在钢结构埋弧焊接中，若使用HJ431焊剂时出现弧坑
发布时间：2025-10-11 09:20:19点击：
在钢结构埋弧焊接中，若使用HJ431焊剂时出现弧坑，需从工艺参数、设备功能、焊材处理及补焊操作等多维度系统解决。以下是结合最新行业标准和实践经验的综合处理方案：
一、核心原因分析
弧坑产生的本质是收弧时熔池未完全填满，常见诱因包括：
1. 电流衰减功能缺失或设置不当：收弧时电流未逐渐降低，导致熔池突然冷却收缩。
2. 焊剂受潮或脱氧不足：HJ431含SiO₂、MnO等酸性氧化物，受潮会增加熔池含氧量，加剧弧坑形成。
3. 工艺参数匹配不良：焊接电流过大、电压过低或速度过快，导致熔池流动性差。
4. 熄弧操作不规范：未使用熄弧板或收弧后立即断弧，未留足够时间补充填充金属。
二、系统性解决方案
（一）设备功能激活与参数优化
1. 启用电流衰减功能
现代埋弧焊机（如MZ-WH-BC型）通常配备电流衰减模块，需将收弧电流设为正常焊接电流的60%-80%，衰减时间调整为1-3秒。例如，若主电流为500A，收弧电流可设为300-400A，衰减时间2秒，使熔池逐步凝固。
2. 参数匹配公式应用
依据行业经验公式优化参数：
- 电弧电压 U = 0.04I + 10 \sim 14 （I为焊接电流，单位A），确保电压与电流平衡。
- 焊接速度控制在20-30m/h，避免过快导致熔池冷却不足。例如，板厚12mm时，电流400-450A、电压32-36V、速度28-32m/h。
（二）焊材预处理与工艺执行
1. 焊剂烘干标准化
HJ431必须在250-350℃下烘焙2小时，且使用前在100-150℃恒温烘箱中保存。若受潮，焊剂中的水分会分解出氢，与熔池中的FeO反应生成H₂O蒸汽，加剧弧坑和气孔。
2. 严格执行引熄弧工艺
- 焊缝两端安装尺寸≥100mm的引弧板和熄弧板，材质与焊件一致，避免在工件边缘直接起弧收弧。
- 收弧时，焊丝在熄弧板上停留3-5秒，确保熔池填满后再断弧。
（三）补焊工艺规范化
1. 缺陷处理流程
- 打磨清理：用砂轮将弧坑及其周边5-10mm范围内的熔渣、氧化皮彻底清除，直至露出金属光泽。若弧坑深度＞2mm，需打磨出45°坡口，深度≥3mm。
- 预热措施：对于厚度＞20mm的焊件，补焊前需预热至100-150℃，防止冷裂纹。
2. 补焊参数选择
- 采用与原焊缝相同的焊丝（如H08Mn2SiA，φ3.2mm）和焊剂，电流380-420A、电压32-34V、速度25-30m/h。
- 采用“短弧、多层多道”补焊，每道焊缝厚度控制在3-4mm，层间温度≤250℃。
3. 质量验证
补焊后进行100%外观检查，重点观察补焊区域是否有咬边、气孔等二次缺陷；对重要结构（如压力容器），需进行UT或RT探伤，确保内部无未熔合等缺陷。
三、预防措施与长效管理
1. 设备定期维护
每月检查导电嘴磨损情况（孔径超过焊丝直径0.8mm需更换），清理送丝轮沟槽内的金属碎屑，确保送丝稳定。
2. 工艺纪律管控
- 建立《埋弧焊操作卡》，明确参数范围（如电流±20A、电压±2V）和检验频次。
- 每班次首件焊接后，对焊缝进行宏观检查，确认无弧坑等缺陷后方可批量生产。
3. 人员技能提升
针对收弧操作进行专项培训，通过模拟练习掌握“先衰减、后断弧”的操作要领。可采用热丝埋弧焊工艺（焊丝预热至700-900℃），提高焊丝熔化速度，减少弧坑倾向。
四、典型案例分析
某桥梁制造企业在Q345B钢板（δ=16mm）埋弧焊时，采用H08MnA+HJ431组合，电流500A、电压36V、速度22m/h，未启用电流衰减功能，导致弧坑深度达3-4mm。整改措施如下：
1. 激活电流衰减功能，设置收弧电流350A、衰减时间2秒。
2. 增加熄弧板长度至150mm，收弧时焊丝停留5秒。
3. 补焊前预热至120℃，采用φ3.2mm焊丝、电流400A、电压34V进行多层补焊。
整改后，焊缝表面平整度误差≤1mm，探伤合格率从85%提升至99.2%。
通过上述方法，可有效解决HJ431焊剂埋弧焊的弧坑问题，确保钢结构焊接质量符合GB/T 12470-2018《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》等标准要求。实际应用中，需结合具体设备和焊件特性进行工艺验证，持续优化参数组合。