电渣焊实验报告.doc

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1、加工厂电渣焊试验计划书编制： 审核： 批准： 日期：2014.8.22 1 电渣焊原理及特点 电渣焊是一种高效熔化焊方法，它利用电流通过高温液体熔渣产生的电阻热做为热源，将被焊的工件（钢板、铸件、锻件）和填充金属（焊丝、熔嘴、板极）熔化，而熔化金属以熔滴状通过液体渣池，汇集于渣池下部形成金属熔池。由于填充金属的不断送进和熔化，金属熔池不断上升，熔池下部金属逐渐远离热源，在冷却滑块（或固定成形块）冷却下，逐渐凝固形成焊缝，见图1。与其他熔化焊相比，电渣焊有以下特点：1）当电流通过渣池时，电阻热将整个渣池加热至高温，热源体积远较焊接电弧大，大厚件工件只要留一定装配间隙，便可一次焊接成形，生产率高。

2、2）电渣焊一般在垂直或接近垂直的位置焊接，整个焊过程中金属熔池上部始终在液体渣池，夹杂物及气体有较充分的时间浮至渣池表面或逸出，故不易产生气孔和夹渣；熔化的金属熔滴通过一定距离的渣池落至金属熔池。渣池对金属熔有一定的冶金作用，焊缝金属的纯净度较高。3）调整焊接电流或焊接电压，可在较大范围内调节金属熔池的熔宽和熔深，这一方面可以调节焊缝的成形系数，以防止焊缝中产生热裂纹。另一方面还可以调节母材在焊缝中的比例，从而控制焊缝的化学面分和力学性能。 4）电渣焊渣池体积大，高温停留时间较长，加热及冷却速度缓慢，焊接中、高碳钢及合金钢时，不易出现淬硬组织，冷裂纹的倾向较小。如规范选择适当，可不预热焊接。5

3、）由于加热及冷却速度缓慢，高温停留时间较长，焊缝及热影响区晶粒易长大并产生魏氏组织，因此焊后应进行退火加回火热处理，以细化晶粒，提高冲击韧性，消除焊接应力。2 电渣焊焊接工艺及控制要点2.1结构下料及余量控制 试验件制作过程中，规则直条状的板件使用直条切割机进行下料，夹板部分使用数控切割进行下料。(试验件做成箱体形式，但两侧翼板取消）1) 箱体腹板长度方向整体余量增加范围在0+5mm,宽度方向整体不加设余量。 2）箱体内隔板不用加设余量，夹板宽度方向上增加8mm余量，用于端铣。2.2 试验件组立2.2.1 打磨及端铣1） 组立前先检查所下零件尺寸的正确性，对隔板进行打磨，打磨宽度为30mm，去

4、除该区域的油污、锈蚀等影响焊接的物质并减小拼接间隙。（如图2）2） 对夹板进行端铣，以减小拼接间隙。（如图3）3）对箱体腹板上安装隔板的位置进行打磨，去除油污、锈蚀，打磨宽度在7080mm 。（如图4） 图2 隔板打磨 图3 夹板端铣 图4 腹板打磨 2.2.3 隔板组立1） 先在平台上找平，划线，进行定位。2） 根据所画的地样线点焊挡板。3） 按照要求组立隔板。（如图5） 图5 隔板组立2.2.4 箱体组立1） 在打磨过的腹板一侧进行划线，确定隔板位置。2） 根据所划线安装隔板，以一段靠齐，将余量放置在另一侧。3） 将隔板与腹板进行点焊。（如图6） 图6 箱体组立2.3 试验件焊接2.3.1

5、 丝极电渣焊焊接工艺流程 钻电渣焊引入、引出孔 装熄弧铜块 焊机启动，通水路，调试 导丝管就位、焊丝调直、导丝管对中 引弧铜块填充钢丸、焊剂 装引弧铜块 引、熄弧铜块周边封闭 闭合回路 电弧过程 电渣过程 收弧过程 结束焊接，提升导丝管 卸引、熄弧块 关闭水路和焊机 焊后处理 无损检查2.3.2 丝极电渣焊焊接前准备1） 焊接材料准备。焊材选配与准备，焊丝、焊剂等焊接材料与母材匹配，应符合设计要求及现行国家行业标准的规定。焊剂使用前应按产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。表1 常用丝极电渣焊接材料钢材焊丝焊剂备注Q235ER50-6SJ101Q345焊接辅助材料的准备包括有：引、熄弧

6、铜块，钢丸，耐火泥，嵌条等。2） 焊接前应准备电渣焊接专用平台胎架，并用水准仪对平台胎架进行检查测平，确保焊接时工件处于水平位置，保证焊缝的垂直度。3） 将装好切丸和焊剂的引弧铜块固定在被焊件孔洞下端，位置调好后用千斤顶顶紧，引、熄弧铜块安装后应用耐火泥进行四周封口，防止有间隙漏渣现象的发生。（如下图7） 4） 导丝管就位，焊丝调直，导丝管对中，对超厚箱形柱（梁）壁板，导丝管略偏向壁板侧。对薄壁板与厚隔板，导丝管略偏向隔板侧。5） 施焊前，焊工应检查焊接部位的组装和表面的清理质量，焊接拼制件待焊金属表面的毛刺等应用砂轮打磨清除，施焊部位及其附近100mm150mm范围内的氧化皮，渣皮，水分、油

7、污、铁锈、和毛刺等杂物必须去除，不符合要求时，应修磨补焊合格后方可施焊。2.3.3 丝极电渣焊操作步骤1） 起弧时，其电压应比正常焊接时提高4V，电流应比正常焊接时高30mA焊丝送进，利用黑玻璃观察熔池，结合箱形柱（梁）壁板下端外侧熔池观察，熔池稳定进入箱形柱（梁）壁板下端后，调整焊接电压为工艺正常值，焊接过程中，根据熔池的声音，结合黑玻璃观察熔池，随时适量添加焊剂，补充熔池流入衬板和壁板的间隙所导致的渣损失。2） 焊接过程中要不断观察调整焊丝，确保焊丝与焊接孔洞保持垂直对中状态。3） 熔池越过被焊隔板，进入箱形柱（梁）壁板上端时，调整导丝管对中，电压降低2V左右，并调整导丝管送丝速度。结束焊

8、接，提升导丝管，熔池进入熄弧铜块，待熔化铁水进入熄弧铜块5mm左右。停止焊接，提升导丝管。4） 移走电渣焊机，熄弧铜块内渣池冷却后，卸引、熄弧铜块，移走加装的预热板和水冷板，关闭水路和焊机。5） 焊缝完成后，应清除焊缝表面的熔渣和金属飞溅物，检查焊缝外观质量，当不符合要求时，应补焊或打磨，补焊后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。6） 常用丝极电渣焊焊接推荐参数（焊丝直径1.6）壁板t1(mm)垫板厚t3（mm）电流（A）电压（V）送丝速度（m/min）有无摆动坡口间隙a隔板厚度t2（mm）191938042439.5无25252538042439.0无25252838044459.

9、0有 2s2525221938043449.0无25252238044459.0无25252538045469.0有 2s25253238045469.0有 2s2525322238046478.5无25252538046488.5无25252838046478.5有 2s25253238048498.5有 2s25324038048498.5有 2s2532 2.3.4 电渣焊缺陷及预防措施表3 电渣焊缺陷及防止措施序号缺陷名称缺陷特征产生原因防止措施1成形不良1.表面不光滑2.表面高低不平3.表面凹凸严重1.焊缝冷却太快2.模块间隙装配不定3.模块有熔蚀状态1.调整模块出水温度2.轻微震动

10、模块使之贴紧3.加强水流量2焊瘤1.溢出焊缝的多余部份,点状金属物2.片状金属物3.堆状金属物1.模块局部密封性差2.模块有较大面积不密封3.模块被熔蚀1.可轻微鎚击使之密封2.采用石棉绳或耐火泥堵塞3.加强水流量4采用夹具夹紧模块3气孔1. 园形或椭圆形 2.单个存在 3.密集蜂窝状1.前者氢气孔、后者CO气孔2.多为氢气孔，有水份进入3.多为CO气孔,工件及焊丝不清洁有大量氧化物进入熔池1.除尽工件及焊丝铁锈、油污2.严格干燥焊剂3.采用含硅焊丝4夹渣1.表面渣2.中心渣3.周边渣1.熔池温度不均匀成形过快2.熔池浅金属熔化不充分3.熔池深金属熔化不充分1.适当摆动焊丝2.添加焊剂提高渣池

11、深度3.降低渣池深度适当增大电流和电压。5未焊透1.焊缝表面2.焊缝中间1.模块温度低、电流小电压低焊丝未摆动2.送丝速度太快，冷凝成型时间大于电流熔蚀时间1.增大焊接电流或使焊丝摆动2.提高渣池深度、增加渣池温度3.减慢送丝速度、降低冷却水流量6未熔合1.表面未熔合2.中心未熔合1.电流太小，送丝速度太快2.膜块水温太低、流量太大3.渣池太浅、熔池温度太低1.增大电流、降低送丝速度2.降低水流量、检查水温3.增加渣池深度、同时摆动焊丝7热裂纹1.放射裂纹2.表面裂纹3.中心裂纹1.存在低熔点化合物2.工件淬硬性大、冷却太快3.工件刚性大，内应力大1.清洁干燥焊剂，降低S、P含量2.选用抗裂性

12、好的焊丝3.加入脱S、P的化学元素4.降低工件的内应力8冷裂纹1.焊缝与母材交界处2.纵向裂纹3.横裂纹1.工件拘束力大、焊缝不能收缩2.工件结构复杂、刚性大3.焊缝中存在气孔、未焊透等缺陷1.降低工件的拘束力、改造接头形式2.降低工件刚性，采取预热、缓冷措施3.调整工艺参数消除工件缺陷3 一阶段电渣焊试验结果分析3.1 1、2号位置 隔板厚度：20mm夹板厚度：28mm坡口间隙：1号位置=20mm；2号位置=25mm探伤结果：不合格分析原因：坡口间隙小，根据要求电渣焊破口间隙25mm。 1、2号孔主要用于调试机器，在操作时并未注意焊接质量。3.2 3、4号位置 隔板厚度：25mm夹板厚度：2

13、8mm坡口间隙：3号位置=20mm；4号位置=25mm探伤结果：3号位置部分合格；4号位置不合格分析原因：4号位置，焊丝有锈蚀，造成起弧阶段出现连续断弧，出现夹渣。 3号位置，在中间位置出现断弧，导致焊缝部分熔透。3.3 5、6号位置 隔板厚度：30mm夹板厚度：28mm坡口间隙：5号位置=25mm；6号位置=30mm探伤结果：5号位置大部分合格；6号位置部分合格分析原因：5号位置收弧阶段断弧，造成上端位置未熔透。 6号位置，焊丝有锈蚀，出现断弧，造成部分熔透。3.4 7、8号位置 隔板厚度：20mm夹板厚度：28mm坡口间隙：7号位置=20mm；8号位置=25mm探伤结果：不合格分析原因：7

14、号位置起弧阶段，连续断弧，导电嘴堵死，重新起弧，造成夹渣。 7号位置坡口间隙小，焊枪未摆动。 8号位置焊接过程，连续断弧，导电嘴堵死，重新起弧，造成夹渣。3.5 9、10号位置 隔板厚度：25mm夹板厚度：28mm坡口间隙：9号位置=20mm；10号位置=25mm探伤结果：不合格分析原因：9号位置起弧阶段，连续断弧，导电嘴堵死，重新起弧，造成夹渣。 9号位置坡口间隙小，焊枪未摆动。 10号位置焊接过程，连续断弧，导电嘴堵死，重新起弧，造成夹渣。3.6 11、12号位置 隔板厚度：30mm夹板厚度：28mm坡口间隙：11号位置=25mm；12号位置=30mm探伤结果：不合格分析原因：11号位置，

15、起弧阶段、烧焊阶段都出现断弧，重新起弧，造成夹渣。 12号位置，起弧阶段，连续断弧，重新起弧，造成夹渣。 焊丝有锈蚀，焊剂较粗，容易堵住导电嘴。 电渣焊机的调制器会出现故障，导致焊丝吐出不直。4 二阶段电渣焊试验结果分析4.1 实验前设备调整： 更换新焊枪 更换原装导电嘴 更换送丝管 使用新焊剂（颗粒细） 感应电流调整至360A 焊丝吐出长度须达到50mm 4.2 SY2-02位置 隔板厚度：28mm夹板厚度：28mm坡口间隙：28*28mm探伤结果：中间断弧位置、起弧阶段不合格，其余位置通过分析原因：由于焊丝出现打结问题，造成断弧。 由于起弧阶段，电流电压不稳定，造成夹渣。4.3 SY2-0

16、3、SY2-04位置 隔板厚度：28mm夹板厚度：28mm坡口间隙：28*28mm探伤结果：起弧阶段不合格，其余位置通过分析原因：由于起弧阶段，电压调的小，造成未熔透。 4.4 剩余位置 隔板厚度：28mm夹板厚度：28mm坡口间隙：28*28mm探伤结果：合格5 结语 1 通过两个阶段电渣焊试验，可以看出一阶段电渣焊的成功率不高。是由于机器长时间不用，造成机器老化，焊丝锈蚀，水箱保险丝损坏等问题。同时，设备的操作人员对于设备的了解程度不够，只是会操作，无法提高焊接成功率。二阶段试验前，我们将设备的部分零件进行更换，还请了专门焊接电渣焊的师傅对我们进行指导。通过二阶段的试验，我们得出了一组焊接

17、数据，将电渣焊的成功率提高。 2 经试验可得： 电渣焊焊接参数隔板厚度/mm夹板厚度/mm坡口间隙/mm电压/v电流/A探伤结果282828*2845360合格注：二阶段试验所用板材皆为28mm,按照表中参数可以基本保证全熔透要求。 坡口间隙 坡口间隙20mm，电渣焊不易成功； 坡口间隙25mm，电渣焊成功率提高。 建议：在进行实际工程时，孔洞尺寸须保证在25*25mm及以上范围内，从而 确保电渣焊的成功率。 焊丝吐出长度在实验过程中得出，焊丝吐出长度须达到50mm，从而保证焊丝不会堵住枪嘴。 焊剂电渣焊须使用颗粒较细的焊剂，颗粒粗的焊剂在焊接时容易堵住导电嘴。 导电嘴使用1.6的导电嘴(与焊丝匹配) 送丝管在焊接前,对送丝管进行清理,从而保证在焊接时送丝正常。 装配电渣焊要求隔板、夹板进行铣平处理，与主零件顶紧点焊。对于隔板、夹板等位置的锈蚀进行清理，从而防止焊接时出现夹渣。