箱型梁(柱)结构熔嘴电渣焊制造工艺

箱型梁（柱）结构

编制： XXXXXXX大酒店工程

熔嘴电渣焊接制造工艺

XXXXX集团（XX）有限公司

技术部 二○一二年六月

审核： 批准：

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编写说明 .................................................................................................................................................. 3 1.熔嘴电渣焊简介 .................................................................................................................................. 3 2.材料及设备 .......................................................................................................................................... 3 2.1 焊接材料与焊接设备 .................................................................................................................. 3 2.2 机具设备 ...................................................................................................................................... 4 3.箱型梁（柱）杆件的制造工艺 .......................................................................................................... 4 3．1 零件下料与加工 ....................................................................................................................... 4 3、2 内隔板的组装焊接 ................................................................................................................... 5 3.3 箱型梁（柱）主焊缝坡口的形式 ........................................................................................... 11 3.4 箱体的组装............................................................................................................................... 12 3.5 箱形体的气保焊及埋弧焊 ..................................................................................................... 18 3.6 箱形体的电渣焊焊接 ............................................................................................................. 20

3.6.1焊前准备： ......................................................................................................................... 20 3.6.2 电渣焊焊接操作 .............................................................................................................. 22 3.6.3 焊接过程中断弧的对策 .................................................................................................. 24 3.6.4 电渣焊检验 ...................................................................................................................... 25 3.7 几点注意事项........................................................................................................................... 25 3.8 电渣焊缺陷及防止措施 ......................................................................................................... 26

4 部分顶棚箱型梁的拼装工艺 ........................................................................................................ 28 4.1 顶棚箱型梁结构简介 ............................................................................................................... 28 4.2 拼装方法及步骤 ....................................................................................................................... 29

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编写说明

此工程在箱形梁(柱)隔板的焊接中涉及到熔嘴电渣焊这一崭新的焊接方法，因公司对该焊接方法还是首次介入，前期的经验可以说是一片空白，为此特对此次工程中箱型梁（柱）结构的制造，特别是熔嘴电渣焊的焊接方法编写重点分项工程制造工艺指导书，指导现场的焊接生产，以保证该工程的顺利完成。最终工艺以此次为准。 1.熔嘴电渣焊简介

熔嘴电渣焊是一种利用电流通过导电的液体熔渣所产生的电阻热作为热源使金属熔化的熔焊方法，是电渣焊的一种。该方法焊接较厚的工件，只要求工件边缘保持一定的装配问隙，不需要坡口，就可以一次成形，效率高，金属熔池凝固速率低，熔池中的气体和杂质容易浮出，不易产生气孔和夹渣等缺陷，因此特别适用于建筑钢结构箱形梁(柱)隔板部位焊口的焊接。它利用焊丝和固定在工件间隙中并与工件绝缘的熔化嘴（俗称电渣焊条）共同作为熔化电极。当焊接启动后，焊丝与引弧板接触产生电弧，利用电弧的热量使助焊剂熔化并形成液态熔渣，熔池达到一定深度时降低焊接电压并增加焊丝送进速度，这样会使焊丝插入渣池熄灭电弧而转入电渣焊过程，熔化嘴和不断送入熔化嘴内的焊丝一起熔化作为填充金属，使渣池逐渐上升(因铁水重渣池轻，熔渣自然上升)而形成焊缝。详见图1.1所示。

图1.1 电渣焊隔板部位焊口示意图

2.材料及设备

2.1 焊接材料与焊接设备

梁柱钢种：Q345B，板厚：δ=16～35mm。

焊丝：Ф4.0mm、Ф5.0㎜、H08MnA；φ2.5mm、φ3.2mm，H08MnMoA；φ3.2mm 、

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φ4.0mm 的E5015焊条；φ1.2mm ER50-3气保焊实芯焊丝。

熔化嘴：φ8mm、φ12mm。 焊剂：见焊评。

焊接设备： 1250专用电渣焊机，直流反接。 2.2 机具设备

（1）机械设备：电源箱、焊接变压器（熔嘴电渣焊）、专用电渣焊送丝机头（熔嘴电渣焊）、门架式成套电渣焊机、摇臂钻床、焊剂版箱、焊条版箱、空气压缩机、碳弧气刨机、电加热自动温控仪、手工焊机、CO2 气体保护焊机和送丝机、行车或吊车等。

（2）工具：火焰烤枪、手割炬、气管、打磨机、磨片、盘丝机、大力钳、尖嘴钳、螺丝刀、扳手套筒、老虎钳、导电嘴、焊丝盘、焊剂桶、焊剂分量小筒、小榔头、字模钢印、千斤顶、焊接面罩、焊接枪把、焊条保温筒、碳刨钳、插头、接线板、圆钢棒、钻头、白玻璃、黑玻璃、起重翻身吊具、钢丝绳、卸扣、手推车等。

（3）量具：水准仪，卷尺，焊缝量规等。

（4）无损检查设备：放大镜、模拟或数字式超声波探伤仪、探头、超声波标准对龙试块等。

3.箱型梁（柱）杆件的制造工艺

3．1 零件下料与加工

(1) 零件下料可采用数控火焰切割机及火焰直条切割机进行切割加工，切割质量

应符合下表要求：

表3.1.1 零件下料尺寸精度要求（mm）

项 目 允许偏差 ±2.0 零件宽度，长度 ±1.0 切割面平面度 割纹深度 0.05T，且不大于1.5 0.2 Ｔ为板厚 备 注 4

武桥XXXX集团（XXX）有限公司 XXXXXXX酒店钢结构制造工艺 局部缺口深度 与板面垂直度 条料侧弯 1.0 不大于0.025T 不大于3mm (2) 对箱形柱的翼板、腹板采用直条切割机两侧同时垂直下料，对不规则件采用

数控切割机进行下料，但应对首件进行跟踪检查。

(3) 当箱形柱主体因钢板长度不够而需拼接时，其面板的最小长度应在600mm

及以上，同一零件中接头的数量不超过2个；同时，在进行套料时必须保证腹板与翼板的对接焊缝错开距离满足200mm以上。

(4) 下料完成后，施工人员应按材质进行色标移植，同时对下料后的零件应标注

工程名称、钢板规格、零件编号，并归类存放。 3、2 内隔板的组装焊接

（1）为保证电渣焊的焊接质量，对电渣焊内隔板的衬板实行机加工，其下料由车间采用数控火焰切割机进行，下料留5mm的铣边余量。衬板的机加工在铣边机上进行，顶棚上的斜置电渣焊隔板的衬板铣边时，必须按斜度设置机加工，铣削完毕后应去除毛刺，并用记号笔编上零件号，保证其尺寸及形位公差，具体要求如下：

表3.1.2 衬板的加工精度要求

序号 1 2 3 项 目 衬板机加工后长度 衬板铣平面垂直度 机加工表面粗糙度 精度要求 ±0.5mm 0.5mm Ra≤12.5µm 备注

图3.2.1：衬板的加工精度要求

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对于此次工程顶棚中斜置隔板的四条衬板要求铣成斜面，四条衬板铣削的坡口角度尺寸详见下图其角度控制精度要求满足±2°，其余加工精度要求如表3.1.2。

图3.2.2 顶棚隔板衬板加工要求

（2）因电渣焊隔板的四边均要求全熔透焊接，所以对电渣焊隔板的非电渣焊两侧应按工艺要求进行坡口加工，加工的质量应符合《切割工艺标准》的相关规定，坡口形式应符合气保焊施工条件，坡口角度控制在35°-45°。开坡口时在离电渣焊衬板处25mm不安排开坡口，防止电渣焊时铁水流出影响电渣焊质量。具体坡口形式如下图所示：

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B-B

图3.2.3、电渣焊隔板两气保焊边坡口示意图

(3) 内隔板组装前应由车间作好内隔板标识，对隔板规格尺寸等加以标记，并检查其外形尺寸偏差，应符合下表指标要求：

表3.2.1 隔板下料精度要求：

序号 1 2 3 项 目 内隔板长度 内隔板宽度 对角线差 允许偏差 ±1.0mm ±1.0mm 1.5mm 备 注

（4）电渣焊隔板的组装工艺要求：隔板衬板下料切割-----衬垫板先铣边后组装配隔板-----在专用组装平台上组装电渣焊隔板。组装精度应满足下述所列的装配

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精度要求。内隔板的组装采用内隔板组立机或人工胎具进行，组装方法有如下两方法，生产过程中可任选方法进行施工。 电渣焊隔板的组装方法：

1、平置法：在抄平的水平胎架上根据隔板装配的精度要求设置好定位板（或定位柱），依次将两衬板-----隔板-----另两衬板放置并定位准确后点焊固定好，检查装配尺寸精度后将上半面的两衬板与隔板花焊焊牢后翻转后花焊焊接另一面的衬板，焊接完成后再次检查装配精度，装配不合格的拆开重装，合格的形成成品标记移交下一道工序。

图3.2.4：平置法（红色及黑色小柱为定位柱）

2、立体装配法：在抄平的平面胎架上设置固定好两定位面板A及B，定位固定

好后，检查两定位面板间的间隙尺寸，间隙尺寸应满足装配隔板（需要实施电渣焊部位）的精度要求,见下图所示。

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图3.2.5、立体装配法定位板示意图

依据隔板的厚度及相对位置设置好隔板定位条(如图示的4条隔板定位条)，定位条起保证隔板放置精度并控制隔板树立定位的作用，对定位条固定并检验好定位尺寸焊牢。抄平的平面胎架、定位板及定位条共同组成电渣焊隔板组装的装配胎架。

将隔板放入定位条空腔内定位好后，再在隔板两面贴上四条衬条，控制组装精度后点焊固定好，检验后再花焊焊接牢固，组装焊接好的隔板检查合格后即为电渣焊隔板成品，可在后续的箱型梁（柱）中直接使用，不合格的拆开重装。

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图3.2.6、立体装配法组装示意图

(5) 为保证隔板组装尺寸的正确性及质量控制，其定位焊应对称分布，焊点分布的长度、间距应符合下图的规定，具体要求为满足固定住隔板与衬板，电渣焊时不蹦焊及保证隔板与衬板紧密贴紧电渣焊时不漏铁水即可：

图3.2.7、隔板花焊示意图

组装的精度要求为：

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B为两翼板间的距离：0~+1mm。

L为两腹板间的距离：0~+1mm。 B1为隔板实际宽度：-2~0mm。 L1为隔板实际长度：-1~+1mm。 C为隔板与腹板间隙：3~4mm。

隔板对角线允许偏差：|Y1-Y2|＜1.5mm。 当壁板厚度<20mm时，B1=B-40mm。

装备好后的隔板与翼板间隙尺寸大小将直接影响电极的正常工作和所形成的熔池面积。间隙小易引起熔合不良等缺陷, 间隙过大，使焊丝、焊剂的消耗过大，效率降低。因此，组对间隙的制备是保证电渣焊质量的关键，电渣焊的间隙制备及装配尺寸精度应严格按工艺执行。

3.3 箱型梁（柱）主焊缝坡口的形式

对于南楼的立面60根箱型柱部分，在所有电渣焊隔板处上下600mm的范围内以及箱形柱两端面100mm的范围内均为全熔透焊缝，其余为2/3熔深焊缝，所以对箱型柱开单面锯齿状坡口，对于南楼顶棚箱型主梁的主焊缝为四道全熔透焊缝，坡口按全熔透角接头的形式开取，顶棚次梁为2/3熔深焊缝。各主焊缝坡口形式见下表：

表3.2.2 主焊缝角接头坡口形式（mm）

装配允许偏差 序 号 接头 简 图 名称 参数 要求 全熔β 10° 允许偏差 +5°，－5° 要求 20° 允许偏差 +5°，－5° 基本 埋弧焊 半自动气保焊 11

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P b 0 6 45° 1/3T1 0 T1-P 0 ±1 +10°，－5° ±2 +1.5，－0 ±2 0 6 45° 1/3T1 0 T1-P 0 不限制 +5°，－5° 0,-3 +1.5，-2 +3,0 1 透角接头 2/3 2 熔深角接头 α p c s

3.4 箱体的组装

（1）以下翼板顶端基准线作为基准，在下翼板及二块腹板的内侧划出隔板、顶板等组装用线，位置线应延伸至板厚方向。

图3.4.1

（2） 在箱体的腹板上全熔透焊缝处组焊钢衬垫。进行定位焊焊接，依照对腹板条料先划中心线、锯齿坡口加工，再进行钢衬垫安装的制作流程。锯齿坡口加工时全熔透坡口与2/3熔深坡口之间应形成以R=200mm的圆弧缓慢过渡，可用气割完成，气割够应打磨光顺。全熔透焊缝处需组装钢衬垫，2/3熔深焊缝处不组装钢衬垫。在进行钢衬垫组装时，先以中心线为基准安装一侧钢衬垫，再在以安装好的钢衬垫外伸边为基准安装另一侧钢衬垫，应严格控制两钢衬垫外缘之间的距离。钢衬垫的定位焊缝采取气保焊花焊焊接，焊缝长度60mm，间距300mm（据实际要求选取，连接稳固为基本要求），如下图所示：

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隔板位置线顶板位置线定位焊位置线560（300）TΔαTΔα将箱型柱腹板置于平台上图3.4.2

垫板焊接 （3） 在组装胎架上把划好线的下翼板置于抄平好的组立机平台上，将已组装好的各隔板定位在下翼板上，隔板与下翼板之间的组装间隙不得大于0.5mm，定位后，检验隔板垂直度，隔板与下翼板的垂直度不得大于1mm；定位焊要求如下图所示：

组装平台内隔板示意图内隔板20L/2焊点位置线注：箱型体内隔板与翼板点焊长度60-90mm，定位焊距 离零件端头为20mm图3.4.3

（4） 组装两侧腹板，使隔板对准腹板上所划的位置，翼板与腹板的垂直度不大于1mm；再对腹板与隔板及腹板与翼板之间的焊缝进行定位，如下图所示：

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内隔板组立机20注：箱型体内隔板与腹板及腹板与翼板的定位焊长度60-90mm，定位焊距 离零件端头为20mm图3.4.4

（5）利用千斤顶夹紧工件，将箱形体的两腹板与隔板紧密贴紧，在千斤顶压紧组装图如下图所示：

角 钢内隔板组立机

图3.4.5

（6）箱形体工艺隔板的设置及焊接要求：当相临内隔板之间、箱体端到最近内隔板之间距离≥2000mm时,应额外加设工艺隔板(具体加设位置由技术部出具工艺通知单定)，工艺隔板厚度为16mm。箱体内原有的电渣焊隔板四面均焊接焊缝要求全熔透，设计图中原有的普通隔板三边双面连续焊焊接，外加的工艺隔板与箱体面板采用三边双面间断角焊缝焊接，焊缝长度60mm，焊脚尺寸6mm，工艺隔板定位点焊分布如下图所示：

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图3.4.6

如上图所示A-A，箱体内的工艺隔板，按三面断续角焊缝即可；在钢柱柱脚处的隔板应四面焊接，并保证良好的外观成形，如上图B-B。

（7）对已形成U形的箱体中对电渣焊隔板另两边与腹板之间的焊缝按全焊透进行焊接，焊接方法采用CO2气体保护焊，并利用碳弧气刨进行反面清根，对焊缝进行100%UT检测。对普通隔板采取三边两面角焊缝焊接，焊脚高8mm，对工艺隔板焊接方法前面已述。所有隔板的焊接时采取跳跃间隔焊接的方法，减少焊接变形。

型柱装配焊接过程中采取的防变形措施，钢柱截面尺寸大，熔透焊缝数量多，熔敷金属填充量大，装配焊接过程中出现的几何变形不容易控制，为预防此现象的发生，主要采取了以下措施：

1、箱型柱装配过程中，在柱端部和隔板中间部位用30毫米×50毫米的方钢或废钢条做工艺支撑，控制装配尺寸和变形（图3.4.7）。

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图3.4.7

（8）U形的箱体内焊接完毕并检测合格后重新吊至组立平台上后，在箱形体的外侧腹板上划出各电渣焊隔板的位置线，同时画出100mm基准线，该基准线用于准确定位及检查隔板与翼板的对应程度，以及作为箱形梁柱两端的画线开坡口的基准线，开端面坡口时候时应以该基准线为基准，控制基准线到箱型梁柱两端之间的距离，画好线标记好位置后，合上上翼板，如下图所示：

隔板位置线隔板基准线100

图3.4.7

（9） U形的箱体焊接检测合格及画线后，利用千斤顶压紧装置组装上翼板，控制好上翼板与隔板间的间隙后压紧上翼板，点焊定位牢固，隔板与上翼板之间的间隙控制在1mm以内。如切割加工装配不按工艺要求做或者装配前不进行矫正校平，组立后就很难保证接触面不产生过大间隙，当装配间隙＞1mm时，就会在

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电渣焊接时导致漏渣，所以对于电渣焊衬板的加工要求可以说是需非常严格。

图3.4.8 压紧定位点焊

箱形构件装配时常出现的缺陷如下所示：

图3.4.9

(10) 组装埋弧焊焊接所需的引弧板及引出板，起始端引弧板及熄弧端引出板长度为150mm，宽度为100mm；熄弧端的坡口可利用碳弧气刨进行加工，组装如下图所示：

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图3.4.10

(11) 清理、矫正，并对组装后的箱体尺寸进行检验，应符合规范要求，箱形柱组装尺寸过程控制应符合《箱形柱组装标准》（ZGGY-BZ-003）的相关规定。 3.5 箱形体的气保焊及埋弧焊

制作箱型构件的主要设备及材料有半自动坡口机、摇臂钻、熔嘴电渣焊机、磨光机、二氧化碳保护焊机、电渣焊用焊剂，铜质引弧板、熄弧板等。 3.5.1 4道纵缝全熔透段的打底焊：打底焊采用CO2气体保护焊，打底层高度控制至与2/3熔深焊缝处齐平，焊完打底焊道后，须修磨或刨削接头根部，以保证在无缺陷的清洁金属上熔敷第一道正面埋弧焊缝。打底层焊接时由两名焊工同时从箱型梁柱的中间开始，往两端方向焊接至梁端退焊，两名焊工的焊接水平、焊接速度要相当，焊接完后检查打底层焊缝质量。 3.5.2 埋弧焊焊接操作：

埋弧焊焊接前，用钢丝刷（钢丝刷装于磨光机上）或砂轮机清除焊缝附近至少20mm范围内的铁锈、油污等杂物。

4道埋弧焊缝的焊接方向应一致，多层多道焊接时，各层各道间的熔渣必须及时清理检查，彻底清除药皮、熔渣、溢流等焊接缺陷。焊道层间接头应平缓过渡并错开。 焊接后清理焊缝表面的焊渣及两侧的飞溅物，在焊接过程中，将上下两翼板在长度方向特别是电渣焊隔板位置处，用千斤顶顶紧如图所示以保证焊缝间隙始终小于规定值，

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防止焊接变形影响隔板拼装间隙，对电渣焊的质量产生严重影响。

施工人员如发现焊缝出现裂纹，应及时通知技术人员，查明原因并制订方案后才能继续施工。埋弧自动焊须在引板上距焊缝端部80mm以外处引、熄弧。在焊接过程中不应断弧，如有断弧必须将停弧处刨成1:5的斜坡后搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接处应修磨匀顺。埋弧自动焊回收焊剂距离不应小于1米，焊后应使焊缝冷却后再敲去熔渣。

4条主焊缝焊剂完毕24小时后进行探伤检测，合格后拆除工艺撑板。 3.5.3 埋弧焊焊接参考规范：

在焊接工艺上主要采取气保焊打底，埋弧自动焊填充及盖面，打底厚度根据板厚而定，打底后与2/3熔深焊缝处齐平，相应焊接参数见焊接工艺评定。焊缝成形规范要求如下：

当箱形体检查出有超标缺陷时，应用碳弧气刨进行清除、修磨，再用气保焊或手工电弧焊补焊，焊后进行清理、修磨，应重新进行探伤；对同一处缺陷允许

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第二次气刨后补焊，并第三次探伤；对第三次探伤不合格者，不得再返修，应上报技术部门处理。全部合格后打上合格印记。

埋弧焊焊缝检验及质量控制应满足《埋弧焊焊接标准》（ZGGY-BZ-004）的相关规定。

3.6 箱形体的电渣焊焊接

熔嘴电渣焊的工艺流程：钻电渣焊引入引出----被焊杆件上端装熄弧铜块---熔化嘴入孔----送丝机头就位、焊丝盘装卡----熔化嘴与机头装卡、焊丝送进调直----调节熔化嘴对中----引弧铜块填充引弧剂及焊剂----被焊杆件下端装引弧铜块----引、熄弧铜块周边封闭----闭合回路----引弧过程----电弧过程----电渣过程----收弧过程----结束焊接、提升熔化嘴----卸引、熄弧块----关闭焊机移走----焊后处理----探伤检测。

工件简图如下：

图3.6.1 箱型梁（柱）熔嘴电渣焊简图

3.6.1焊前准备：

3.6.1.1熔嘴电渣焊选用H08MnMoA焊丝，焊丝质量量应符合《熔化焊用钢丝》（GB/T1495）的规定；

3.6.1.2熔嘴电渣焊所用的熔化嘴采用XTH•SES-1X（φ8*3或φ12*3），焊前需经250℃×1h烘培；焊剂选用HJ431（具体见焊评），焊剂质量应符合标准《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GB/T12470）的规定，焊剂使用前必须在200-250℃温度

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下烘干2h，未经烘干的焊剂严禁使用；引弧剂为：YF-150或自制铁丸、自制的埋弧焊丝小颗粒等。

3.6.1.3钻电渣焊孔应采用摇臂钻，钻孔过程中应使用空气冷却，不允许采用水冷却，根据不同厚度的隔板应采用不同的孔径加工，在打孔时为适应后续工序的需要，建议上下两孔要同时打，以保证组对时上下两孔的垂直度。如下图所示：

图3.6.2

3.6.1.4钻孔后，焊孔内会残留污物或油污。电渣焊焊道内严禁有污物及油渍等，否则对焊缝质量将产生严重影响，因此，焊接前应先用木棒清除焊孔内的杂物，并辅以高压气体清除，油污用火焰加热烘烤的方法去除，可用烤枪来加热烘烤。 3.6.1.5焊接过程中所需要的主要机具：千斤顶、玻璃目镜、引弧铜块、引出铜块、火焰烘枪、砂轮机等。 3.6.1.6作业条件要求

1、当环境温度<0 ℃、相对湿度≥ 90%、网络电压严重波动时不得施焊。 2、焊接区应保持干燥，严禁有油、锈和其它污物，潮湿时候应用烘枪烤干燥。

3、熔嘴电渣焊焊剂在施焊前应按产品说明书规定的时间、温度进行烘焙，不得含灰尘、铁屑和其它杂物。烘干温度一般为250℃，2h。

4、熔化嘴受潮、生锈或沾有污物时不得使用。

5、熔化嘴不应有明显的锈蚀和弯曲, 使用前温度为250℃，1h烘干，在80℃左右存放待用。

6、焊丝的盘绕应整齐紧密，没有碎弯、锈蚀和油污，焊丝盘上的焊丝量最少不得少于一条焊缝所需焊丝量。

7、焊机的各部位均应处于正常工作状态。

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8、焊机的电流表、电压表和调节旋钮刻度指数的指示正确性和偏差数要清楚明确。

9、保证电源的供应和稳定性，避免焊接中途断电和网压波动过大。 10、施焊前，焊工应检查复核接头质量和焊接区域的焊口、间隙等处理情况，若有不符合要求的情况时，应修整合格后方可施焊。 3.6.2 电渣焊焊接操作

3.6.2.1安装熄弧装置：箱型梁应水平放置，使熔化嘴(管状长焊条)的铜夹头与焊口保持平面垂直，在箱型梁顶板正对焊口处安装熄弧板（熄弧器），便于将渣池和在停止焊接时往往易于产生缩孔和裂纹的那部分焊缝金属引出，焊接完成后将其割掉磨平。

安装熄弧装置应使圆柱型坑口与焊口正对，并垫实顶紧，与工件密合，熄弧装置用黄铜或耐火砖制成，安装前应将杆件圆孔周围约φ150范围修磨平整，使焊接时渣液不易外流而影响正常的焊接，在焊接收尾的引出阶段，应逐步降低电流和电压，以减少产生缩孔和裂纹。

3.6.2.2安装引弧装置：引弧装置为引弧帽，钢板自制或购买的黄铜制成，将其凹坑孔中心对准焊孔中心，焊前在引弧装置的凹部撒放高约10mm，粒度为φ1×1mm的引弧剂（或用埋弧焊丝剪成3mm左右的颗粒做引弧剂），便于引弧，再撒放高约15mm的焊剂，安装前在引弧板上的渣池内涂抹少量耐火胶泥，便于防止铁水流出；整套装置对准中心后， 放于焊口下端，并用千斤顶顶紧。

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图3.6.3

3.6.2.3安装熔化嘴（电渣焊条）：辅材中用量最多的熔化嘴需提前预定并根据焊缝高度来决定熔嘴的长度，一般情况下，熔化嘴长度为焊缝高度+150～200mm，熔化嘴的内径应比焊丝直径大0.8mm-1.2mm。熔化嘴采用竖向单极熔化嘴电渣焊，先插入熔化嘴（管状焊条），将管极用铜夹头夹紧，以利导电（熔化嘴在整个焊接过程中不能短路），熔化嘴必须严格与孔中心平行,调节熔嘴使其处于焊口的中心并接触到引弧板，再将熔嘴提起20～30mm，拧紧夹头。

3.6.2.4安装焊丝：焊接前将焊丝插入熔化嘴中，检查焊丝是否平直，是否位于熔化嘴的中心，并根据情况作出相应处理；焊丝伸出熔嘴末端约5-10mm。 3.6.2.5焊接：为使箱体变形程度得到一致，必须是对称焊接，为此采用两台电渣焊机对内隔板的两侧焊道，同时同规范进行焊接：

a、启动电渣焊机，引燃电弧，熔剂熔化后，形成熔渣。焊接过程中,根据面板颜色适当的调节熔化嘴或焊枪的空间位置，使其处于熔池中心部位，稳定燃烧,防止烧穿，并根据渣池的深度适当的补充焊剂,保持渣池深度约30-50mm； b、引弧时采用较高电压短路(为焊丝接触工件)引弧，焊接电压要比正常焊接电压高一点，一般比正常电压高3～4v，接近空载电压，焊接电流比正常焊接电流小一点。

引弧后，刚开始送丝速度要慢些，即电流小些，这时是弧焊过程，弧焊过程中，电流波动较大，这时的送丝速度要慢，以便造渣，随着焊剂的熔化，形成有一定深度的熔化渣池，渣池深度控制在30mm-50mm左右。

温度逐渐升高，电弧开始消失而转入电渣过程，随着金属焊丝向金属熔池的过渡，这时可将电流和电压调至正常值，进入正常的电渣焊过程。转入正常焊接

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后，将焊接电压及焊接电流调至正常值。施焊过程中要使机头上的送丝导电嘴与金属熔池液面的相对高度保持不变，焊接速度要均匀，同时密切注意焊机控制箱上电流和电压的变化，根据情况随时调节，并注意熔嘴始终保持在焊口的中心， 以防偏心后将焊件板烧穿造成铁水泄露，影响施焊过程。

焊接过程中随时检查构件表面的炽热状态，一般在800~850℃（樱红色）以上时熔合良好。

当焊接至距顶端约100mm左右时，将电压稍降1～2V，通过熄弧板将渣池和焊缝引出，注意一定要在焊缝高出熄弧板时焊接才能结束。

c、拆除引弧装置：熔池上升到离焊道下端约50-100mm时，松开千斤顶，并用木锤击落引弧装置。焊缝冷却后，将焊道起端终端修磨平整；

d、当焊接进行到引出阶段时，不应立刻放掉熔渣，而应保证合适的引出长度一般为25mm，为了有效防止收尾处的缩孔和火口裂纹，可以采用以下几种方法： .断续送丝；

.逐渐减小电流和电压直至断电；

.收尾后，渣池不应立即放掉，以免产生裂缝；

电渣焊焊枪引出铜块箱型柱上表面3025渣池25焊缝金属焊接引出端约25mm

图3.6.4

3.6.3 焊接过程中断弧的对策

熔嘴电渣焊在正常焊接过程中，一般不会出现断弧现象，如果出现有两种情况，一种是焊前可预防的，而另一种是焊接过程中随时会发生的。

1、如果焊前未严格检查电渣焊口装配质量，也就是未执行本文前述的规定，则在焊接的过程中很有可能会出现断弧现象。预防措施：严格执行加工精度和装配质量要求。

2、因导电嘴堵塞致使断弧、焊剂填加过量渣液上升掩盖住导电嘴致使熄弧。

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当发生熄弧后应先迅速关闭焊接电源，同时提起熔化嘴，以最快的速度将已损坏的熔嘴换下并换上新的熔嘴，将焊丝送入熔嘴孔内并立即引弧。此过程越短越好，因熔池渣液尚未冷却，引弧容易，否则再引弧可能失败。 3.6.4 电渣焊检验

①引出部位无火口裂纹，且引出长度超过15mm以上；

②焊接完毕24小时后进行超声波探伤检验，焊缝质量应符合一级标准。 3.6.5电渣焊的返修

1.当电渣焊出现超标缺陷时，应用碳弧气刨从箱形体面板外刨开，将缺陷铲除后修磨，再用气保焊补焊，焊后进行修磨，并重新探伤，对同一处缺陷允许第二次气刨后补焊，并第三次探伤；

2.对第三次探伤不合格者，不得再返修，并上报技术部门处理。电渣焊焊缝检验及质量控制应符合《电渣焊焊接标准》（ZGGY-BZ-005）的相关规定。

3.整条焊缝或者端部焊缝缺陷可采用钻孔的方法进行返修。首先应在两腹板侧精确号孔,因在原焊接位置钻孔, 钻孔时从两端施钻必须严格控制进给速度,重新电渣焊焊接前在起弧处 100 mm范围内预热 80-120°后焊接, 焊接完成后采用超声波检查。

4.中间部位的局部缺陷可采用碳弧气刨的方法进行返修。从翼板侧清除缺陷, 刨制坡口, 修整坡口面, 磨除气刨渗碳层, 采用焊条电弧焊补焊,预热温度 150 °焊补时严格在坡口内引弧, 熄弧时填满弧坑, 多层焊时起收弧接头处错开长度 100 mm 焊后应 200~ 250°保温 2 h,复探按照原材标准进行。 3.7 几点注意事项

液态熔池的建立主要依靠电弧热来完成，故必需熟练掌握好由电弧过程到电渣过程的速度转变，因此应注意下列事项。

(1)为保证电渣焊过程稳定和焊接质量，应使安装和设备调整、引弧造渣、正常焊接及焊缝收尾等五个关键环节连续完成，中间尽量不要停止。

(2)在箱形梁(柱)U型腔焊接好后上翼板合上前，划线钻熔嘴孔(孔径见上述要求)，并要求上下必需垂直对正。

(3)熔化嘴长度=焊口长度+150mm左右。

(4)施焊中要注意检查熔池熔化是否充分，渣量与深度是否合适。渣池太深，

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会导致熔宽面减小，造成渣池温度下降，易使焊接边缘加热不足，而产生未熔合或熔合不良等缺陷；渣池太浅，即使焊接电流增大，电渣焊过程也不稳定，焊丝容易接触到金属熔池发生短路，使飞溅加大，导致焊接中断。因此，渣池深度十分重要，渣池深度控制在30～50mm为宜。渣池深度靠听觉也可判断，渣池深度适中发出的声音像煮粥，发出“咕嘟”声，观察焊口外钢板接触面烧红的颜色与宽窄也可判断内部熔合情况，熔合良好的外钢板烧红颜色均匀，比焊口稍宽，且宽窄较均匀。

当需要添加焊剂时，要防止一次加入量太大, 要徐徐不断，少量加入。如一次加入量太多，也易造成焊缝熔合不良等缺陷。

(5)电渣焊热量主要取决于电流，如电流过大，熔池沸腾严重，焊缝成形不好，易造成熔合不良等缺陷；而电流小，电渣过程也不稳定，也容易产生未熔合、夹渣等缺陷。引弧后，始焊时焊接电流应相对小些，然后逐渐加大到正常值。

(6)电渣焊是一种电阻性负载，一般来说，焊接电压高低直接影响焊缝的熔宽就电渣焊而言即指熔池与渣池的面积)，电压越高，熔宽越大，反之越小。因此，起焊时焊接电压应比正常焊接电压要稍高一些，一般高3～4V为宜。

(7)熔嘴在焊口内的对准中心及施焊中渣池的状况，可借助小水银玻璃镜或相关设备来观察。

(8)焊前一定要按箱形梁(柱)的实际焊接形式作好焊接工艺试验、评定，经检验合格后方可正式焊接。 3.8 电渣焊缺陷及防止措施

电渣焊缺陷及时防止措施参见表3.8.1。

表3.8.1 电渣焊缺陷及防止措施

序缺陷名称 号 1.表面不光滑 1 成形不良 2.表面高低不平3.表面凹凸严重 1.焊缝冷却太快 2.模块间隙装配不定 3.模块有熔蚀状态 1.调整模块出水温度2.轻微震动模块使之贴紧 3.加强水流量 缺陷特征 产生原因 防止措施 26

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1.溢出焊缝的多1.可轻微鎚击使之密封 余部份,点状金属1.模块局部密封性差 2.采用石棉绳或耐火泥堵塞 2.模块有较大面积不密封 3.加强水流量 2.片状金属物 3.堆状金属物 1.前者氢气孔、后者CO气孔 1.除尽工件及焊丝铁锈、油1.园形或椭圆形2.多为氢气孔，有水份进入 污 3.多为CO气孔,工件及焊丝2.严格干燥焊剂 3.密集蜂窝状 不清洁有大量氧化物进入熔3.采用含硅焊丝 池 1.适当摆动焊丝 1.表面渣 1.熔池温度不均匀成形过快 2.添加焊剂提高渣池深度 2.熔池浅金属熔化不充分 3.降低渣池深度适当增大电3.周边渣 3.熔池深金属熔化不充分 流和电压。 1.增大焊接电流或使焊丝摆1.模块温度低、电流小电压低1.焊缝表面 焊丝未摆动 2.送丝速度太快，冷凝成型时间大于电流熔蚀时间 动 2.提高渣池深度、增加渣池温度 3.减慢送丝速度、降低冷却水流量 1.表面未熔合 1.电流太小，送丝速度太快 2.膜块水温太低、流量太大 1.增大电流、降低送丝速度 2.降低水流量、检查水温 3.模块被熔蚀 4．采用夹具夹紧模块 2 焊瘤 物 3 气孔 2.单个存在 4 夹渣 2.中心渣 5 未焊透 2.焊缝中间 6 未熔合 2.中心未熔合 27

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3.渣池太浅、熔池温度太低 3.增加渣池深度、同时摆动焊丝 1.清洁干燥焊剂，降低S、P1.放射裂纹 1.存在低熔点化合物 2.工件淬硬性大、冷却太快 3.工件刚性大，内应力大 含量 2.选用抗裂性好的焊丝 3.加入脱S、P的化学元素 4.降低工件的内应力 1.降低工件的拘束力、改造1.工件拘束力大、焊缝不能收1.焊缝与母材交缩 界处 2.降低工件刚性，采取预热、2.工件结构复杂、刚性大 2.纵向裂纹 3.焊缝中存在气孔、未焊透等3.横裂纹 缺陷 陷 3.调整工艺参数消除工件缺缓冷措施 接头形式 7 热裂纹 2.表面裂纹 3.中心裂纹 8 冷裂纹

4 部分顶棚箱型梁的拼装工艺

前已述了箱型梁（柱）结构的制造工艺，但根据本工程的具体特点，顶棚箱型梁内安装的隔板为倾斜状隔板，安装这种隔板沿用上述方法及公司过去已经成熟的制造工艺将难以制造保证精度，为此，在这特对顶棚中有斜置隔板的箱型梁的拼装工艺作出介绍。 4.1 顶棚箱型梁结构简介

顶棚箱型梁杆件由上下翼板、左右腹板，以及电渣焊隔板组成，杆件放倒后详见下图所示，后期以及包括根据工艺的需要技术部将要求增加工艺隔板（图中未表示出）。

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图4.1.1 顶棚箱型梁侧翻后简图

4.2 拼装方法及步骤

第一步：以开好坡口贴好钢衬垫的左腹板顶端基准线作为基准，在左腹板及二块上下翼板的内侧划出隔板、右腹板等组装用线，位置线应延伸至板厚方向。

图4.1.2 左腹板上画线

第二步：在组装胎架上把划好线的左腹板置于抄平好的组立机平台上，将已组装好的各隔板定位在左腹板上，定位后，检验隔板垂直度，隔板与下翼板的垂直度不得大于1mm，如下图所示：

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图4.1.3

第三步：组装两侧上下翼板，使隔板对准翼板上所划的位置，两翼板与左腹板的垂直度不大于1mm；再对腹板与隔板及腹板与翼板之间的焊缝进行定位。注意：定位焊只焊接左腹板与下翼板及隔板与下翼板的定位焊，而上翼板与隔板及左腹板间的定位焊在此时不焊接，上翼板仅起试拼的作用，用来检验隔板安装精度（上翼板是形成U型箱体后最后盖上的上盖板），如下图所示：

图4.1.4

第四步：定位焊焊接牢固后移去上翼板，并将定位焊好的箱型梁翻转，用下翼板做底板翻正，左腹板立在箱体的左边，将右腹板对准线后靠拢千斤顶顶紧，检验尺寸后焊牢固右腹板与隔板及下翼板间的定位焊，如下图。

至此U型箱体已成形，检验尺寸等后即可进行箱内隔板的焊接，焊接方法同前已述的隔板焊接。后面的制造工艺同前述。

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