双丝双极埋弧焊全渗透焊接工艺在钢结构制作中的应用

朱言成 徐永跃 许卫勇 宋和俊

摘要：针对目前国内双丝双极埋弧焊主要采用非渗透焊接工艺的缺点，提出全渗透双丝双极埋弧焊接工艺的实施方案，该方案即满足了提高焊接效率又可以有效的改善焊缝质量，降低焊接变形，大幅降低成本。

关键词： 双丝埋弧焊；全渗透焊接工艺；电极排列方式

非渗透焊接工艺大部分钢结构厂家都能适当应用，也是目前双弧双丝埋弧焊在钢结构生产中最广泛的用法。这种工艺偏向于大电流而低速度可以有效的增加熔敷金属量而提高效率，即原单丝需要焊接4道的，采用双弧双丝后，仅需2道即可完成焊接，但容易造成熔深过大，焊缝成形差，焊缝性能低等问题。

全渗透焊接工艺主要在于通过提高焊接速度来提高效率，即增加的熔化金属被快速分摊到较长的焊缝里，从而不仅实现高速焊接，还获得优良的焊缝。

1.全渗透双丝双极埋弧焊接工艺的特点

采用双电源，双焊丝（电极），我们选用前丝直流，后丝交流；前电极为直流，采用大焊接电流低电弧电压，充分发挥直流电弧的穿透力，获得大熔深；后电极为交流，采用相对较小焊接电流大电弧电压，增加熔宽，克服前道大电流可能形成的熔化金属堆积，配合高速度焊接，从而形成美观的焊缝成形；同时可有效减少，由于电弧间的电磁干扰和电弧偏吹； 由于前道电弧给后道焊接提供了预热功能，还可以大幅度减低电力消耗。双丝双弧埋弧焊由于是双电弧单熔池，不仅实现高速焊接，而且热循环过程相对较慢，有利于焊缝中微量元素的扩散，提高焊缝性能。

2.双丝双弧埋弧焊设备及材料

2.1焊接设备采用双电源：LINCOLN 的DC-1500、AC-1200；双电极（焊丝）；控制箱：DC：NA-3S AC：NA-4；送丝机构：K209A；

2.2焊接材料：焊丝-H10Mn2 （4.8mm）焊剂-SJ101。，工件母材为Q345B钢板。

3.应用实例（H型钢主焊缝的全渗透焊接）

由于技术的进步或特殊行业、结构形式的需要，很多情况下（例如化工行业的钢柱、钢梁，工业厂房的吊车梁等等），焊接H型钢的四条主焊缝要求全渗透，焊接完成要进行UT探伤。对于腹板较厚的焊接H型钢，常规工艺是采用开破口、气保焊打底配合清根实现全渗透焊接。在双丝双弧埋弧焊条件下，22mm以下腹板可以不开坡口而直接实现全渗透焊接，从而避免了開坡口、气保焊打底、清根等工序，不仅大幅度提高了生产效率，还降低了焊接变形，大幅降低了成本。

焊接工艺参数如下表：

4.焊接过程注意事项：

4.1焊第一道时注意焊缝不可太高，尤其不可凸出；焊道如有咬边应降低电流，调慢速度。

4.2从第二道焊缝起恢复正常电流焊接，焊接到盖面前一道时，如有高低不平应单丝补焊电流650A 电压32V速度825mm/min，或手工补焊填平。

4.3焊盖面道（最后上面的一道），适当提高焊接速度（不超过5%）；先DC起弧，5—7秒再AC起弧。

5.效果评估：

5.1减少开破口；CO2保护焊接打底；清根三道工序。可节省人员4人，设备3台，工时节约15%--20%。

5.2焊接后的变形（需校正）减少50%以上。

5.3节约电能5%。

6.结语

6.1双丝双极埋弧焊全渗透焊接是先进工艺方法，由于实现了高速焊接，可以大幅度提 高生产效率；

6.2 有利于改善焊缝成形及焊缝性能；

6.3 制作焊接H型钢腹板较厚时，可以不开坡口实现全渗透焊接，大幅度提高了工效，降低了成本；

6.4 合理的焊接工艺以及恰当的方法是获得良好焊缝的必要措施。

参考文献：

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[2]上田修三.结构钢的焊接[M].荆洪阳，译北京：冶金工业出版社，[1993].

[3]建筑钢结构中的双弧双丝埋弧焊工艺.

[4]熊海东， 双丝焊在H型钢焊接的应用.2008-12.