《材料连接设备及工艺 教学课件 ppt 作者 杨立军_ 第8章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料连接设备及工艺 教学课件 ppt 作者 杨立军_ 第8章（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章 电渣焊,College of Materials Science and Engineering Tianjin University,8.1 电渣焊概述,8.1.1 电渣焊的基本原理,电渣焊(ESW，electroslag welding)是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法，图8-1为电渣焊示意图。,8.1.2 电渣焊的特点,与一般的电弧焊相比，电渣焊具有以下特点。 (1)大厚工件可以一次焊接成形，能耗低，生产率高 (2)电渣焊焊缝产生气孔、夹杂的倾向较低，焊缝金属的纯度较高 (3)电渣焊可以在较大范围内调节焊缝的成形系数、化学成分及力学性能 (4)电渣焊时，不宜产生
2、淬硬组织，裂纹的产生倾向小，但晶粒易粗化 (5)电渣焊要求连续性操作，中间不能停顿。因此不适合于焊接薄件和短焊缝。,8.1.3 电渣焊的分类及应用,根据焊接时使用的电极形状，电渣焊可以分为丝极电渣焊、熔嘴电渣焊、板极电渣焊和带极电渣焊。各种电渣焊方法特点及应用范围如表8-1所示。,表8-1 各种电渣焊方法特点及适用范围,8.2 电渣焊的热源及冶金特点,8.2.1 电渣焊的热源及结晶特点,热源 电流通过液态渣池所产生的大量电阻热作为电渣焊的热源，可以用于加热熔化焊丝和母材。与电弧相比，渣池的温度较低，热量分布均匀，体积较大。 2. 结晶特点 结晶速度缓慢，焊缝的一次结晶组织为粗大的树枝状组织，焊
3、接热影响区也严重过热，晶粒粗大，有魏氏组织产生，使焊接接头的塑性和韧性降低。,8.2.2 电渣焊的冶金特点,与电弧焊相比，电渣焊的温度较低且热量分布较为均匀，其冶金反应的剧烈程度较低。由于在熔滴穿过渣池时能与熔渣成分接触，且熔渣与金属熔池的上表面接触时间长，金属熔池的存在时间也较长，因此冶金反应进行的较为充分。 在电渣焊中，由于渣池的温度较低，因此合金元素的烧损不严重，一般不需要通过焊剂或焊丝向熔池过渡合金元素进行渗合金。表8-2为采用碱性焊剂时合金元素的过渡情况，由表可以看出合金元素的烧损很轻微。,表8-2 采用Al2O3-CaF系统碱性焊剂电渣焊的合金元素过渡情况（%）,表8-3 焊剂成分
4、与渣成分的比较,8.3电渣焊的焊接材料,8.3.1 焊剂,在电渣焊过程，焊剂熔化形成渣池，并起到热源作用；同时具有一定深度的液态渣池始终处于金属熔池上表面，可以隔离空气避免金属发生氧化和氮化反应，对金属熔池起到机械保护作用；熔渣与液态金属间具有冶金作用。 根据焊剂在电渣焊中的作用，为了使电渣焊过程稳定并能进行达到良好的焊接接头，对电渣焊焊剂的性能有如下要求。,(1)导电性,表8-4 典型焊剂的熔化温度及电导率,(2)粘度 (3)焊剂的蒸发温度,表8-5 渣中各种化合物的熔点和沸点,表8-6 电渣焊用焊剂的种类和用途,8.3.2 电渣焊用电极材料,为了确保电渣焊焊缝所要求的化学成分和性能，电渣焊
5、用电极材料应满足以下要求： 1)应降低电极材料中的含碳量，限制硫、磷等杂质含量，一般这些元素的含量均应低于母材标准含量 2)丝极电渣焊焊丝直径一般为3.0mm或3.2mm 3)焊丝需接长时，一般采用专用的焊丝接长焊机,8.4丝极电渣焊设备与工艺,8.4.1 丝极电渣焊设备,一台完整的电渣焊设备应包括焊接电源、电渣焊机执行机构和焊接过程自动调节及控制电参数的电控系统。 1.焊接电源。电渣焊通常用交流电源。 2.执行机构。主要包括成形滑块及其压紧机构、丝极导向和导电机构、焊丝送进机构和横向摆动机构、机体移动机构等。 3.电控系统 (2)渣池深度自动控制系统 (1)机头上升速度自动控制系统,图8-3
6、 采用探针的机头上升速度自动控制原理图,图8-4 渣池深度自动控制 1送料器 2焊剂漏斗 3探针,8.4.2 丝极电渣焊工艺参数,1.焊接电流及送丝速度 2.焊接电压 3.渣池深度 4.装配间隙 5.焊丝根数 6.焊丝的摆动参数 7.焊丝直径和焊丝伸出长度,8.5 丝极电渣焊操作工艺过程,图8-8 工件装配示意图 1-工件 2-起焊槽 3-引出板,8.5.1 焊前准备,影响电渣焊焊缝质量的因素很多，从焊接工艺的角度看，最重要的是待焊工件边缘的加工质量、工件表面状态和装配时的相对位置（错边量的大小）。,8.5.2 焊接过程,(1)引弧造渣 (2)焊接 (3)收尾 (4)焊后热处理,8.6电渣焊其
7、它方法,8.6.1 板极电渣焊,图8-9为板极电渣焊示意图，采用金属板条作电极，轧制板、锻造板、铸造件或工件边料均可作板极。,图8-9 板极电渣焊示意图 1焊件 2板极 3熔渣池 4金属熔池 5焊缝 6焊缝冷却成形装置,8.6.2 熔嘴电渣焊,熔嘴电渣焊是在丝极和板极电渣焊的基础上发展起来的一种电渣焊方法。,a) b) 图8-10 大截面熔嘴电渣焊 a) 大截面熔嘴电渣焊 b) 变截面熔嘴电渣焊 1熔嘴 2焊丝导向管 3焊丝 4焊件 5焊缝冷却成形装置,图8-11 熔嘴构造示意图,熔嘴的结构如图8-11所示。熔嘴的结构形式应根据具体条件来选择，第一种形式制造最为简单，在生产中应用较多。,8.6.3 管极电渣焊,图8-12 管极电渣焊示意图 1焊丝 2送丝滚轮 3管极支持机构 4管极钢管 5管极涂料 6焊件 7水冷成形滑块,管极电渣焊与熔嘴电渣焊的工作原理基本相同，不同的是用一根涂有药皮的管子来代替熔嘴，如图8-12所示。,图8-13 钢管末端收口示意图 a)十字形收口 b)碾压收口,为了引弧顺利，在涂敷药皮前最好将钢管的引弧端进行收口处理，使钢管内径接近焊丝直径，这样使引弧时焊丝通过管极末端接触良好（图8-13）。,图8-13 钢管末端收口示意图 a)十字形收口 b)碾压收口,
