重型厂房柱子管极熔嘴电渣焊优化方案

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：由于立柱太长，重型双H型钢立柱分两段制作，然后采用管极熔嘴电渣焊拼焊成整根。随着焊剂的熔化，温度升高，电压下降，电流增大并渐趋稳定。渣池深度小于30mm时，会使焊接电流、电压降低，使得电渣焊过程不稳定，渣池和金属熔池的温度相对降低，熔宽变窄，金属熔池上升较快，如不及时补充焊剂，渣池深度继续减小，焊丝就会触及金属熔池发生短路。

某一连铸连轧车间厂房立柱采用双H型钢SAW拼焊，其断面如图4-3-7所示。由于立柱太长，重型双H型钢立柱分两段制作，然后采用管极熔嘴电渣焊拼焊成整根。

重型双H型钢母材是日本SM41B钢。采用国产H08A镀铜焊丝，ϕ3.2mm。熔嘴采用国产10钢管，规格为ϕ12mm×4mm。长度超出焊缝长度200mm。管状熔嘴下端略作收口，使其内径接近焊丝直径，以便于引弧，钢管涂层主要由焊剂和铁合金组成，焊剂的基本组成如下（质量分数）：锰矿36%，滑石粉21%石英石19%，萤石14%，钛白粉5%，金红石3%，白云石2%。每1000g药粉中铁合金的添加量为：中碳锰铁100g，硅铁155g，钼铁144g，钛铁100g。粉状焊剂和铁合金搅拌均匀后，用钾水玻璃或钠水玻璃调和，在专用压涂机上挤压成形，均匀地涂敷在钢管外表面上，厚度为2～3mm。

图4-3-7 双H型钢立柱断面图

1.焊前准备

工件的接头端面用氧乙炔焰切割，清除切口边缘的氧化物，铁锈等污物。用氧乙炔焰加工型钢腹板的15°坡口，并清理坡口两侧的污物。为了使内侧的固定成形板、外侧的水冷成形装置与型钢的翼板贴紧，在焊口两侧150mm范围内用砂轮打磨掉埋弧焊缝余高。

2.工件装配

在专用胎架上装配两段重型双H型钢，留出25～28mm间隙，加装引弧板和引出板，用CO₂焊焊接上下两面双H型钢腹板的对接缝。

翻转工件，将电渣焊焊缝置于立焊位置，加装引弧板、引出板，内侧固定成形板，外侧加装水冷强迫成形装置。装配后，用耐火泥密封成形板与工件之间的缝隙，将管状熔嘴放置于接头间隙中，如图4-3-8所示。

3.建立渣池

焊丝沿管状熔嘴进入接头空间，直抵引弧板凹槽底部。向方形焊口撒入250g焊剂。接通电源引弧。电弧将焊剂熔化，形成渣池，当渣池达到一定深度时，提高送丝速度，使焊丝插入渣池，转入正常的电渣焊过程。

4.焊接参数

1）焊接电流。合适的焊接电流为500～600A。焊接电流太大，熔嘴温升过高，使药皮失去绝缘功能，一旦钢管与工件接触，产生电弧而烧坏熔嘴；焊接电流太小，生产效率低，同时容易产生未熔合。

2）焊接电压。起弧电压较高，在50～55V，此时电流波动较大，一般在30～500A。随着焊剂的熔化，温度升高，电压下降，电流增大并渐趋稳定。正常焊接电压为45～55V，下部电压较高，越向上电压要越低，否则会使焊缝的熔宽由下而上逐步增大。

图4-3-8 双H型钢接头电渣焊示意图

3）渣池深度。渣池深度限定在30～70mm。渣池深度小于30mm时，会使焊接电流、电压降低，使得电渣焊过程不稳定，渣池和金属熔池的温度相对降低，熔宽变窄，金属熔池上升较快，如不及时补充焊剂，渣池深度继续减小，焊丝就会触及金属熔池发生短路。渣池深度大于70mm时，焊接电流大部分经渣池直接流入母材，只有少量电流经渣池下部流到金属熔池，渣池下部温度较低，金属熔池流动性差，会使焊缝出现未熔合和夹渣等缺陷。

重型厂房柱子管极熔嘴电渣焊优化方案

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