雙絲單電源單弧工藝在大焊角尺寸平角焊中的應(yīng)用

翟衛(wèi)東，沈維潔

（西安西電變壓器有限責(zé)任公司制造技術(shù)處，陜西西安710077）

雙絲單電源單弧工藝在大焊角尺寸平角焊中的應(yīng)用

翟衛(wèi)東，沈維潔

（西安西電變壓器有限責(zé)任公司制造技術(shù)處，陜西西安710077）

介紹了在變壓器油箱加強(qiáng)筋的焊接過程中，雙絲單電源埋弧焊設(shè)備的選擇和不同焊接參數(shù)下的施焊情況，包括雙絲單電源埋弧焊機(jī)的結(jié)構(gòu)配置內(nèi)容以及設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)。從焊縫的外觀、成形、咬邊情況以及脫渣效果等不同方面對焊接參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。通過對比埋弧焊、氣體保護(hù)焊在同等焊接強(qiáng)度時(shí)的焊接時(shí)間、焊角高度以及焊縫外觀質(zhì)量，體現(xiàn)出雙絲單電源埋弧焊在焊接效率、焊接質(zhì)量、焊縫外觀以及焊材節(jié)約等方面的優(yōu)勢。同時(shí)也闡述了雙絲單電源埋弧焊在使用方面的局限與不足。通過大量的焊接試驗(yàn)，確定了適合大型變壓器油箱加強(qiáng)筋的埋弧自動(dòng)焊工藝，提高了工作效率。

雙絲單電源；埋弧焊工藝；平角焊

0 前言

在三峽輸變電工程中，西安西電變壓器有限責(zé)任公司與ABB公司合作首次成功地生產(chǎn)出±500 kV換流變壓器和平波電抗器。但在油箱生產(chǎn)中遇到了難題，三峽產(chǎn)品的油箱結(jié)構(gòu)為桶式，采取縱向槽鋼加強(qiáng)a=5 mm，因此長直平角焊縫的焊接量特別大。為提高生產(chǎn)效率和保證焊接成形質(zhì)量，借鑒國外類似產(chǎn)品的焊接解決思路，采用了雙絲單電源單弧工藝對上述大尺寸平角焊焊縫實(shí)施一次性焊接。根據(jù)實(shí)際情況向國內(nèi)焊機(jī)廠家定制了一臺適合焊接連續(xù)長直平角焊縫的新型焊接設(shè)備——雙絲單電源單弧埋弧焊機(jī)。在此主要介紹這種新型焊接方法的焊接工藝參數(shù)評定及焊接設(shè)備。

1 焊機(jī)組成

（1）雙絲埋弧焊機(jī)主要由焊接電源（直流焊機(jī)1250型）、重型焊接小車以及焊縫跟蹤器組成，如圖1所示。

圖1 雙絲埋弧焊機(jī)的組成

（2）設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)。

電源型號：MZ（E）-1250；引弧方式：緩送定點(diǎn)；焊接速度：25～170cm/min；送絲速度：20～630cm/min；機(jī)頭位置調(diào)節(jié)距離：100×100；機(jī)頭回轉(zhuǎn)角度360°；機(jī)頭左右偏轉(zhuǎn)角度45°；機(jī)頭前后偏轉(zhuǎn)角度90°；焊接方式為雙絲單電源單弧。

2 雙絲單電源單弧焊機(jī)大焊角平角焊試驗(yàn)

2.1 焊接材料及母材選擇

焊接材料為焊絲H10Mn2，直徑φ2.5 mm、焊劑J431；焊接母材為Q235、16Mn，厚度10～20 mm。

2.2 焊接參數(shù)的選擇

對于大焊角尺寸平角焊縫來說，影響焊接成形和焊接質(zhì)量的主要參數(shù)有焊接電壓U、焊接電流I、焊接速度v、雙絲與焊角的夾角等，通過對U、I、v理論值的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，確定最優(yōu)的焊槍與工件相對位置，以及雙絲與焊角的相對位置，從而獲得最佳的焊接效果。

（1）U=30 V時(shí)，I、v進(jìn)行調(diào)整：

a.U=30 V，I=620 A，v=50 cm/min。

b.U=30 V，I=650 A，v=52 cm/min。焊縫發(fā)藍(lán)減弱，咬邊約1 mm，且焊渣難清理，如圖2所示。焊縫成形較為美觀，a=6 mm，成形為8×10。

圖2 U=30 V，I=650 A，v=52 cm/min焊縫照片

c.U=30 V，I=680 A，v=57 cm/min。焊縫不發(fā)藍(lán)，咬邊約0～0.5 mm，且焊渣較易清理。

d.U=30 V，I=690 A，v=58 cm/min。焊縫不發(fā)藍(lán)，咬邊不到1 mm，且焊渣易清理。

e.U=30 V，I=700 A，v=60 cm/min。焊縫不發(fā)藍(lán)，咬邊約1 mm，且焊渣易清理，如圖3所示，焊縫成形較為美觀，a=6 mm，成形為8×10。

圖3 U=30 V，I=700 A，v=60 cm/min焊縫照片

（2）U=29 V時(shí)，I、v進(jìn)行調(diào)整：

a.U=29 V，I=690 A，v=58 cm/min。焊縫不發(fā)藍(lán)，咬邊不到1 mm，且焊渣易清理，如圖4所示。焊縫成形較為美觀，a=6 mm，成形為8×10。

圖4 U=29 V，I=690 A，v=58 cm/min焊縫照片

b.U=29 V，I=670 A，v=55 cm/min。

c.U=29 V，I=650 A，v=52 cm/min。焊縫不發(fā)藍(lán)，咬邊約0～0.5 mm，且焊渣較易清理，如圖5所示。

圖5 U=29 V，I=650 A，v=52 cm/min焊縫照片

d.U=29 V，I=600 A，v=50 cm/min。焊縫成形較為美觀，a=4 mm，成形為7×12，如圖6所示。

圖6 U=29 V，I=600 A，v=50 cm/min焊縫照片

（3）U=27 V時(shí)，I、v進(jìn)行調(diào)整：

a.U=27 V，I=550 A，v=50 cm/min。焊縫成形較為美觀，a=4.5～5 mm，成形為8×11，如圖7所示。

圖7 U=27 V，I=550 A，v=50 cm/min焊縫照片

b.U=27 V，I=550 A，v=45 cm/min。焊縫成形較為美觀，a=4.5～5 mm，成形為8.5×11，如圖8所示。

圖8 U=27 V，I=550 A，v=45 cm/min焊縫照片

3 雙絲單電源單弧埋弧焊接與傳統(tǒng)焊接方式的比較

雙絲單電源單弧埋弧焊與傳統(tǒng)焊接方式（CO2氣保焊）相比較有以下幾方面的優(yōu)越性：

（1）焊接效率高。

以三峽產(chǎn)品為例，焊完一條長4 m的平角焊縫1名焊工需要40 min。而采用雙絲單電源單弧埋弧焊只須10～15 min。

（2）焊接質(zhì)量好。

傳統(tǒng)焊接方式的焊接均勻性很難保證，而雙絲埋弧焊很容易保證焊接的均勻一致性。從焊接內(nèi)在質(zhì)量來說，氣保焊內(nèi)在質(zhì)量較差，尤其在噴砂處理后焊縫表面會(huì)出現(xiàn)氣孔，而埋弧焊不會(huì)。

（3）焊縫成形好。

因?yàn)椴捎秒p絲單電源單弧工藝，大焊角尺寸平角焊是一次性焊接成形，焊接外觀質(zhì)量好，無咬邊現(xiàn)象，焊縫圓滑過渡，沒有突變焊接應(yīng)力。

（4）節(jié)約焊接材料。

以三峽產(chǎn)品為例，在同等焊接強(qiáng)度的情況下，手工焊接焊角高度a=7 mm，而雙絲埋弧焊焊角高度為a=5 mm。可節(jié)約三分之一的焊接材料。

（5）雙絲單電源單弧埋弧焊機(jī)靈活性較差。

雙絲單電源單弧埋弧焊與手工焊接相比，同樣具有埋弧焊相同的缺點(diǎn)既靈活性差，只適用于長直焊縫的焊接。

4 結(jié)論

通過一段時(shí)間的焊接試驗(yàn)，確定了焊接參數(shù)U、v、I和焊槍、雙絲與工件的最佳位置，焊縫成形穩(wěn)定在（8～8.5×11～12），a=4.5～5 mm，咬邊小于0.5 mm，焊縫成下凹型，焊縫成形滿足焊接要求且整體焊縫成型均勻一致。

Application of double wire and single power supply single arc process in the large fillet welding dimension and horizontal fillet welding

ZHAI Weidong，SHEN Weijie
（Xi'an XD Transformer Co.，Ltd.，Xi'an 710077，China）

The main content of this article includes the selection for submerged-arc welding device of twin-wire single power during the welding process of transformer stiffeners and the welding situation under the different parameters.The article also indicates the structure configuration and main technical parameters of the device.The welding parameters shall be preferred to select the weld's appearance，molding，undercutting and sediment separation effects etc.other different aspects.Comparing the welding time，height of welding leg and the weld's external quality of the submerged-arc welding device and gas shielded welding under the equal welding strength，it reflects the superiority for the welding efficiency，welding quality，weld appearance and welding material saving of the twin-wire single power submerged-arc welding.Besides，it also expatiates the limitation and lack for using aspects of twin-wire single power submerged-arc welding.The optimum position of the welding current，welding voltage，welding speed，welding gun，twin-wire and work piece shall be concluded by the large number of welding tests.It is beneficial to improve the working efficiency through confirming the submerged-arc automatic weldingprocess suitable for stiffeners oflarge transformer tank.

double wire and single power supply；submerged are welding；horizontal fillet welding

TG445

A

1001-2303（2016）10-0118-03

10.7512/j.issn.1001-2303.2016.10.24

獻(xiàn)

翟衛(wèi)東，沈維潔.雙絲單電源單弧工藝在大焊角尺寸平角焊中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2016，46（10）：118-120.

2016-05-31

翟衛(wèi)東（1969—），男，江蘇常州人，高級工程師，學(xué)士，主要從事變壓器油箱及冷作件焊接工藝的研究工作。