷及防止措施
3 一階段電渣焊試驗結果分析
3.1 1、2號位置
隔板厚度：20mm
夾板厚度：28mm
坡口間隙：1號位置=20mm；2號位置=25mm
探傷結果：不合格
分析原因：坡口間隙小，根據要求電渣焊破口間隙≥25mm。
1、2號孔主要用於除錯機器，在操作時並未注意焊接質量。
3.2 3、4號位置
隔板厚度：25mm
夾板厚度：28mm
坡口間隙：3號位置=20mm；4號位置=25mm
探傷結果：3號位置部分合格；4號位置不合格
分析原因： 4號位置，焊絲有鏽蝕，造成起弧階段出現連續斷弧，出現夾渣。
3號位置，在中間位置出現斷弧，導致焊縫部分熔透。
3.3 5、6號位置
隔板厚度：30mm
夾板厚度：28mm
坡口間隙：5號位置=25mm；6號位置=30mm
探傷結果：5號位置大部分合格；6號位置部分合格
分析原因： 5號位置收弧階段斷弧，造成上端位置未熔透。
6號位置，焊絲有鏽蝕，出現斷弧，造成部分熔透。
3.4 7、8號位置
隔板厚度：20mm
夾板厚度：28mm
坡口間隙：7號位置=20mm；8號位置=25mm
探傷結果：不合格
分析原因： 7號位置起弧階段，連續斷弧，導電嘴堵死，重新起弧，造成夾渣。
7號位置坡口間隙小，焊槍未擺動。
8號位置焊接過程，連續斷弧，導電嘴堵死，重新起弧，造成夾渣。
3.5 9、10號位置
隔板厚度：25mm
夾板厚度：28mm
坡口間隙：9號位置=20mm；10號位置=25mm
探傷結果：不合格
分析原因： 9號位置起弧階段，連續斷弧，導電嘴堵死，重新起弧，造成夾渣。
9號位置坡口間隙小，焊槍未擺動。
10號位置焊接過程，連續斷弧，導電嘴堵死，重新起弧，造成夾渣。
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