电渣焊

焊接3121班第二小组电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。电渣焊主要有熔嘴电渣焊、非熔嘴电渣焊、丝极电渣焊、板极电渣焊等。它的缺点是输入的热量大，接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。引出板：是为了把渣池和在停止焊接时往往易产生缩孔和裂纹的那部分焊缝金属引出工件之外。起焊槽：除了起造渣作用外，也是为了把开始电渣过程不稳定、温度不高易产生未熔合缺陷那部分留在起焊槽内。焊后再将引出板和起焊槽割除。电源送丝机构提升机构摆动机构成形滑块电渣焊在工艺上具有如下特点：它是一种机械焊接方法，其焊接接头多用I形坡口，处于立焊位置，即焊缝轴线处在垂直或接近垂直的位置下施焊。除环缝外，焊接时，焊件是固定的。焊接开始以后就连续焊到结束，中间不能停顿。焊缝的凝固过程是从底部向上进行，在凝固的焊缝金属上面总有熔化金属，而熔化金属始终有高温熔渣覆盖。没有电弧，焊接过程平稳且无飞溅。具有高的熔敷率，从而可以单道焊接非常厚的截面。与其它熔焊方法比较，电渣焊的优点：1)可以一次焊接很厚的工件，从而可以提高焊接生产率。2)厚的工件也不需开坡口，只要两工件之间有一定装配间隙即可，因而可以节约大量填充金属和加工时间。3)由于处在立焊位置，金属熔池上始终存在着一定体积的高温渣池，使熔池中的气体和杂质较易析出，故一般不易产生气孔和夹渣等缺陷。又由于焊接速度缓慢，其热源的热量集中程度远比电弧焊为弱，所以使近缝区加热和冷却速度缓慢，这对于焊接易淬火的钢种，减少了近缝区产生淬火裂缝的可能性。焊接中碳钢和低合金钢时均可不预热。4)由于母材熔深较易调整和控制，所以使焊缝金属中的填充金属和母材金属的比例可在很大范围内调整，这对于调整焊缝金属的化学成分及降低有害杂质具有特殊意义。由于电渣焊热源的特点和焊接速度缓慢，其缺点：焊缝金属和近缝区在高温(1000℃以上)停留时间长，易引起晶粒粗大，产生过热组织，造成焊接接头冲击韧度降低。所以对某些钢种焊后一般都要求进行正火或回火热处理，这对于大型工件来说是比较困难的。需提高电渣焊在焊态时的接头冲击韧度。二、电渣焊的分类按电极的的形状，电渣焊方法有三种：1、丝极电渣焊2、熔嘴电渣焊3、板极电渣焊三、电渣焊的适用范围1、可焊接的金属主要用于钢材或铁基合金的焊接。其中低碳钢和中碳钢很容易焊接。由于冷却缓慢，也适于焊接高碳钢和铸铁。采取适当措施也可以焊接低合金钢、不锈钢和镍基合金等。2、可焊接的厚度一般宜焊接板厚在30mm以上，小于30mm的板在经济上就不如埋弧焊和气电立焊。电渣焊虽没有厚度上限，但受设备条件限制，丝极电渣一般可焊板厚达400mm，更大厚度则用板极电渣焊和熔嘴电渣焊，其厚度可达成1m。3、可焊接的接头等厚板之间的对接接头最易焊，也最常用。其次是T形接头、角接头和十字接头。4、可焊接的结构应用最多的是厚板结构，其次是大截面结构、圆筒形结构和变截面结构(包括具有曲线或曲面焊缝的结构)。这些结构在机器制造、重型机械、锅炉压力容器、船舶、高层建筑等工业部门中经常遇到。四、电渣焊用焊接材料1.焊剂作用：熔化成熔渣，将电能转化成热能：（1）熔化填充金属和母材；（2)预热焊件；(3)延长金属熔池存在时间和使焊件缓冷；(4)无合金化的作用对焊剂的要求：(1)必须能容易、迅速地形成熔渣。熔渣要有适当的导电性，但导电性也不能过高，否则将增加焊丝周围的电流分流而减弱高温区内液流的对流作用，导致熔宽减小甚至产生未焊透。(2)液态熔渣应具有适当的粘度，粘度过大时，易在焊缝金属中产生夹渣和咬肉现象；粘度太小时，熔渣易从焊件与滑块之间的缝隙中流失，严重时会导致焊接中断。2.电极材料电渣焊过程中，向焊缝金属掺加合金一般不通过焊剂，而主要是通过调整电极材料的合金成分实现对焊缝金属化学成分和力学性能的控制。在选择电渣焊电极时应考虑到母材对焊缝的稀释作用。焊接碳素钢和低合金钢时:(1)控制电极材料的硫、磷含量，(2)电极的含碳量通常应低于母材，一般控制在W（C）为0.10％左右，(3)由此引起焊缝力学性能的降低可通过提高锰、硅和其他合金元素的含量来补偿。常用钢材电渣焊焊丝选用表品种钢号焊丝钢板Q235A、Q235B、Q235C、Q235DH08A、H08MnA20g、22g、25g、Q345（16Mn）、Q295（09Mn2）H08Mn2Si、H10MnSi、H10Mn2、H08MnMoAQ390（15Mnv、15MnTi、16MnNb）H08Mn2MoVAQ420〔15MnVN、14MnVTiRE）H10Mn2MoVA14MnMoV、14MnMoVN、15MnMoVN、18MnMoNbH10Mn2MoVA．H10MdNiMo铸锻件15、20、25、35H10h4n2、H10MnSj20MnMo、20MnVH10Mn2、H10MnSi20MnSiH10MnSi1.保持稳定的电渣过程。焊接过程中，不应出现电弧放电过程或电渣、电弧混合过程，否则将破坏正常的焊接工艺参数，电渣电源应选平特性电源（其空载电压低和感抗小）。2.维持焊接电流电压稳定不变。电渣焊时，焊丝等速送进，渣池中的电流-电压特性为上升曲线，因此当网络电压发生变化送丝速度变化时，具有平特性的焊接电源所引起的焊接电流电压变化小，自身调节作用强。3.电渣焊要求有足够的功率，空载电压较低，还具有平特性的焊接电源。通常电渣焊均采用交流电源，其型号有BP1-3×1000和BP1-3×3000（具有平特性的弧焊变压器），若没有平特性的焊接电源，也可暂用有下特性的弧焊电源代替。1、电弧过程：首先在焊丝与引弧板之间产生电弧，电弧热使电弧周围的焊剂熔化，当液态熔渣达到一定的深度时，则提高送丝速度，降低电弧电压，使焊丝插入熔池，电弧熄灭，转入下一过程；2、电渣过程：当电流经过渣池流向工件时，靠渣池产生的电阻热来熔化焊丝和工件，被熔化的金属靠自重大于熔渣的密度而沉积在渣池的下部，形成熔池，随着电极的不断熔化与送进，熔池与渣池不断的上升，则远离热源的熔池底部金属冷却凝固形成焊缝；五、冶金特点：1、熔池中的气体、渣容易析出，所以不易产生气孔、夹渣；2、冶金反应充分，焊缝的化学成份均匀；3、可以减小焊缝的淬火倾向，防止冷裂纹，这对于中、高碳钢特别有利；4、热影响区宽，晶粒粗大，韧性指标下降；焊缝具有人字型结晶特点，形成交会角φ，交会角φ越大，则会有偏析、夹杂在焊缝中间产生，从而出现裂纹，为此应增大成形系数(ψ＝B/H)，从而减小交会角φ；5、对熔池金属的保护作用好；6、可以一次焊成大厚件工件，不开坡口，并且厚度越大，优越性越明显；7、成本低；8、熔合比小，一般为10~20%，可以方便的通过焊丝调整焊缝成份；9、不需预热，但焊后需热处理来提高韧性；（一般需正火或回火）；10、渣池的热容量大，对电流的短时间变化不敏感；裂纹：热裂纹于焊缝中心对接面处焊缝末端：凝固裂纹（降低送丝速度，并对次部位局部加热）热影响区：冷裂纹（予热、后热）；气孔：H2；CO夹渣：规范变动或电渣过程不稳未焊透：电渣过程不稳或规范参数不合适热影响区宽晶粒粗大：焊后正火和回火热处理，也可以减小间隙、加填充金属和提高焊接速度等措施。