水冷丝极电渣焊枪的检修焊接技术

张发荣 何志涛 姜殿忠 程登

1. 概述

电渣焊技术在建筑钢结构中的应用，成功解决了箱型结构内隐蔽焊缝的焊接问题。水冷丝极电渣焊枪（φ12mm）在工作时，其焊接端部送丝机构由于在工作中长时间处于高温环境之中，焊枪内部的水路循环系统容易遭到破坏，导致在焊接过程中漏水而影响焊接质量。电渣焊工作区剖面如图1所示。我厂经过长时间的探索，整合了一套丝极电渣焊枪的检修方案，针对焊枪工作中的缺陷问题，提出了同种钢材及异种钢材的焊接修复技术。此项技术对焊枪在生产过程中的工作质量提供了保障。

图1 电渣焊工作区剖面

2. 材料特性分析

（1）纯铜特性 纯铜应用于焊枪的内壁及连杆、导电嘴等部位。其导热性特别高，在恒温下凝固没有固液共存的温度区间，但焊缝及热影响区仍有较大的热裂倾向。此外，由于纯铜在熔化温度时的表面张力较碳钢及低合金钢小，流动性稍大，故焊接时表面成形能力较差。其化学成分及力学性能如表1所示。

（2） Ni-Cr-Ti型不锈钢特性 0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢运用到焊枪的外壁部位，工作时承受焊缝区域的高温，具有优异的高温应力破断性能及高温抗蠕变性能，其焊接性较好。但对加热到400～800℃区间时，焊接接头贫铬会产生较为严重的晶间腐蚀问题，故该钢种在焊接后需特别注意冷却温度，尽量避免晶间腐蚀敏化区温度。其化学成分及力学性能如表2所示。

表1 纯铜的化学成分及力学性能

表2 0Cr18Ni10Ti的化学成分及力学性能

3. 检修焊接技术

（1）纯铜焊接工艺 在焊枪结构中，连杆部位与枪体导丝区域内壁的焊接均为纯铜焊接，且焊接区域较小，连杆连接部位尺寸约为φ4mm，连杆插入枪体导丝区域后进行封闭焊接，且焊接要求较高（见图2）。

连杆与枪体导丝区域内壁的焊接采用气焊进行，焊丝选用大西洋HS201铜焊丝，φ2.0mm，气剂选用专用CJ301。焊前对接头部位进行400～500℃的预热处理，焊接时选择乙炔焰的中性火焰进行，且焊接过程中适当进行小幅度挑弧，使焊接部位焊缝进行有效的熔合，焊接后用手工锉将焊缝接头进行磨光处理，便于水路循环的畅通。

（2）0Cr18Ni10Ti及0Cr18Ni10Ti+T4焊接工艺 为了保证水路循环的顺畅性，在枪体与连杆焊接完毕后需对循环区域进行封套密封。封套为0Cr18Ni10Ti材质不锈钢，涉及封套与枪体外壁（0Cr18Ni10Ti材质）焊接、封套与连杆（T4材质）焊接（见图3）。

因封套的焊接均在枪体外侧，施焊空间相对较大，故封套与枪体、封套与连杆的密封焊接选用TIG焊进行（见图4、图5）。焊接完毕，对封套焊接部位焊缝进行手工锉打磨处理，如图6所示，焊接参数如表3所示。

（3）密封性检测 因焊枪直径较小，且焊缝涂敷面积不大，运用传统的焊缝检测设备存在一定的难度，故根据工厂实际情况用0.8~1.0MPa压缩空气对焊枪检修焊接部位进行碱水测漏试验，确保检修焊缝的密封性质量，同时保证焊枪在高温环境中的工作质量（见图7、图8）。

图2 连杆连接结构

图3 封套连接

图4 不锈钢焊接

图5 不锈钢+纯铜焊接

图6 焊缝打磨

图7 焊枪通气

图8 高压测漏

表3 0Cr18Ni10Ti及0Cr18Ni10Ti+T4焊接参数

4. 结语

通过对电渣焊枪结构进行比较系统的认识，我厂研制并整合了以上电渣焊枪检修工艺方案，对焊枪维护、检修和成本控制起到了显著的成效，同时对焊接质量的控制和焊接技术的研发也具有重大意义。