1.前言 :
石油化工行業的反應器、合成塔及核電站的厚壁壓力容器等內表面均需大面積堆焊耐高溫,抗氧及硫化氫等腐蝕的不鏽鋼襯裡。70年代,在該領域內,國內外大量採用了帶極埋弧堆焊(SAW)技術。帶極的寬度也從窄帶向60mm、90mom、120mm、150mm的寬帶方向發展。該技術在稀釋率和熔敷速度上比絲極埋弧焊有了長足的進步,
但隨著壓力容器日趨大型化、高參數化,促使堆焊技術向更優質更高效的方向發展。出現了帶極電渣堆焊技術,由於它具有比帶極埋弧難焊更高的生產效率、更低的稀釋率和良好的焊縫成形等優點,近年來在國內外得到迅速發展和較普遍的應用。
帶極堆焊是一種效率極高的堆焊方法,它分帶極埋弧堆焊和帶極電渣堆焊兩種類型。由於採用了薄板式寬電極和高的焊接電流,所以它的熔敷速度是各種單絲堆焊熔敷速度 的十幾倍至幾十倍。
2. 帶極堆焊 Submerged Arc Strip Cladding(SASC)與普通埋弧焊SAW的區別之一就是焊絲換為帶形電極。電弧在帶極和工件之間產生,焊劑焊劑是用來形成一個熔渣, 以保護焊接池幫助形成一個光滑的焊縫表面
3. .帶極電渣焊ESW Electro Slag welding , 又稱Electro slag strip cladding(ESSC)
帶極電渣堆焊是電流利過液態熔渣所發作的電阻熱作為熱源,先在帶極與母材之間引燃電弧,熔渣產生的熱量熔化了基材的表面, 電極的邊緣被浸入爐渣和焊劑中,電弧熱使焊劑消融組成渣池後,由電弧熱過渡到熔渣電阻熱。消融的金屬密度大,下沉組成液體金屬熔池,熔渣密度小,浮於熔池上面,渣池籠蓋在金屬熔池,保護金屬熔池。接著電極的不斷消融,熔池中液體金屬和熔渣均不竭上升,離熱源較遠的下部液體金屬,冷卻成形凝聚成堆焊層。
與帶極埋弧堆焊相比,ESW或者ESSC具有如下特點:
(1)熔敷率提高了60%-80%。(見下圖)
(2)由於熔深很淺(大約10%一15%的稀釋率),只有一半稀釋到母材中。
(3)焊接電壓低(24-26 V)。
(4)電流和電流密度大(60mm寬焊帶通過電流為l000-1250A,相應電流密度為33-42 A/mm2),尤其是高速焊劑允許焊接電流超過2000A,相應電流密度為70 A/ram2。
(5)提高了焊接速度(50%-200%),導致覆蓋面積提高。
(6)熱輸入量大致相同。
(7)焊劑燒損低(大約0.4-0.5 kg/kg strip)。
(8)ESW焊焊縫金屬的固化速率很低,有利於氣孔逸出,減少氣孔缺陷。氧氣能夠從熔融的電渣池中逸出到表面;堆焊層金屬表面相當乾淨,從冶金學角度看,減少了熱裂和晶間腐蝕傾向。
工業生產實際應用中,產品的焊縫表面相對基體金屬,具有較高的熔敷率和較低的稀釋率是非常重要的。帶極埋弧堆焊已經廣泛應用於表面大面積堆焊,但是電渣堆焊技術正在逐漸佔據主導地位。[2]
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