集成冷丝埋弧焊（ICE™）是伊萨焊接与切割设备有限公司在埋弧焊领域的最新突破性技术发展，能够大幅度提高生产效率，增加焊接速度，降低焊剂消耗，降低热输入量和变形，节能，更高效率打底，更平滑盖面。

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。

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。下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。