帶極電渣堆焊

與帶極埋弧堆焊相比，ESW具有如下特點(diǎn):

(1)熔敷率提高了60%-80%。

(2)由于熔深很淺(大約10%一15%的稀釋率)，只有一半稀釋到母材中。

(3)焊接電壓低(24-26 V)。

(4)電流和電流密度大(60 rain寬焊帶通過(guò)電流為l 000-1 250A，相應(yīng)電流密度為33-42 A/mm2)，尤其是高速焊劑允許焊接電流超過(guò)2 000A，相應(yīng)電流密度為70 A/ram2。

(5)提高了焊接速度(50%-200%)，導(dǎo)致覆蓋面積提高。

(6)熱輸入量大致相同。

(7)焊劑燒損低(大約0.4-0.5 kg/kg)。

(8)ESW焊焊縫金屬的固化速率很低，有利于氣孔逸出，減少氣孔缺陷。氧氣能夠從熔融的電渣池中逸出到表面;堆焊層金屬表面相當(dāng)干凈，從冶金學(xué)角度看，減少了熱裂和晶間腐蝕傾向。工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中，產(chǎn)品的焊縫表面相對(duì)基體金屬，具有較高的熔敷率和較低的稀釋率是非常重要的。帶極埋弧堆焊已經(jīng)廣泛應(yīng)用于表面大面積堆焊，但是電渣堆焊技術(shù)正在逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。

采用合理的堆焊工藝參數(shù)是保證電渣堆焊過(guò)程穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量良好的有效手段。影響帶極電渣堆焊質(zhì)量的工藝參數(shù)最主要的有焊接電壓、電流和焊接速度，其次還有干伸長(zhǎng)，焊劑層厚度，焊道間搭接量、焊接位置等。

① 精確控制焊接電壓對(duì)帶極電渣堆焊具有重要意義，當(dāng)電壓太低，有帶極粘連母材的傾向。電壓太高，電弧現(xiàn)象明顯增加，熔池不穩(wěn)定，飛濺也增大，推薦的焊接電壓可在20~30V之間優(yōu)選。

② 焊接電流對(duì)帶極電渣堆焊質(zhì)量影響也較大。焊接電流增加，焊道的熔深、熔寬、堆高均隨這增加，而稀釋率略有下降，但電流過(guò)大，飛濺會(huì)增加。不同寬度的帶極應(yīng)選擇不同的焊接電流，比如對(duì)φ75mm×0.4mm的帶極，電流可在1000~1300A之間優(yōu)選。

③ 隨著焊接速度的增加，焊道的熔寬和堆高減小，熔深和稀釋率增加，焊速過(guò)高，會(huì)使電弧發(fā)生率增加，為控制一定的稀釋率，保證堆焊層性能，焊接速度一般控制在15~425px/min。

④ 帶級(jí)電渣堆焊時(shí)，母材傾角會(huì)影響稀釋率和焊道成形，一般推薦采用水平位置或稍帶坡度(1o~2º)的上坡焊為宜。

⑤ 其他一些參數(shù)的推薦值為:帶極伸出長(zhǎng)度為25~35mm，焊劑厚度25~35mm，焊道搭接量5~l0mm。

帶極電渣堆焊是在帶極埋弧堆焊基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有較高的熔敷效率。帶極電渣堆焊是它利用導(dǎo)電熔渣的電阻熱熔化母材和焊帶。

帶極電渣堆焊是把持電流利過(guò)液態(tài)熔渣所發(fā)作的電阻熱作為熱源，焊條將電極(焊絲或板極)和焊件概 略消融，冷卻后組成堆焊層的工藝法子。起頭先在極板與評(píng)論底部之間引燃電弧，把持電弧熱使焊劑消融組成渣池后，電弧燃燒，熱源廉價(jià)由電弧熱過(guò)渡到熔渣電阻熱。因?yàn)橄诘慕饘倜芏却?，下沉組成液體金屬熔池，熔渣密度小，浮于熔池下面，渣池籠蓋在金屬熔池概略，保護(hù)金屬熔池不被氣氛凈化。跟著電極的不竭消融，熔池中液體金屬和熔渣均不竭上升，離熱源較遠(yuǎn)的下部液體金屬，在冷卻成形水套的強(qiáng)制冷卻下凝聚成堆焊層。電渣槽中產(chǎn)生的熱量熔化伸進(jìn)電渣槽內(nèi)的基體金屬和焊帶，電渣焊原理如圖

與埋弧帶極堆焊相比，熔融電渣良好的熱導(dǎo)率避免了電弧飛濺。焊劑的成分對(duì)熱導(dǎo)率、固化和粘性等都有影響。為了提高大電流下的熔敷層厚度，焊劑堿度和氟化物含量通常很高，使其具有較高的導(dǎo)電性和較低的粘性。電渣槽的溫度大約為2 300℃，形成了薄層的導(dǎo)電液態(tài)熔渣，并能熱輻射。由于大量的熱量積累，采用水冷夾鉗是非常有必要的。由于電流很大，所以ESW焊接機(jī)頭比帶極埋弧堆焊機(jī)頭重很多。

獲得穩(wěn)定電渣過(guò)程的另一個(gè)必要條件是焊劑必須具有良好的導(dǎo)電性。一般電渣堆焊焊劑的電導(dǎo)率需達(dá)2~ 3Ω-25px-1，為普通埋弧焊焊劑的4~5倍。國(guó)內(nèi)外采用的電渣焊劑多為燒結(jié)型。焊劑電導(dǎo)率的大小，取決于焊劑組分中氯化物(NaF、CaF2、Na3AIF6等)的多少，當(dāng)氯化物(質(zhì)量分?jǐn)?shù))少于40%，堆焊過(guò)程為電弧過(guò)程，在40%~50%范圍大致是電弧、電渣聯(lián)合過(guò)程;當(dāng)氯化物大于50%后，可形成全電渣過(guò)程。CaF2既是良好的導(dǎo)電材料又是主要的造渣劑，因此CaF2通常是電渣堆焊焊劑的主要成分。

除了導(dǎo)電性外，焊劑還需有良好的堆焊工藝性(脫渣、成形、潤(rùn)濕性)及良好的冶金特性(合金元素?zé)龘p小，不利元素增量少)，適宜的粒度(一般比埋弧焊焊劑粒度細(xì))。滿足上述要求，已用于生產(chǎn)的焊劑種類(lèi)很多，如有國(guó)外的FJ-1(日本)、EST122(德國(guó))、Sandvik37S(美國(guó));國(guó)產(chǎn)的SJ15、SHD202等等。

比如，ESAB公司生產(chǎn)的OKFlux 10.10用于60*0.5mm焊帶焊接電流可達(dá)1800A， OK Flux 10.14用于60*0.5mm焊帶焊接電流可達(dá)2300A，適用于奧氏體不銹鋼的堆焊。OK Flux 10.11特別適合鎳基合金的堆焊. OK Flux 10.12特別適用于小直徑圓柱形物體的表面堆焊。

對(duì)于寬帶極(帶極寬度大于60mm)電渣堆焊，由于磁收縮效應(yīng)，會(huì)使堆焊層產(chǎn)生咬邊，隨著帶極寬度增加，堆焊電流增大，咬邊現(xiàn)象越重，因此必須采用外加磁場(chǎng)的方法來(lái)防止咬邊的產(chǎn)生(磁控法)。同時(shí)必須合理布置磁極位置，選擇合理的激磁電流大小，外加磁場(chǎng)太強(qiáng)或太弱均會(huì)影響堆焊焊道的成形。二個(gè)磁極的磁控電流應(yīng)可分別調(diào)整。比如對(duì)于非預(yù)熱的平焊位置的工件，當(dāng)帶極為60mm×0.5mm時(shí)，磁控裝置的南、北極控制電流分別為1.5A和3.5A;對(duì)于90mm×0.5mm的帶極則分別為3A和3.5A。