張發(fā)榮 何志濤 姜殿忠 程登

1. 概述

電渣焊技術(shù)在建筑鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，成功解決了箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)隱蔽焊縫的焊接問(wèn)題。水冷絲極電渣焊槍（φ12mm）在工作時(shí)，其焊接端部送絲機(jī)構(gòu)由于在工作中長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境之中，焊槍內(nèi)部的水路循環(huán)系統(tǒng)容易遭到破壞，導(dǎo)致在焊接過(guò)程中漏水而影響焊接質(zhì)量。電渣焊工作區(qū)剖面如圖1所示。我廠經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探索，整合了一套絲極電渣焊槍的檢修方案，針對(duì)焊槍工作中的缺陷問(wèn)題，提出了同種鋼材及異種鋼材的焊接修復(fù)技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)對(duì)焊槍在生產(chǎn)過(guò)程中的工作質(zhì)量提供了保障。

圖1 電渣焊工作區(qū)剖面

2. 材料特性分析

（1）純銅特性 純銅應(yīng)用于焊槍的內(nèi)壁及連桿、導(dǎo)電嘴等部位。其導(dǎo)熱性特別高，在恒溫下凝固沒(méi)有固液共存的溫度區(qū)間，但焊縫及熱影響區(qū)仍有較大的熱裂傾向。此外，由于純銅在熔化溫度時(shí)的表面張力較碳鋼及低合金鋼小，流動(dòng)性稍大，故焊接時(shí)表面成形能力較差。其化學(xué)成分及力學(xué)性能如表1所示。

（2） Ni-Cr-Ti型不銹鋼特性 0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼運(yùn)用到焊槍的外壁部位，工作時(shí)承受焊縫區(qū)域的高溫，具有優(yōu)異的高溫應(yīng)力破斷性能及高溫抗蠕變性能，其焊接性較好。但對(duì)加熱到400～800℃區(qū)間時(shí)，焊接接頭貧鉻會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的晶間腐蝕問(wèn)題，故該鋼種在焊接后需特別注意冷卻溫度，盡量避免晶間腐蝕敏化區(qū)溫度。其化學(xué)成分及力學(xué)性能如表2所示。

表1 純銅的化學(xué)成分及力學(xué)性能

表2 0Cr18Ni10Ti的化學(xué)成分及力學(xué)性能

3. 檢修焊接技術(shù)

（1）純銅焊接工藝 在焊槍結(jié)構(gòu)中，連桿部位與槍體導(dǎo)絲區(qū)域內(nèi)壁的焊接均為純銅焊接，且焊接區(qū)域較小，連桿連接部位尺寸約為φ4mm，連桿插入槍體導(dǎo)絲區(qū)域后進(jìn)行封閉焊接，且焊接要求較高（見(jiàn)圖2）。

連桿與槍體導(dǎo)絲區(qū)域內(nèi)壁的焊接采用氣焊進(jìn)行，焊絲選用大西洋HS201銅焊絲，φ2.0mm，氣劑選用專用CJ301。焊前對(duì)接頭部位進(jìn)行400～500℃的預(yù)熱處理，焊接時(shí)選擇乙炔焰的中性火焰進(jìn)行，且焊接過(guò)程中適當(dāng)進(jìn)行小幅度挑弧，使焊接部位焊縫進(jìn)行有效的熔合，焊接后用手工銼將焊縫接頭進(jìn)行磨光處理，便于水路循環(huán)的暢通。

（2）0Cr18Ni10Ti及0Cr18Ni10Ti+T4焊接工藝 為了保證水路循環(huán)的順暢性，在槍體與連桿焊接完畢后需對(duì)循環(huán)區(qū)域進(jìn)行封套密封。封套為0Cr18Ni10Ti材質(zhì)不銹鋼，涉及封套與槍體外壁（0Cr18Ni10Ti材質(zhì)）焊接、封套與連桿（T4材質(zhì)）焊接（見(jiàn)圖3）。

因封套的焊接均在槍體外側(cè)，施焊空間相對(duì)較大，故封套與槍體、封套與連桿的密封焊接選用TIG焊進(jìn)行（見(jiàn)圖4、圖5）。焊接完畢，對(duì)封套焊接部位焊縫進(jìn)行手工銼打磨處理，如圖6所示，焊接參數(shù)如表3所示。

（3）密封性檢測(cè) 因焊槍直徑較小，且焊縫涂敷面積不大，運(yùn)用傳統(tǒng)的焊縫檢測(cè)設(shè)備存在一定的難度，故根據(jù)工廠實(shí)際情況用0.8~1.0MPa壓縮空氣對(duì)焊槍檢修焊接部位進(jìn)行堿水測(cè)漏試驗(yàn)，確保檢修焊縫的密封性質(zhì)量，同時(shí)保證焊槍在高溫環(huán)境中的工作質(zhì)量（見(jiàn)圖7、圖8）。

圖2 連桿連接結(jié)構(gòu)

圖3 封套連接

圖4 不銹鋼焊接

圖5 不銹鋼+純銅焊接

圖6 焊縫打磨

圖7 焊槍通氣

圖8 高壓測(cè)漏

表3 0Cr18Ni10Ti及0Cr18Ni10Ti+T4焊接參數(shù)

4. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電渣焊槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，我廠研制并整合了以上電渣焊槍檢修工藝方案，對(duì)焊槍維護(hù)、檢修和成本控制起到了顯著的成效，同時(shí)對(duì)焊接質(zhì)量的控制和焊接技術(shù)的研發(fā)也具有重大意義。