电渣焊是一种50年代开始应用于工业生产的熔化焊方法，它可以“以小拼大”，将较小的铸件、锻件、钢板拼焊成大型机器产品零件。在大厚度焊接结构的焊接中，具有生产率高、自动化程度高、工人劳动强度低等优点，它在大型压机、大型锅炉、远洋船舶、大型水轮机、大型转炉等产品制造中，发挥了重要作用。近年来，随着钢结构的不断发展，箱形梁（柱）的隔板焊接，广泛采用了小孔熔嘴电渣焊工艺、使电渣焊得到了近一步的发展。
一、 电渣焊原理：电渣焊是一种高效熔化焊方法，它利用电流通过高温液体熔渣产生的电阻热做为热源，将被焊的工件（钢板、铸件、锻件）和填充金属（焊丝、熔嘴、板极）熔化，而熔化金属以熔滴状通过液体渣池，汇集于渣池下部形成金属熔池。由于填充金属的不断送进和熔化，金属熔池不断上升，熔池下部金属逐渐远离热源，在冷却滑块（或固定成形块）冷却下，逐渐凝固形成焊缝，见图1。
二、与其他熔化焊相比，电渣焊有以下特点：1） 当电流通过渣池时，电阻热将整个渣池加热至高温，热源体积远较焊接电弧大，大厚件工件只要留一定装配间隙，便可一次焊接成形，生产率高。2） 电渣焊一般在垂直或接近垂直的位置焊接，整个焊过程中金属熔池上部始终在液体渣池，夹杂物及气体有较充分的时间浮至渣池表面或逸出，故不易产生气孔和夹渣；熔化的金属熔滴通过一定距离的渣池落至金属熔池。渣池对金属熔有一定的冶金作用，焊缝金属的纯净度较高。3） 调整焊接电流或焊接电压，可在较大范围内调节金属熔池的熔宽和熔深，这一方面可以调节焊缝的成形系数，以防止焊缝中产生热裂纹。另一方面还可以调节母材在焊缝中的比例，从而控制焊缝的化学面分和力学性能。4） 电渣焊渣池体积大，高温停留时间较长，加热及冷却速度缓慢，焊接中、高碳钢及合金钢时，不易出现淬硬组织，冷裂纹的倾向较小。如规范选择适当，可不预热焊接。5） 由于加热及冷却速度缓慢，高温停留时间较长，焊缝及热影响区晶粒易长大并产生魏氏组织，因此焊后应进行退火加回火热处理，以细化晶粒，提高冲击韧性，消除焊接应力。
三、 电渣焊的分类：电渣焊一般根据时所采用的电极种类进行分类，见图2。
四、 电渣焊的焊接材料：电渣焊用焊丝、焊剂推荐表见下表1：
表1 各钢种电渣焊的焊接材料推荐表
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钢号 |
电极材料 |
焊剂 |
注 |
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10、Q235A |
H10MnA |
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电渣焊接低合金结构钢时、 |
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20、25、20g、20R、22g |
H10Mn2 |
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应优先采用HJ360焊剂 |
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Q235-A·F |
H10MnSi |
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35、ZG35 |
H10MnA |
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16Mn、16MnCu、16MnRe、
16MnC、16Mng、16MnR |
δ≤60mm
H10Mn2、H10MnSi |
HJ360 |
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δ≤60mm
H08MnMoA、H10MnMo |
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15MnV、15MnVg
15MnVR、15MnTi |
H08MnMoA
H10MnMo |
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引弧剂采用YF-151或自制铁砂。熔嘴用XTH·SES-1X或用无缝钢管自制涂药皮。
五、电渣焊设备：采用ZH-1250电渣焊机。主要技术参数见表2。
表2 主要技术参数
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型号
技术参数 |
ZH-1250 |
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额定电流 |
1250A |
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电流调节范围 |
250A-1250A |
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电压调节范围 |
30V-48V |
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负载持续率 |
100% |
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机头调节距离 |
X：100mm Y：100mm Z：140mm |
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机头绕X轴转角 |
±90 |
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机头绕Y轴转角 |
±45° |
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机头绕Z轴转角 |
360° |
六、电渣焊缺陷及防止措施：电渣焊缺陷及时防止措施参见表3。
表表3 电渣焊缺陷及防止措施
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序号 |
缺陷名称 |
缺陷特征 |
产生原因 |
防止措施 |
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1 |
成形不良 |
1.表面不光滑；2.表面高低不平；3.表面凹凸严重。
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1.焊缝冷却太快；2.模块间隙装配不定；3.模块有熔蚀状态。
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1.调整模块出水温度；2.轻微震动模块使之贴紧；3.加强水流量。
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2 |
焊瘤 |
1.溢出焊缝的多余部；份,点状金属物；2.片状金属物；3.堆状金属物
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1.模块局部密封性差；2.模块有较大面积不密封；3.模块被熔蚀。
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1.可轻微鎚击使之密封；2.采用石棉绳或耐火泥堵塞；3.加强水流量；4．采用夹具夹紧模块
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3 |
气孔 |
1.园形或椭圆形2.单个存在；3.密集蜂窝状。
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1.前者氢气孔、后者CO气孔；2.多为氢气孔，有水份进入；3.多为CO气孔,工件及焊丝不清洁有大量氧化物进入熔池。 |
1.除尽工件及焊丝铁锈、油污；2.严格干燥焊剂；3.采用含硅焊丝。
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4 |
夹渣 |
1.表面渣；2.中心渣；3.周边渣。
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1.熔池温度不均匀成形过快；2.熔池浅金属熔化不充分；3.熔池深金属熔化不充分。
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1.适当摆动焊丝；2.添加焊剂提高渣池深度；3.降低渣池深度适当增大电流和电压。
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5 |
未焊透 |
1.焊缝表面；2.焊缝中间。
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1.模块温度低、电流小电压低焊丝未摆动；2.送丝速度太快，冷凝成型时间大于电流熔蚀时间。
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1.增大焊接电流或使焊丝摆动；2.提高渣池深度、增加渣池温度；3.减慢送丝速度、降低冷却水流量。
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6 |
未熔合 |
1.表面未熔合；2.中心未熔合。
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1.电流太小，送丝速度太快；2.膜块水温太低、流量太大；3.渣池太浅、熔池温度太低。 |
1.增大电流、降低送丝速度；2.降低水流量、检查水温；3.增加渣池深度、同时摆动焊丝。 |
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7 |
热裂纹 |
1.放射裂纹；2.表面裂纹；3.中心裂纹。
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1.存在低熔点化合物；2.工件淬硬性大、冷却太快；3.工件刚性大，内应力大。
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1.清洁干燥焊剂，降低S、P含量；2.选用抗裂性好的焊丝；3.加入脱S、P的化学元素；4.降低工件的内应力。
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8 |
冷裂纹 |
1.焊缝与母材交界处；
2.纵向裂纹；3.横裂纹。
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1.工件拘束力大、焊缝不能收缩；2.工件结构复杂、刚性大；3.焊缝中存在气孔、未焊透等缺陷。
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1.降低工件的拘束力、改造接头形式；2.降低工件刚性，采取预热、缓冷措施；3.调整工艺参数消除工件缺陷。
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