集成冷丝埋弧焊

ICE™有7个最突出的优点:

· 增加熔敷率

· 增加焊接速度

· 降低热输入和变形

· 减少焊剂消耗

· 高熔敷根部焊道

· 平滑盖面

· 节约能源

增加熔敷率

ICE™相对于单丝埋弧焊可以增加100%的熔敷率，相对于单弧双丝埋弧焊可以增加50%的熔敷率。右图是不同配置下的可以实现的熔敷率，黄色表示极限使用情况，绿色表示正常使用情况。

增加焊接速度

更高的熔敷率和更好的焊接稳定性意味着可以使用更高的焊接速度。使用更高的焊接速度时还必须考虑焊剂是否适合，以及行走设备能否满足要求。焊工也要进行额外的培训。

降低热输入量和变形

在同样的熔敷率或者同样的焊接速度的前提下，ICE™可以降低热输入量。降低热输入量可以减少焊接变形。对于容易变形的薄板和对热输入量敏感的材料，这是一个非常重要的优点。ICE™特别适合船厂的板拼接生产线以降低焊接变形。

减少焊剂消耗

ICE™可以大幅度减少焊道数，从而大幅度减少焊剂消耗。和前置单丝+单弧双丝复合焊相比大约可节约20%的焊剂，和单丝埋弧焊相比大约可以节约45%的焊剂。

高效率打底

高效率的焊接打底焊道不容易实现。最常见的问题是焊缝深宽比超过1后导致的热裂纹。

使用前置单丝+ICE™复合焊可以实现高效率打底。一般前丝使用4mm焊丝直流反接，ICE™焊枪使用交流进行焊接。

现在最常见的做法是使用单丝埋弧焊进行打底焊接。使用前置单丝+ICE™复合焊进行高效率打底，熔敷率可以从6kg/h增加到大约20-30kg/h. 下图使用前置单丝+ICE™复合焊打底，焊渣自动脱落，熔敷率为21.6kg/h。

平滑盖面

平滑的盖面焊道有很多好处，它可以降低焊丝焊剂消耗，改善应力集中，提高疲劳寿命等等。使用ICE™比传统埋弧焊更容易实现平滑盖面。因为可以只调节冷丝送丝速度来调节余高，它不会改变热输入量，熔深以及机械性能。在多层多道焊时，有时候焊道比母材仅低一点点，传统埋弧焊将不得不再焊一层盖面焊道，但这层盖面由于过高所以需要被打磨掉来满足焊道余高的要求。使用ICE™可以通过只调节冷丝送丝速度来得到平滑的盖面焊道。

节能

ICE™使用额外的热量来熔化更多的焊丝，减少了能量消耗和能源费用。与单丝埋弧焊相比，ICE™可节约能源约50%。与单弧双丝埋弧焊相比，ICE™可节约能源约33%。

通过使用集成冷丝技术获得的多种益处可广泛应用在多个行业中。包括一些重要的行业如海上和离岸风塔制造、其他海工产品部件、管道焊接、普通重工业制造和造船。作为埋弧焊技术产生以来最酷的创新技术，集成冷丝技术将更多的热量应用于工作，生产效率更高。

ICE™集成冷丝技术

ICE™是IntegratedCold Electrode的缩写,表示集成冷丝技术。ICE焊枪中间的冷丝电气上绝缘，从两根导电的热丝中间平行穿入。冷丝由一个独立的送丝机送丝，冷丝送丝速度可以独立控制。而两根热丝由一个直流电机驱动以相同速度送丝。

冷丝送丝速度由PEK控制和调节，并按照热丝送丝速度的百分比来设定。当设定焊接参数时，只有一个额外的参数需设置，即冷丝送丝速度百分比。比如，当设置冷丝送丝速度百分比为100%时，熔敷效率相比双丝增加50%.同理当设置冷丝送丝速度百分比为50%时，熔敷效率相比双丝增加25%

ICE™的焊接稳定性

集成冷丝埋弧焊不是什么新技术，它的使用已经约有 20年左右的历史了。常见的解决方案是冷丝从一侧以一定的角度插入。这些解决方案的缺点是焊接过程不够稳定。当干伸长长度或者电弧长度变化时，冷丝的熔化点就会变化。这使得这些解决方案对于焊接过程中的变化太敏感。 在ICE™中，冷却电极由两根平行独立的热丝送入，冷丝被两根热丝产生的热量熔化，热丝分别在冷丝两侧。把冷丝放在中间，两侧两根平行的热丝使焊接过程稳定，确保冷丝稳定熔化，熔池表面平顺，使焊接过程更稳定。将冷丝放置于两根热丝中间，使冷丝熔化点与两电弧匹配，使得ICE™对干伸长长度和电弧长度的变化不敏感。

ICE™和热输入量

当设定焊接参数时，必须控制焊接热输入量。焊接热输入量不能过大以免母材的机械性能恶化。对于高效率高熔敷率埋弧焊来说，热输入量总是一个瓶颈。ICE™为何能降低热输入量呢?冷丝的加入并不影响热输入量。焊接热输入量的计算公式如下:

在双丝焊接过程中会产生大量的热量。ICE™使用这些热量来熔化冷丝。被母材吸收的热量不会因为冷丝的添加而改变。大量的研究和实验证明冷丝的添加不改变焊接热输入量，不改变T8/5冷却时间，不改变焊接接头的机械性能。

ICE™的焊缝截面形状

焊缝外观是如何变化的?当使用相同的工作参数，并且冷丝送丝速度小于100%时，研究表明改变冷丝送 丝速度不会显著地改变焊缝的宽度和熔深。冷丝只增加焊缝的余高。

ICE™为何能得到更平滑的盖面呢?因为当调节冷丝送丝速度时，焊缝的熔深和宽度没有改变，但焊缝的余高变高了，焊缝的喇叭角变大了。

当焊接速度小于1000mm/min，并且冷丝送丝速度小于100%时，上述结论是成立的。但当焊接速度更高时，或冷丝送丝速度更快时，焊缝的熔深和截面形状要根据具体情况进行更深入的分析。

当然焊缝的截面形状也受焊剂的影响。

焊材和母材的融合

研究表明，不管是否使用冷丝，焊材与母材的熔合以及焊接金属中合金分布不发生变化。这证明了ICE™与任何埋弧焊接过程相似，但焊接效率更高。

热影响区

伊萨在过去数年在冷丝埋弧焊接方面做的所有工作显示，当使用相同的焊接参数(如相同的发热量)，不管是否使用冷丝，热影响区的形状和性能是一样的。在同样熔敷率的条件下，ICE™能够降低热输入量。

焊枪角度

ICE™在垂直方向上焊接性能最佳。垂直位置可以使两根热丝的弧长相等，从而保证冷丝熔化的稳定性。ICE™可以采用不同的焊枪角度，但在高速焊接状态时，建议调整角度不要超过5度。

前置单丝+ICE™复合焊时，最好将ICE™设置为0度，前置单丝前倾11度，焊丝端头相距10mm距离，这意味着前置焊枪必须较长。

前置单丝+ICE™复合焊

前置单丝+ICE™复合焊的焊缝截面形状和前置单丝+单弧双丝复合焊的焊缝截面形状不同。前置单丝+ICE™复合焊能产生更深的熔深，主要是由于ICE™有稳定电弧的效果。焊缝喇叭角也会增加，从而得到更好的焊缝截面形状。焊缝喇叭角增加意味着下图圆圈内区域的机械性能将得到改善。

串联和并联还可以结合起来以便发挥各自的优点，比如说下图所示的工艺可以利用前导的单丝增加熔深，后面的集成冷丝埋弧焊增加熔敷率，采用这种工艺熔敷率比单丝埋弧焊可增加约3倍，还可以增加焊接速度，降低焊剂消耗，降低焊接热输入量，降低焊接变形，节能，更高效率打底和更平滑盖面 。