杨美英

2005年，公司承担了太钢不锈钢炼钢工程建设项目，其中塔楼框架柱以箱形柱为主，箱形柱制作工艺复杂，隔板与壁板的焊接是箱形柱制作的难度，经分析研究决定采用熔嘴电渣焊焊接工艺。熔嘴电渣焊工艺首先要明确什么是熔嘴电渣焊，电渣焊的焊接过程及参数，以及熔嘴电渣焊怎么施工，具体操作和注意事项。在箱形柱制作过程中结合以往的焊接经验和技术，遇到的另外两个问题就是:

1)内隔板的焊接及其几何加工尺寸的控制。

2)工序不妥容易引起结构变形。

针对这两个问题，采用了对箱形柱制作工艺优化和工序的具体先后顺序来控制，其中箱形柱的焊接方法也起到不容忽视的作用。

1 熔嘴电渣焊简介

熔嘴电渣焊是一种利用电流通过导电的液体熔渣所产生的电阻热作为热源使金属熔化的熔焊方法，是电渣焊的一种。该方法焊接较厚的工件，只要求工件边缘保持一定的装配间隙，不需要坡口，就可以一次成型，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柱(梁)隔板部位焊口的焊接。它利用焊丝和固定在工件间隙中并与工件绝缘的熔化嘴共同作为熔化电极。当焊接启动后，焊丝与引弧板接触产生电弧，使焊剂熔化而建立起渣池，熔池达到一定深度时降低焊接电压并增加焊丝送进速度，这样会使焊丝插入渣池熄灭电弧而转入电渣焊过程。其焊接示意图如图1所示。

2 电渣焊过程

电渣焊分三个阶段:

1)引弧造渣阶段;

2)正常焊接阶段;

3)引出阶段。

3 箱形柱制作的重要工序

1)内隔板做法:在胎具上装配隔板与电渣焊挡板(装配间隙见5.2焊接工艺参数表)。

2)翼缘板、腹板加工。翼缘板采用半自动切割，其背后点30×6的钢板条作为熔透焊衬，腹板半自动切割开对称口。腹板有隔板的地方距板边缘65mm预先钻电渣焊的一对孔，直径为18mm，如图2所示。

3)两侧腹板U形组立焊接，组装胎具用φ18检验杆模拟熔嘴，贯穿腹板两侧(如图2所示的预留孔)，保证两孔在同一中心线上。

4 箱形柱焊接方法

1)与腹板连接处的带坡口的隔板(垫衬板)在两侧必须同时施焊，特别注意的是，最后组装的翼缘板上面的纵向加劲肋与隔板无法焊接，可以不焊。2)四条主焊缝两两对称必须同时同步施焊，主焊缝采用二氧化碳气底打保焊，最后采用埋弧焊盖面。

5 电渣焊焊接施工

5.1 焊接材料的选取

钢材:Q345B，板厚:δ=20mm，25mm，32mm;焊丝:φ3.2，H08MnMoA;熔嘴:φ12×4(XTH或SES-1X);

焊剂:HJ431;焊接设备:ZH-1250电渣焊机，直流反接。

5.2 焊接工艺参数

焊接工艺参数对电渣焊过程的稳定、焊接接头质量起决定作用的主要工艺参数有焊接电压、焊接电流、渣池深度和装配间隙、焊丝直径等。要保证工件能良好的焊透，最大的影响因素是焊接电压，焊接电压越大熔深越大。隔板的熔嘴电渣焊工艺参数见表1(接头形式见图3)。

表1 隔板的熔嘴电渣焊工艺参数

5.3 焊接操作

1)安装熄弧器和引弧器，将熔嘴插入待焊通道，调节熔嘴触击到引弧器底部，再将熔嘴提起到20mm～30mm，固定熔嘴夹头。

2)熔嘴送进焊丝，触击到引弧器底部后再提起10mm左右。

3)加引弧剂和焊剂HJ431。

4)熔嘴的外径、内径、长度应根据焊接电流、焊丝直径和焊缝长度而定。熔嘴内径应比焊丝直径大0.8mm～1.2mm;长度比焊件长250mm～350mm。

5)调节好后，启动引弧焊接，随着焊接熔池的形成，减小焊接电压3 V～5 V，进入正常焊接状态，同时逐步加入少量焊剂。

6)熄弧收尾时要保证焊缝引出熄弧器，并逐步减小电流，结束焊接。

6 电渣焊的注意事项

1)渣池深度应控制在40mm～50mm为宜。可采用添加焊剂方法，使渣池始终保持适当的深度。

2)电渣焊热量主要取决于电流，如电流过大，熔池沸腾严重，焊缝成型不好，易造成熔合不良等缺陷;而电流小，电渣过程不稳定，易产生未熔合、夹渣等缺陷。引弧后，始焊时焊接电流应相对小些，然后逐渐加大到正常值。

3)电渣焊是一种电阻性负载，一般来说，焊接电压高低直接影响焊缝的熔宽，电压越高，熔宽越大，反之越小。因此，起焊时焊接电压应比正常焊接电压高3 V～5 V为宜。

7 结语

箱形柱制作中熔嘴电渣焊焊接焊缝经超声波探伤检验，熔合状况良好，达到了钢结构箱形柱的焊接设计要求。这一技术的熟练掌握不仅使我公司焊接技术上了一个新的台阶，而且也给公司扩大和开拓了更广阔的钢结构市场。

［1］GB 50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范［S］.

［2］JGJ 81-2002，建筑钢结构焊接技术规程［S］.

［3］陈裕川.焊工手册(埋弧焊气体保护焊电渣焊等离子弧焊)［M］.北京:机械工业出版社，2007.

［4］CB/Z 801-2007，熔嘴电渣焊焊接工艺［S］.

［5］边振义.建筑钢结构箱形构件隔板的电渣焊接［J］.焊接技术，1998(15):98-102.