专业知识

1.宽带电渣堆焊技术

（1）石化行业的加氢反应器、原流合成塔、煤液化反应器、核电站厚壁压力容器的内表面都需要大面积的耐高温堆焊 、氧和硫化氢腐蚀不锈钢内衬。1970年代，在该领域，埋弧堆焊（SAW）技术在国内外得到广泛应用。带的宽度也从窄带发展到60mm的宽带，和。与灯丝埋弧焊相比，该技术在稀释率和熔敷速度上有了很大的进步，但随着压力容器的日益大型化和高参数化，堆焊技术向更高质量的方向发展和更高的效率。. 1970年代初，德国首先发明了带状电渣堆焊技术，日本、美国、前苏联等国进一步完善了该技术。近年来，稀释率高、焊缝成形性好等优点在国内外得到迅速发展和广泛应用。

(2)技术内容及技术要点 电渣堆焊是利用导电渣的电阻热将堆焊材料和母材熔化。除了引入阶段耐磨堆焊厂家，整个堆焊过程应该没有飞弧。为了获得稳定的电渣堆焊工艺，有以下技术关键：

1) 焊接电源。在电渣堆焊过程中，渣池的稳定性对堆焊的质量影响很大，而电压波动是影响渣池稳定性的关键因素，所以我希望堆焊工艺电压波动很小，所以要求选择具有恒压特性的直流电源。此外，电源应具有低电压、大电流输出、高控制精度、较强的网络电压波动补偿能力和可靠的保护性能。电源的额定电流因使用的带宽而异。一般额定电流为60mm×0.5mm，额定电流为90mm×0.5mm和×0.5mm。2) 通量。获得稳定电渣工艺的另一个必要条件是助熔剂必须具有良好的导电性。一般电渣堆焊焊剂的电导率需要2~3Ω-1cm-1，是普通埋弧焊焊剂的4~5倍。目前，国内外使用的电渣助熔剂多为烧结型。助焊剂电导率的大小取决于助焊剂成分中氯化物（NaF、CaF2 等）的含量。当氯化物（质量分数）小于40%时，堆焊过程为电弧过程，在40%~50%的范围内大致为电弧和电渣的联合过程；当氯化物大于50%时，可形成全电渣过程。CaF2 既是良好的导电材料，又是主要的造渣剂，

助熔剂除具有导电性外，还应具有良好的堆焊可制造性（除渣、成型、润湿性）和良好的冶金性能（合金元素烧损小，不利元素增加少），粒度适宜（一般比埋弧焊剂更细）。目前，满足上述要求的助焊剂有多种型号已用于生产，如国外FJ-1（日本）、（德国）、（美国）；国产SJ15等。

3）磁控装置。对于宽带极（极宽大于60mm）的电渣堆焊，由于磁收缩效应，堆焊层会被底切，堆焊电流将随带极宽度的增加而增加。，咬边现象较重，所以必须采用外磁场的方法来防止咬边的发生（磁控管法）。如图所示。同时，必须合理布置磁极的位置，合理选择励磁电流的大小。如果外部磁场过强或过弱，都会影响堆焊焊道的形成（图2）。两极的磁控管电流应分别可调。例如耐磨堆焊厂家，对于非预热平焊位置的工件，当带极为60mm×0.5mm时，磁控装置的南、北控制电流分别为1.5A和3.5A。对于90mm×0.5mm的带杆，分别为3A和3.5A。

4)工艺参数的控制。采用合理的堆焊工艺参数是保证电渣堆焊工艺稳定和焊缝质量良好的有效手段。影响带钢电渣质量堆焊的主要工艺参数是焊接电压、电流和焊接速度，其次是干伸长率、焊剂层厚度、焊道搭接、焊接位置等。

①准确控制焊接电压对电极电渣堆焊具有重要意义。当电压太低时，电极往往会粘在基底金属上。如果电压过高，电弧现象会明显增加，熔池不稳定，飞溅也会增加。推荐的焊接电压最好在 20 到 30V 之间。

②焊接电流对电极电渣质量也有很大影响堆焊。当焊接电流增大时，焊道的熔深、熔深、焊缝高度也随之增大，而稀释率略有下降，但电流过大，飞溅就会增加。不同宽度的焊条应选择不同的焊接电流。例如对于φ75mm×0.4mm的条带，电流最好在1000~之间。

③随着焊接速度的增加，焊缝宽度和堆焊高度减小，熔深和稀释率增加，如果焊接速度过高，电弧发生率会增加。为了控制一定的稀释率，保证堆焊层的性能，焊接速度一般控制在15~17cm/min。

④对于堆焊牌号的电渣，母材的倾斜度会影响稀释率和焊珠的形成。一般建议采用水平位置或稍有坡度（1º~2º）的上坡焊接。

⑤其他参数推荐值为：带状焊条延伸长度25~35mm，焊剂厚度25~35mm，焊道搭接量5~10mm。

（3）优缺点及适用范围 与带电极埋弧堆焊相比，带电极电渣堆焊具有以下优点：

1）熔敷效率高，在中等电流下比埋弧焊高50%；

2）熔深浅且均匀，母材稀释率低，一般可控制在10%以下，比埋弧焊小一倍，单层堆焊 能满足性能要求。

3）堆焊层形成良好，不易出现夹渣等缺陷，表面质量优良，表面粗糙度小于0.5mm（埋弧情况下大于1mm堆焊)，因此表面无需机加工，节省材料和时间。

4）合金元素的烧损和带钢焊条中不利元素的增加量很小，堆焊层的塑性和韧性高于埋弧难焊。

5）由于接头熔合区碳扩散层窄，马氏体带宽度小，接头熔合区性能优于埋弧堆焊。

由于电极电渣的上述优点堆焊，近年来被广泛应用于加氢控制反应器、气体工程热壁交换炉、核电站设备压力容器的大内表面积堆焊。已被广泛使用。

由于垃圾电渣堆焊本身的一些特性，也有一定的适用范围：

带电极堆焊的电渣热输入高，一般用于堆焊50~的厚壁工件。推荐的工件直径和壁厚见表1。

表 1 为 ESR堆焊 推荐的极小直径和壁厚

电极尺寸非常小 基板厚度非常小 表面直径

外表面 内表面

60×0。

90×0。