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电渣焊

利用电流的一种焊接能方法

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。

电渣焊特点
电渣焊是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接能方法。根据使用的电极形状，可以分为丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊等。由于电渣焊是在垂直位置或接近垂直位置边行焊接，为了保证熔池形状、强制焊缝成形，在接头两侧采用镉滑块作为成形卡具（或在一侧采用固定垫板），铜滑块内部应遥有冷却水。
1、适于大厚度的焊接。焊件均为Ⅰ形坡口，只留一定尺寸的装配间隙便可一次焊接成形，所以生产率高、焊接材料消耗轵少。理论上能焊接的板厚是无限的，但实际上要受到设备、电沥容量和操作技术等方面限制，常焊的板厚约在13~500mm。
2、适于焊缝处于垂直位置的焊接。垂直位置对于电渣焊琵成熔池及焊缝的条件最好，也可用于倾斜焊缝（与地平面的垂直线夹角≤30°）的焊接，所以焊缝金属中不易产生气孔及夹渣。
3、焊接热源是电流通过液体熔渣而产生的电阻热。电渣焊时电流主要由焊丝或板极末端经渣池流向金属熔池，电流场呈锥形，是电渣焊的主要产热区。锥形电流场的作用是造成渣池的对流，把热量带到渣池底部两侧，使母材形成凹形熔化区。电渣焊渣池温度可达1600~2000℃。
4、具有逐渐升温及缓慢冷却的焊接热循环曲线。由于电渣焊的热源特性，使得焊接速度缓慢、焊接热输入较大。电渣焊的热影响区宽度很大，而且高温停留时间比较长，因此热影响区晶粒长大严重。
焊接电源
电渣焊对焊接电源的基本要求如下。
1.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。
电渣焊的适用范围
电渣焊的适用范围主要有以下几点：
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以上工件，小于30mm的板在经济上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，丝极电渣焊一般可焊板厚达400mm，更大厚度则用板极电渣焊和熔嘴焊电渣焊，其厚度可达到1m。世界上已焊成焊缝厚度为3m的锤座。
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，其次是大断面结构、圆筒形结构和变断面结构（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。
生产实践
当前情况
在制造业中，电渣焊过程用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，大型铸件、锻件的焊接，小管电渣焊机主要用于建筑钢结构隔板的焊接，法兰的焊接。在压水堆核电站中，最核心的反应压力容器（RPV，低碳合金钢）中的不锈钢内衬为板极电渣焊堆焊。
20世纪70年代，在调查、研究能够提高焊接速度的方法时，很多的人对电渣焊表示出了兴趣。它被看成是提高生产率的重要参数和减少线能量以改善热影响区和焊接金属冲击特性的方法。
但是从那时起，电渣焊的发展只取得了很小的成效。这些发展都局限在某些特殊应用的参数调整和裁剪技术上。
优点
该过程的主要优点是：
1、完成接缝的速度，一般是1m接缝/小时，不考虑厚度；
2、无角形变；
3、边角形变被限制在3mm /m焊缝；
4、形成高质量的焊缝；
5、简单的接头准备，如火焰切割直角边缘；
6、通过切割所有焊缝和重复焊接可方便地进行大型的修理。
风险
电渣焊的焊接过程都比较长，因为它的线能量会产生粗大的焊接金属颗粒，热影响区会导致差的断裂韧性出现。焊后需热处理或者是在焊接过程中添加特殊的金属元素，才能改善韧性、细化晶体，应使用专用的超声波无损检测设备检测。
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