本发明涉及焊接技术领域，具体地说，涉及一种熔嘴电渣焊方法及其熄弧装置。
背景技术：
熔嘴电渣焊是利用电流通过高温液体熔渣产生的电阻热作为热源，将被焊的工件(钢板、铸件、锻件)和填充金属(焊丝、熔嘴)熔化，而熔化金属以熔滴状通过液体渣池，汇集于渣池下部形成金属熔池。由于焊丝的不断地送进和熔化，金属熔池不断上升，熔池下部金属逐渐远离热源，逐渐凝固形成焊缝。熔嘴电渣焊具有适用于厚度较大的工件、工件不需要加工坡口、焊接变形小等优点，尤其在箱型柱焊接中应用普遍。然而，在熔嘴电渣焊中，引弧时容易发生焊丝和母材粘连现象。焊接过程中由停电、短路、中断、换焊丝、地线虚接等引起的断路会造成焊接中断，而目前针对焊接中断没有较好的处理措施，需要采用电钻等工具将渣池破除，才能取出包裹在其中的熔嘴和焊丝，这相当浪费时间和人力。焊接结束收弧时出现凹凸不平，还有诸如夹渣、未溶合、收缩孔、细微裂纹等焊接缺陷。导致焊接质量下降，造成人力、物力和财力极大浪费。
技术实现要素：
为解决以上问题，本发明提供一种熔嘴电渣焊方法，包括以下步骤：
在熄弧块上设置竖向通孔，且竖向通孔的直径大于待焊工件之间的焊接间隙，在熄弧块的水平方向的四周的至少一面上设置水平通孔，各个水平通孔与竖向通孔连通；将待焊工件以焊接间隙组对放置，并在焊接间隙的下端安装引弧块，在焊接间隙的上端放置熄弧块；将熔嘴从熄弧块的竖向通孔中插入待焊的焊接间隙内，将焊丝从熔嘴内插入，使焊丝下端与引弧块之间有一定间隙；在焊接间隙内加入焊剂；将焊丝下移使其下端接触引弧块以进行引弧，并持续送丝，焊剂熔化形成渣池，焊丝、熔嘴以及母材熔化形成位于渣池下方的熔池；持续焊接，熔池不断凝固以在焊接间隙内形成焊缝，从而将待焊工件连接为一体，直至渣池中的液态熔渣上升到熄弧块的所述水平通孔处并从所述水平通孔中流出，再从所述竖向通孔中观察熔池上升到待焊工件的上端面，熄弧停止焊接。
优选地，熔池超过待焊工件上端面0.5～1㎜断电停止焊接。
优选地，断电停止焊接后，采用不少于3次的重复引弧、熄弧的方式继续焊接。
优选地，在引弧前，先使熔嘴和焊丝的下端面平齐，将熔嘴和焊丝的下端部与引弧块接触并摩擦多次，以便去除熔嘴与焊丝端头的金属氧化物。
优选地，摩擦不少于5次。
优选地，摩擦后将熔嘴向上回拉不小于10㎜，使得焊丝从熔嘴中露出，并将焊丝也向上回拉，使得焊丝的端头距离引弧块不小于5㎜，然后再进行引弧操作。
优选地，在焊接过程中，当焊接中断时，将焊丝从熔嘴的空腔中抽出，在熔池还保持液态的情况下，将多段焊丝段顺次从上端推入熔嘴的空腔内，多段焊丝段顺次连接地在熔嘴的空腔中向熔池处滑落，使得最下段焊丝段浸入熔池内。
本发明还提供一种熔嘴电渣焊用熄弧装置，所述熄弧装置上具有竖向通孔，且竖向通孔的直径大于待焊工件之间的焊接间隙，在熄弧装置的水平方向的四周的至少一面上具有水平通孔，各个水平通孔与竖向通孔连通。
优选地，所述熄弧装置由耐火砖制成。
本发明的熔嘴电渣焊方法及其熄弧装置具有以下的积极效果：
1)采用的熄弧块直接放置在母材上端面上，不需要固定，省去了安装和拆卸熄弧块的时间，提高了工作效率。并且，液态熔渣在达到水平通孔高度后会向外排出，使得通过竖向通孔来观察熔池的位置和状态更清楚，便于控制熄弧的时间，提高焊接质量。
2)引弧前先将熔嘴和焊丝的端部与母材多次接触摩擦，从而去除氧化物，以提高引弧成功率。并将熔嘴向上回拉，使焊丝从熔嘴中露出，可以防止焊接时熔嘴与焊丝粘连，影响焊接稳定性。
3)现有技术中，在断电后没有采取任何措施，导致因渣池凝固将熔嘴和焊丝包裹在其中，在继续焊接前，需要使用电钻和风镐破碎取出焊丝和熔嘴，至少需要2-3小时，在具备通电条件后，通过将焊丝从熔嘴中下放与熔池接触引弧。而熔池的表面不够规整，也导致引弧成功率不够高，本发明则是在因断电情况导致焊接中断后，将焊丝从熔嘴中向上抽出，并将多个焊丝段依次投入熔嘴内，多个焊丝段依次连接地在熔嘴内向下滑落，最下端焊丝段穿过渣池并与熔池接触，达到引弧条件，在具备通电条件后，接通电源即可成功引弧。由于焊丝段包裹在熔池内，其引弧成功率高。
附图说明
通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是表示本发明实施例的熔嘴电渣焊方法的耐火熄弧块的正视图；
图2是表示本发明实施例的熔嘴电渣焊方法的耐火熄弧块的俯视图；
图3是表示本发明实施例的熔嘴电渣焊焊接时的正面示意图；
图4是表示本发明实施例的熔嘴电渣焊焊接时的侧面示意图；
图5是表示本发明实施例的熔嘴电渣焊方法引弧时的正面示意图；
图6是表示本发明实施例的熔嘴电渣焊方法的焊接中断的处理示意图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的熔嘴电渣焊方法及其熄弧装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
一种熔嘴电渣焊方法，包括以下步骤：
将待焊工件以焊接间隙组对放置，并在焊接间隙的下端安装引弧块，在其上端放置熄弧块。如图1、图2所示，该熄弧块10为长方体，在熄弧块10上设置有竖向通孔11，优选地，该竖向通孔11是横截面为方形的孔，且竖向通孔11比焊接间隙的宽度大。在熄弧块10的四周的至少一面上设置有水平通孔12，各个水平通孔12与竖向通孔11连通。例如，采用长×宽×高为50×50×30的熄弧块，将熄弧块10的中心钻φ30㎜竖向通孔11，在熄弧块四周中心位置钻φ3㎜的水平通孔。
将熔嘴7从熄弧块10的竖向通孔11中插入待焊的焊接间隙内，将焊丝8从熔嘴7内插入，使焊丝8下端与引弧块3之间有一定间隙；
在焊接间隙内加入焊剂；
引弧，并持续送丝，焊剂熔化形成渣池，焊丝、熔嘴以及母材熔化形成位于渣池下方的熔池，其中，母材就是指待焊工件；
持续焊接，直至渣池中的液态熔渣上升到熄弧块的所述水平通孔处并从所述水平通孔中流出，再从所述竖向通孔中观察熔池上升到待焊工件的上端面，断电停止焊接。
图3是熔嘴电渣焊焊接过程的正视图，图4是熔嘴电渣焊焊接过程的侧视图。下面结合图3、图4来详细说明焊接过程。板件1和板件2呈竖立状态，且其之间具有焊接间隙，本实施例采用熔嘴电渣焊在焊接间隙内形成焊缝，将板件1和板件2连接为一体。在焊接间隙的上端放置熄弧块10，在焊接间隙的下端安装引弧块3。熔嘴7为外壁包覆有药皮的空心管，将熔嘴7从熄弧块10的竖向通孔11中插入待焊的焊接间隙内。焊丝8从上端穿入熔嘴7的空腔，再从熔嘴7的空腔中伸入至被焊母材底部，即图1中的引弧块3处。熔嘴电渣焊的引弧是通过焊丝8接触引弧块3底板(即与母材接触)，从而与熔嘴7之间形成回路，完成引弧。从焊接间隙上端向焊接间隙内添加焊剂，焊丝8向下送进，当焊丝8与引弧块3底板接触，即产生电弧，电弧热使熔嘴和外敷的药皮及焊剂同时熔化而形成渣池6。渣池6达到一定深度后电弧过程转为电渣过程，母材熔化形成熔池5，熔嘴和焊丝不断送入并浸入在渣池内作为填充金属。随着熔嘴7、焊丝8、焊剂、母材的不断熔化，形成的熔池5在空气的冷却下不断凝固形成焊缝4，而比熔融金属比重轻的渣池6浮在熔池5之上，在电渣焊焊接的过程中，渣池6和熔池5会从竖向通孔11向上浮动，当渣池6浮动达到熄弧块10的四周的水平通孔12的高度时，液态熔渣会从水平通孔12流出。由于液态熔渣经水平通孔12流出，则竖向通孔11内的液态熔渣减少，也就是说，液态熔渣的高度变薄，可以通过竖向通孔11观察渣池和熔池的情况。当熔池5基本与母材上端面平齐，可断电熄弧。然后采取重复引弧、息弧的方式，优选地，重复不少于3次，可使上端焊缝圆滑过渡。
进一步地，熔池超过母材上端面0.5～1㎜再断电熄弧。
在一个可选实施例中，熄弧块可以采用耐火砖制成。
本实施例采用的熄弧块直接放置在母材上端面上，不需要固定在焊接间隙上，省去了安装和拆卸熄弧块的时间，提高了工作效率。现有技术中，采用两块熄弧块之间的液态熔渣不能向外流出，渣池高度厚，无法透过渣池观察熔池的位置变化。熄弧块则通过水平通孔来排出液态熔渣，能够通过竖向通孔来准确的观察熔池的位置和状态，便于控制熄弧的时间，提高焊接质量。
在一个可选实施例中，如图5所示，在引弧前，先使熔嘴7和焊丝8的下端面平齐，在未接通电源的情况下，将熔嘴7和焊丝8的下端部与引弧块3的底板接触，并进行一次或多次横向摩擦，以便去除熔嘴7与焊丝8端头的金属氧化物。优选地，摩擦不少于5次。然后，将熔嘴7向上回拉不小于10㎜，使得焊丝8从熔嘴7中露出，并将焊丝8也向上回拉，使得焊丝8的端头距离引弧块3底板不小于5㎜，然后进行引弧操作。焊丝在长时间搁置容易产生金属氧化物，而如果在焊丝的端头具有金属氧化物，则不利于引弧回路导通。另外，焊丝与熔嘴之间如果具有金属氧化物，则不利于熔嘴与焊丝之间导通，这同样不利于引弧回路导通。通过摩擦能够将焊丝和熔嘴端头的金属氧化物去除，增加引弧成功率。
以上通过将熔嘴向上回拉，使焊丝从熔嘴7中露出，可以防止焊接时熔嘴与焊丝粘连，影响焊接稳定性。如果熔嘴与焊丝粘连，则要将焊丝取出，需要锤击熔嘴使熔嘴松动取出，如果粘连牢靠，熔嘴报废，会造成极大浪费，增加不必投资。
电渣焊是一次焊接完成，但是，当因不可控原因中断了，例如，意外断电。在再次焊接时还需要再次引弧。然而，由于停电，渣池和熔池会冷却，而浸入渣池内的熔嘴和焊丝则会被包裹在渣池中，无法取出。在接通电源后，熔嘴和焊丝无法移动，也就无法继续焊接。通常是需要使用电钻和风镐破碎取出焊丝和熔嘴，至少需要2-3小时。
在一个可选实施例中，如图6所示，对于焊接中断的处理：如果焊接过程中因意外断电而导致焊接中断了，则将焊丝8从熔嘴7的空腔中抽出。在渣池保持液态的情况下，将多段焊丝段13(可以将焊丝用克丝钳剪成多个焊丝段)顺次从上端放入熔嘴7的空腔内，多段焊丝段13顺次连接地在熔嘴7的空腔中向熔池5处下落。并且，可以在熔嘴上端用焊丝8向下挤压焊丝段13，使最下端焊丝段13穿过还呈液态的渣池，并与熔池5紧密结合。也就是使焊丝段与熔池处于导通状态，达到引弧的条件。等到具备焊接条件，接通电源，则焊丝段13通过熔池5与母材形成回路，完成引弧，可以继续电渣焊焊接。
本发明的熔嘴电渣焊方法及其熄弧装置具有以下的积极效果：
1)采用的熄弧块直接放置在母材上端面上，不需要固定，省去了安装和拆卸熄弧块的时间，提高了工作效率。并且，液态熔渣在达到水平通孔高度后会向外排出，使得通过竖向通孔来观察熔池的位置和状态更清楚，便于控制熄弧的时间，提高焊接质量。
2)引弧前先将熔嘴和焊丝的端部与母材多次接触摩擦，从而去除氧化物，以提高引弧成功率。并将熔嘴向上回拉，使焊丝从熔嘴中露出，可以防止焊接时熔嘴与焊丝粘连，影响焊接稳定性。
3)现有技术中，在断电后没有采取任何措施，导致因渣池凝固将熔嘴和焊丝包裹在其中，在继续焊接前，需要使用电钻和风镐破碎取出焊丝和熔嘴，至少需要2-3小时，在具备通电条件后，通过将焊丝从熔嘴中下放与熔池接触引弧。而熔池的表面不够规整，也导致引弧成功率不够高，本发明则是在因断电情况导致焊接中断后，将焊丝从熔嘴中向上抽出，并将多个焊丝段依次投入熔嘴内，多个焊丝段依次连接地在熔嘴内向下滑落，最下端焊丝段穿过渣池并与熔池接触，达到引弧条件，在具备通电条件后，接通电源即可成功引弧。由于焊丝段包裹在熔池内，其引弧成功率高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。