什么是电气焊（EGW）？ 👨‍🏭

介绍

电气焊是 MIG/MAG 工艺和 FCAW 焊接工艺的一种变体。与电渣工艺一样，电气焊接使用挡板将熔池限制在垂直位置。
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保护气氛的形成和金属的转移与 MIG/MAG 工艺相同。

通过从外部源注入气体或气体混合物，可能会或可能不会使用额外的保护。

电气体工艺的机械方面类似于电渣工艺，一旦开始，它会一直持续到焊接完成。

焊接在电气过程中是如何发生的

焊接通常一次完成。

在操作开始时，将实心或管状金属丝形式的消耗性电极送入由待焊接部件的倒角面和保持靴形成的空腔中。电弧在电极和位于接头底部的板之间开始。
电弧的热量熔化斜面和连续馈送的电极。

来自熔融填充金属和基底金属的熔融金属在电弧下方形成熔池并凝固。

电极可以在接头上水平振荡，特别是在较厚的接头中，以便更均匀地分布热量和填充金属。

随着焊缝凝固，一只或两只鞋将与焊头一起向上移动以继续焊接。虽然轴是垂直的，但焊接位置是平面位置，有垂直位移。

许多人难以区分电渣和电气焊。为了更容易记住，请记住电气名称中有“Gas”，就像电渣中的 GMAW。

焊接设备

电气焊的基本设备与传统的电渣焊相似。根本区别在于，当需要保护气体时（在药芯焊丝的电气焊中，并不总是需要保护气体），从电弧和熔融金属熔池引入保护气体。

基本上，电焊的组成部分是：

• 直流电源
• 水冷鞋以容纳熔融焊料；
• 焊枪；
• 喂料装置；
• 一种在焊接中摆动枪的机构；
• 使用时提供保护气体的设备。

在典型的电气焊接系统中，除了能量形式外，基本组件都集成在一个组件（焊头）中，该组件（焊头）随着焊接的进行而垂直向上移动。水流、护蹄水平压力、焊枪摆动、送丝机和垂直移动的控制装置与电渣焊工艺中使用的类似。

能量源

电源可以是恒压型或恒流型。当使用恒压装置时，可以手动控制垂直位移，也可以通过检测熔池上升高度的装置（如光电管）来控制垂直位移。

使用可变电压（恒定电流）、可变位移（恒定电流）等电源，可以通过改变电弧来控制垂直位移。

送丝机

它类似于自动 MIG/MAG 和 FCAW 工艺中使用的一种。送料器必须能够以高速供应电极并通过取直端拉直焊丝。

焊枪

<强> 用于电气焊的焊枪执行与 MIG/MAG 和平板焊丝焊相同的功能 .

它将电极引导到接头间隙处的所需位置并将焊接电流传输到电极，在某些应用中，它在电极和电弧周围提供保护气体。

电气枪与 MIG/MAG 焊接或药芯焊丝的主要区别在于平行于板间根部开口的尺寸限制，因为枪的喷嘴必须适应这个狭窄的开口。手枪的宽度通常限制在 10mm 以内，这样它才能有足够的水平行程。

固定鞋

与电渣焊一样，鞋用于保留焊池。通常，随着焊接的进行，两只鞋都会向上移动。在某些焊缝中，其中一个鞋垫可能是固定垫圈。

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<强> 为防止焊池与鞋的铜结合，用水将其冷却，使其不会熔化 .

耗材的类型和功能——电极和气体

气焊中使用的电极有两种，即：

• 管状线（作为内部流动）；
• 实心线；

两种类型的电极都在商业上使用。AWS A 5.26 规范涵盖了这些焊条用于焊接碳钢和低合金钢的要求。

对于用药芯焊丝焊接钢材，CO2 是常用的保护气体。80% 氩气和 20% CO2 的混合物通常用于焊接带有实心焊条的钢。

一些管状电极是自屏蔽型的。熔化时，焊剂会产生保护气体以保护填充金属和熔化的焊缝金属。

特点和应用

电气焊用于连接必须在垂直位置焊接或可以垂直定位以进行焊接的厚板。焊接通常一次完成。

经济可行性取决于板材厚度和接头长度。该工艺主要用于焊接碳钢和合金钢，但也适用于奥氏体不锈钢以及其他可通过 MIG/MAG 工艺焊接的金属和合金。基底金属的厚度可以在 10 到 100 毫米的范围内变化。通常，当厚度大于 75 mm 时，电渣焊工艺比电气工艺更推荐。

要焊接的接头越大，这个过程的效率就越高。对于现场焊接，例如大型储罐的垂直接头，该过程消除了手工焊接的劳动力和成本。电气工艺的焊接变量与电渣工艺的焊接变量相似。

电气过程中通常使用的能量是直流电，极性相反。对于 100% 占空比（连续使用），用于电气焊的电源通常在 750 到 1000A 的范围内。

在这个过程中，来自电弧的热量必须均匀地施加在具有 30 到 100 毫米厚的片材的接头上，焊枪在熔池上方水平摆动，以实现金属的均匀沉积，并且熔体完成两侧. 对于厚度小于 30 毫米的板材，通常不需要水平摆动。

由电焊工艺引起的不连续性

电气焊基本上是一种 MIG/MAG 或药芯焊丝焊接工艺。
在这两种工艺焊接的焊缝中发现的所有不连续性都可以在用电气焊焊接的焊缝中找到。但是，某些不连续性的原因，例如未熔合，在电气焊中可能有所不同。

在正常操作条件下使用电气焊工艺制成的焊缝可产生没有有害不连续性的高质量焊缝。

焊接检验员必须意识到这些不连续性：

夹渣

该过程通常是一次通过，因此不需要除渣。焊料的凝固速度相对较低。熔渣有大量时间漂浮到熔池表面。

然而，当使用电极振荡时，熔渣可以在一个鞋附近部分凝固，而电弧在另一个鞋附近。当弓返回时，如果不重熔，则可以将炉渣掺入。

孔隙率

管状电极在芯中含有脱氧和脱水元素。来自电极芯的保护气体和造渣化合物的组合通常会产生健康、无气孔的焊缝。

然而，如果有东西干扰了保护气体涂层，就会产生孔隙。造成孔隙的其他原因可能是气流过大、固定鞋和电极漏水或保护气体受到污染。

裂缝

它们不会在正常焊接条件下发生。焊缝相对缓慢的加热和冷却显着降低了冷（氢）裂纹发展的风险。

裂纹可在高温下形成，同时或紧接在凝固之后。它们位于焊缝中心附近（热裂）。

可以通过改变焊缝的凝固特性来避免焊缝中的裂纹。这可以通过适当改变焊接变量来改变熔池的形状来实现。

应提高电弧电压，降低电流强度和行进速度。通常，增加片材之间的根部间隙会有所帮助，尽管这可能不符合成本效益。

如果裂纹是由钢中的高碳或高硫引起的，则母材熔深应保持在较低水平，以尽量减少焊缝中母材的稀释。此外，高锰焊条可用于焊接高硫钢。

除了这些不连续性，我们还必须注意：

• 该工艺的高沉积速率意味着缺乏融合的高风险；
• 与电渣焊一样，电气焊也存在过热问题：焊缝和相邻区域的粗粒化在韧性方面性能不足。焊接后可能需要热处理。

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Luz, Gelson. 什么是电气焊（EGW）？. 材料博客。 Gelson Luz.com。 dd mm yyyy。 网址。

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