摘要：电渣焊作为一种典型的焊接方法，主要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。它能够较快的形成焊缝，且无角变形之类的问题，但是焊接完成后极易出现母材与焊道局部未熔合、间断性漏焊、漏渣漏铁水等问题。
关键字：钢结构；电渣焊；焊接缺陷；中厚板
1电渣焊焊接工程实例
1.1工程简介
昆明春之眼钢结构工程位于昆明市东风广场工人文化宫以南，拓东路以北，盘龙江以东，北京路以西。本项目建筑面积60.06万平方米，总重量约11万吨，是一个集商务、购物、居住、观光为一体的大型城市综合体项目。
主塔塔楼主体采用巨柱钢框架-核心筒体系。钢结构由筒外巨柱、外框钢柱、楼层钢梁外框斜撑等组成外筒，由劲性钢柱、连梁及钢板剪力墙等组成内筒，楼层采用钢筋桁架组合楼板。
春之眼项目箱形梁（柱）隔板部位采用熔嘴电渣焊的焊接方式。
2电渣焊焊接方法
2.1电渣焊简介
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。
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。
熔嘴电渣焊用于焊接较厚的工件，只要求工件边缘保持一定的装配问隙，不需要坡口，就可以一次成形，效率高，金属熔池凝固速率低，熔池中的气体和杂质容易浮出，不易产生气孔和夹渣等缺陷，因此特别适用于建筑钢结构箱形梁（柱）隔板部位焊口的焊接。
2.2工艺流程
钻电渣焊引入引出孔→被焊杆件上端装熄弧铜块→熔化嘴入孔→送丝机头就位→焊丝盘装卡→熔化嘴与机头装卡→焊丝送进调直→调节熔化嘴对中→引弧铜块填充引弧剂及焊剂→被焊工件下端装引弧铜块→引、熄弧铜块周边封闭→闭合回路→引弧过程→电弧过程→电渣过程→收弧过程→结束焊接→提升熔化嘴→卸引、熄弧块→关闭焊机移走→焊后处理→探伤检测
2.3焊接参数
电流：电流过大，熔池沸腾严重，焊缝成形不好，易造成熔合不良等缺陷；电流小，电渣过程也不稳定，易产生未熔合、夹渣等缺陷。引弧后，始焊时电流应相对小些，然后逐渐增加到正常值。
电压：电压高低直接影响焊缝的熔宽（就电渣焊指熔池和渣池的面积），电压越高，熔宽越大，反之越小。因此起弧时电压一般比正常焊接高一些，一般高3-5V为宜。
熔池：熔池太深，会导致熔宽面减小，造成熔池温度下降，易使焊接边缘加热不足，而产生未熔合或熔合不良等缺陷。熔池太浅，即使焊接电流增大，电渣焊过程也不稳定，焊丝容易接触到金属熔池发生短路，使飞溅加大，导致焊接中断。因此，渣池深度非常重要，一般深度控制在30-50mm比较好。渣池深度适中时发出的声音像煮粥，发出“咕嘟”声，观察焊口外钢板接触面烧红的颜色和宽窄也可判断内部熔合情况，熔合良好的外钢板烧红颜色均匀，比焊口稍微宽，且宽窄比较均匀，用黑玻璃观察熔池在在800～850℃呈现樱红色。
3电渣焊焊缝探伤
（1）依据GB 50661-2011检测规范要求，24小时后对焊缝对焊接接头焊缝100%UT探伤，合格等级不低于GB50661-2011中第8.2.4条中B级焊缝检验的Ⅱ级要求，检测等级执行GB/T 11345-2013（技术一）B级，焊缝质量验收等级为GB/T 29712-2013等级2级。
（2）对腹板焊缝周围100mm位置进行打磨去除飞溅等影响因素后，用直探头进行探伤，探伤发现有大量断续缺陷，主要为未熔合和少量夹渣，探伤一次合格率只有60%，对缺陷产生原因进行分析。
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4电渣焊缺陷原因分析
4.1焊接设备
1、焊接设备采用电渣焊专用焊机：华远ZD7-1250IGBT。采用IGBT模块，进行过程为AC-DC-AC-变压-DC-输出的电路变化过程，整流滤波电路：将三相380V/50Hz的交流电进行整流后，获得540V直流电；其型号有BP1-3×1000和BP1-3×3000（具有平特性的弧焊变压器），平特性是指电压不随电流变化而变化，能保证焊接过程的电弧稳定性。
2、电渣焊均采用DCEP（直流反接）、恒压电源、匀速送丝的设备工艺保证电渣焊焊接工艺和性能要求。
3、对设备引出端和使用端电流电压进行钳形万用表检验合格，设备效验未到规定检验期，无老化、线缆烧损变细、塑料皮破损、短路、接地不良好现象，旋钮刻度和指示器显示正确，设备运行正常。
4、设备不是引起缺陷的主要原因。
4.2焊接材料
1、焊丝的盘绕应整齐紧密，没有硬碎弯、锈蚀和油污。焊丝盘上的焊丝量最少不得少于焊一条焊缝所需焊丝量。
2、焊剂也可用酸性熔炼焊剂HJ431，目数0.14mm（120目）-0.20mm（80目）。
3、熔化嘴采用XTH.SES-1X（φ8*3或φ12*3），焊前需经过250°C×1h烘焙，在80℃左右存放待用。依据焊接电流、焊丝直径和焊缝长度确定熔化嘴规格。熔嘴内径应比焊丝直径大0.8mm～1.2mm；长度比焊件长150mm～350mm；焊缝长度大于2m时宜采用绝缘环。药皮脱落、弯曲、锈蚀和带有油污的熔嘴不得使用，车间使用熔嘴符合规范。
4、引弧剂为YF-150或者自制铁丸、自制的埋弧焊丝小颗粒等。
5、焊材保管、领用、回收符合规定要求。
材料不是引起缺陷的主要原因。
4.3焊接环境
1、熔嘴电渣焊不允许露天作业，当气温低于0℃，相对湿度大于或等于90%，网路电压严重波动时不得施焊。
2、焊件不得表面潮湿或暴露于雨、冰、雪中；
3、焊接环境温度低于0℃但不低于-10℃时，应采取加热或防护措施，应确保接头焊接处各方向大于等于2倍板厚且不小于100mm范围内的母材温度不低于20℃或规定的最低预热温度（二者取高值），且在焊接过程中不应低于这一温度；
加工厂位于四川成都，加工时间处于8月份左右，此时气候适宜，且所有构件加工均在加工厂厂房内进行，因此焊接环境对焊缝的影响可以忽略不计。
4.4焊接人员
1、查看焊工台账，焊接人员具备焊接电渣焊的相关合格期内的证书，焊接技能熟练，有相关焊接经验。
人员不是引起缺陷的主要原因。
5结论
综上分析，对中厚板熔嘴电渣焊焊缝一次探伤合格率造成影响的主要原因是焊接工艺参数不匹配。为了提高一次探伤合格率，应在施焊前进行工艺试验找出成形工艺最好的焊接参数组合。
6结束语
电渣焊作为钢结构行业一种最常用的焊接方式，焊接缺陷是无法避免的，而且电渣焊的缺陷相对来说返修更加麻烦，作为焊接操作人员，必须将焊接的每一步按工艺要求执行，作为焊接技术人员，必须不断优化焊接工艺，以达到提高电渣焊一次探伤合格率的目的，为生产提高质量、效率、节约材料做出贡献。
参考文献：
[1] GB 50661-2011 钢结构焊接规范[S].
[2] GB/T 1591-2008 低合金高强度结构钢.
[3] GB/T 17505-2016 钢及钢产品交货一般技术要求
[4] 中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M].北京：中国计划出版社，2005.
[5] GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范.
第一作者：杨彪，男，1991年出生，本科，中建二局安装工程有限公司四川制造分公司焊接工程师，北京 100070。
论文作者:杨彪,宋宇
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第35期
论文发表时间:2019/12/18
标签：熔池论文; 焊丝论文; 缺陷论文; 电流论文; 钢结构论文; 过程论文; 电压论文; 《建筑模拟》2019年第35期论文;