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电渣焊常见缺陷产生原因分析及防止方法
一. 概述
电渣焊是一种以电流通过液体溶渣所产生的电阻热作为热源的熔化焊接方法。对于中厚板的焊接可以不开坡口而一次焊成，所以焊接生产效率比较高；同时也可以用于一些构件用常规焊接方法无法完成的焊接；例如箱形柱的隔板于翼板的焊接。
我公司为某工程制作的箱形柱，其隔板与两侧腹板采用气保焊焊后，再与上下翼板相焊。由于隔板与两侧的间距较小，隔板的开孔也较小，焊工无法进入施焊，而且该焊缝需要焊透；质量要求较高；焊后须经超声波探伤达到Ⅱ级要求，所以只有采用电渣焊来解决。
二. 基本条件
1. 箱形柱的结构形式见图一

图一
2. 母材型号及规格
型号：Q345B 翼板厚40mm。隔板和腹板厚36mm
3. 焊接设备
⑴焊接电源：采用松下产平特性的KHⅡ600
⑵送丝机：松下产单驱动送丝机
⑶冷却水箱：型号YX-09KGC1HGE松下产
⑷控制箱、焊枪、焊枪提升机构、焊枪摆动机构：杭州欣诚祥机电技术有限公司制造。控制箱为双极非熔咀式电渣焊控制箱。
⑸焊接操作机架为自制。
三. 焊接规范
由于焊接工件的厚度比较小，故而采用单丝丝极电渣焊比较合适。因为丝极电渣焊设备较简单、操作容易、成本较低，适合于中小厚度工件的焊接，而且焊枪不用摆动即能满足要求。

1. 焊接接头装配形式见图二

图二
2. 焊接材料的选用：
⑴焊丝选用强度与母材匹配的型号为ER50-6规格为ф1.6。
⑵焊剂的选用：
焊剂的选用原则：
a).造渣容易，电渣过程稳定；
b).稳弧性能较低，当熔化成渣后，具有较合适的粘度和导电度，使电弧放电现象不致发生，才能有效避免电渣过程产生电渣-电弧夹杂过程，否则会破坏电渣焊的正常进行，甚至可使焊接中断，产生未焊透夹渣等缺陷。
基于上述原则国产焊剂可采用HJ431粒度为40-60目，进口焊剂有日铁产YF15Ⅰ。这是一种电渣焊专用焊剂，其性能比HJ431优越。所以电渣焊焊剂选用日铁YF15Ⅰ。
3. 焊接规范
焊接规范的正确与否直接影响电渣过程的稳定性和焊接质量。我们一开始采用的焊接规范是第一号工艺方案。见表一：
表一.焊接规范
序号
装配间隙
（mm）
焊丝数目
焊丝伸出长度
（mm）
渣池深度
（mm）
焊接电压
（V）
焊接电流
（A）
送丝速度
（m/h）
焊枪提升速度
（m/h）
1
25
1
70
40-50
44
380
216
1.5
2
25
1
70
40-50
48
380
160
1.0
焊接时为减小焊接变形，应用二把焊枪左右焊缝同工艺同时焊接。
焊后经超声波探伤，发现存在以下几种焊接缺陷：
1）母材与焊道局部未熔合。
2）间断性漏焊。
3）漏渣漏铁水。
4）焊缝引弧起头端不合乎质量标准规定。
四. 焊接缺陷产生的原因分析及解决方法
针对以上产生的焊接缺陷，下面分别对其产生的原因进行分析并提出防止措施。
1.未熔合
（1）产生的原因：
对于未熔合缺陷，产生的因素较多，主要有以下几个方面：
a) 热量不足或热量分布不均匀。
造成热量不足有以下几个方面的原因：
1）接电流较小会造成热量不足。随着电流的不断增加，热量也不断增加，熔宽也增加；但电流大到一定数值后，加速了焊丝的熔化速度，使熔池上升速度加快，焊枪提升速度也加快，焊件所得到的线能量减少，使焊缝的熔宽反而会减小。
2） 焊接电压偏低也会造成热量不足，熔宽减小。随着电压的升高，焊缝的熔宽也增加，但电压过高会使渣池过热而沸腾，甚至在电极与渣池之间或电极与渣池壁之间产生电弧，影响焊接过程的稳定。
3）装配隙过小也会造成热量不足，因为装配间隙小，渣池上升速度快使线能量输入减小。
4）渣池深度增加，电极予热部分加长，熔化速度增加，同时还由于电流的分流增加，降低了渣池的温度，使熔宽减小。
5）送丝速度增加，会使渣池上升过快，渣池边缘的受热量减小，使熔宽减小。
6）焊枪的提升速度（焊接速度）快，也造成热量不足而使熔宽减小。
7）造成热量分布不均的原因主要是操作不当，焊丝未处于焊逢间隙的中心位置所致。焊枪位置偏不仅热量分布不均，严重时还造成焊枪与工件短路而损坏焊枪。另外放置工件的支架未处于水平状态而使焊道未处于垂直位置也会造成焊枪位置的偏离。
b）送丝不稳，网路电压波动大
设备不良，导电咀质量不好，网路电压波动大都会造成送丝不稳，从而影响焊接的稳定使熔宽发生变化。
c）电渣过程不稳定，经常发生短路，从而使电渣过程变成引弧—电渣夹杂过程。
这主要是由于焊接规范不合适，焊剂导电性过好造成的，由于采用的是日产铁YF15I焊剂，质量较好，焊剂的因素可排除。
2）防止措施
造成未融合的因素虽然很多，但经过对焊接过程的观察及对焊缝剖面的检验、分析认为热量不足和热量不均匀是主要原因，具体解决方法如下：
a) 焊接电流不变，适当的提高焊接电压2-4V即46-48V
b) 适当地减小送丝速度，由原来的216m/h减小到160m/h
c) 适当减小焊枪提升速度（即焊接速度），由原来的1.5m/h减小到1.0m/h。
d) 将工件支架用水平仪调平，焊工在操作时随时观察焊枪的位置是否在中心位置，否则随时调整，调整时要平稳，并注意不要用手扳动焊枪。
2.间隔性漏焊
所谓间隔性漏焊就是在整条焊缝中有一处或几处焊道无熔敷金属，长度在40-50mm左右，造成这种缺陷的主要原因是电渣焊过程中焊接中断又重新引弧造渣焊接所致，造成焊接中断的原因主要有与如下几方面：
1） 导电咀磨损后间隙过大使导电不良。
2） 由于焊渣沸腾飞溅将导电咀堵住，使送丝不畅。
防止措施：
1） 不要使用磨损大的导电咀，为此要求一个新导电咀最多焊2-3条焊缝即换新导电咀，旧的可用于CO2焊。
2） 过高的焊接电压会使渣池过热甚至沸腾，同时渣池深度太小也使电渣过程不稳定，所以焊接操作时应随时观察电压的变化，若有变化应随时调整并注意适量填加焊剂。
3） 若产生了中间焊接中断，若不是属于设备故障或网路停电而是属于上述二方面原因，补救的方法是迅速将焊枪提起，以最快的动作更换导电咀或清除堵塞物，在渣池未凝固之前将焊枪放下，直到焊丝端头接触到焊缝金属，然后降低焊接电压（约40-42V）和送丝速度（约120m/h），引弧焊接使焊接平稳后，再将电压调至焊接电压，送丝速度也恢复到原焊接送丝速度。
3.漏渣漏铁水
在焊接过程中若漏渣漏铁水会破坏焊接的稳定性，产生未熔合、未焊透、气孔、夹杂等缺陷，甚至造成焊接的失败，引起漏渣和漏铁水主要有以下二方面原因：
1） 护板与隔板、护板与翼板组装时未贴紧，间隙过大。
2） 引弧槽与腹板和翼板贴合不良。
防止方法：
1） 将护板与翼板贴合的端面用铣床或刨床加工平整，并要保证组装质量。护板与隔板，护板与翼板之间要贴紧，其间隙不得大于1mm。
2） 为使引弧槽与腹板和翼板贴紧，可采用耐火泥或耐火棉在引弧槽密封面围绕一圈再贴紧在焊缝的下端，并用千斤顶顶紧。
4.引弧起头端不合乎质量标准规定
引弧起头端不合乎质量规定的原因主要是因为引弧造渣不稳定而造成的。因此保证引弧造渣建立渣池的稳定是解决这一问题的关键。
由于焊剂在固态时一般不导电，必须通过电弧过程来建立渣池。为便于引弧，可在引弧槽内先放一些铁屑或铁豆，再洒上约15mm厚的焊剂，然后通电送丝引弧。在造渣引弧时，应将焊接电压降低至40-43V，送丝速度降低至120m/h左右，电弧引燃后应陆续加入焊剂。当渣池达到一定深度时再恢复到原来的焊接电压和送丝速度，使电弧过程转化为电渣过程。如果在引弧造渣时不降低电压，而是直接用较高的焊接电压，由于这一电压较高，电弧很难建立，在引弧时我们听到的连续的叭叭声就是因为这样产生的。引弧造渣过程不稳定也是这样造成的。
五. 结语
通过对电渣焊所产生的焊接缺陷及存在的问题产生的原因分析，结合实践经验，提出了有效的解决措施，调整了焊接规范（见表一中第2号工艺方案），按表一中2号方案焊接后，经超声波无损检测，合格率达到98%以上，焊缝质量满足要求。
通过理论与实践经验相结合的分析与处理，为保证焊接质量，电渣焊一定注意以下事项：
1. 提出解决措施和调整焊接规范不能盲目进行，必须有的放矢地在合理范围内调整才会取得预期的效果。
2. 焊工操作的熟练程度和责任心对焊接的成功与否有很大的关系，评定电渣焊焊工操作技术熟练程度的一般标准是：
1） 一道焊缝不间断由下向上一次焊完。
2） 保持整条焊缝熔宽均匀一致。
3） 引弧起头端是否能保证质量规定。
为此要求焊工：
1） 必须树立高尚的职业道德观念和敬业精神，任何情况下都能尽最大努力去完成工作。
2） 应在任何环境和条件下，坚持质量第一，按质量标准施焊。
3） 必须学会熟练调整设备，调节焊接规范参数并判断其效果。
3. 一定要保证组装质量，包括坡口内的去油、水、锈、氧化皮等是否彻底，护板的贴合是否紧密以及焊接坡口的间隙尺寸都要严格遵守工艺的要求和规定。

2007.8.8
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