自保护药芯焊丝工艺性评价

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1.0mm不锈钢药芯焊丝焊接工艺参数

1.0mm不锈钢药芯焊丝焊接工艺参数一、引言在现代工业生产中，焊接技术作为一种常见的连接方法，在各种材料的加工中都有着广泛的应用。

而在焊接过程中，焊丝的选择和焊接工艺参数的设定，尤其是1.0mm不锈钢药芯焊丝的焊接工艺参数，对焊接质量和效率有着重要的影响。

本文将就此主题展开深入探讨，以帮助读者更深入地理解和应用该焊接工艺。

二、1.0mm不锈钢药芯焊丝的特点1. 不锈钢药芯焊丝的材质：不锈钢药芯焊丝通常采用本人SI 304或本人SI 316L不锈钢丝作为芯材，外包覆有焊剂。

这种设计使得焊接过程中的气体保护更加充分，有利于提高焊接接头的质量。

2. 适用范围：1.0mm的不锈钢药芯焊丝适用于不锈钢材料的焊接，如不锈钢板、管道等的连接。

3. 检测要求：选用此种焊丝进行焊接时，需要加强焊接接头的质量检测，包括焊缝的成形、裂纹的检测等。

三、1.0mm不锈钢药芯焊丝的焊接工艺参数1. 焊接电流：在选择1.0mm不锈钢药芯焊丝的焊接工艺参数时，需要考虑到焊接电流的大小。

一般来说，较大的焊接电流会使焊接速度加快，但过大的电流也容易导致焊接接头的热变形和气孔等缺陷，因此需要根据具体的焊接材料和厚度来调整电流的大小。

2. 焊接电压：焊接电压是影响焊接电弧稳定性和热量传递的重要参数，对于1.0mm不锈钢药芯焊丝的焊接来说，适当的电压可以保证焊接接头的质量和稳定性。

3. 焊接速度：焊接速度是指焊枪在焊接过程中的移动速度，对1.0mm 不锈钢药芯焊丝的焊接来说，适当的焊接速度可以保证焊接接头形成良好的凝固组织，避免出现焊缝气孔等缺陷。

4. 氩气流量：氩气是1.0mm不锈钢药芯焊丝常用的保护气体，适当的氩气流量可以保证焊接过程中的气氛稳定，避免氧化和气孔等缺陷的产生。

四、文章总结研究1.0mm不锈钢药芯焊丝的焊接工艺参数对于提高焊接质量和效率有着重要的意义。

在选择焊接工艺参数时，需要考虑到不锈钢材料的性质、板厚和焊接位置等因素，合理调整焊接电流、电压、速度和保护气体流量等参数，以确保焊接接头的质量和稳定性。

EN15614-1焊接工艺评定

5
f 详述的试验不提供接头力学性能方面的信息。这些性能与应用有关时，应进行附加的评定，如对接焊缝评定。 g 外径≤50mm 时，不要求做超声波检验。外径大于 50mm 而且无法实施超声波检验时，应进行射线检验。其前提条件是接头外形符合预定的结果。
7.2 试样的位置及截取试样的截取应按照图 5、图 6、图 7 和图 8 要求。试样应在完成所有的无损检验之后，从合格的部位内截取。允许避开超标缺陷部位截取试样。
去除25mm
拉,弯
焊接方向
冲击,附加试样
拉,弯
金相, 硬度
1 去除 25mm 2 焊接方向 3 该部位：一个拉伸试样；弯曲试样 4 该部位：有要求时，冲击和附加试样 5 该部位：一个拉伸试样；弯曲试样 6 该部位：一个金相试样；一个硬度试样
图 5 板对接接头试样的位置
6
拉,弯
冲击及附加样
金相硬度
8
式中： d 为弯头或内辊的直径 ts 弯曲试样的厚度 A 材料规程要求的最低延伸率
试验过程中，试样不应在任何方向出现大于 3mm 的缺陷。评估时在试样边角出现的缺陷可以忽略。
7.4.4 低倍金相检验试样应按 EN 1321 规定制备并在一侧腐蚀，以清晰地显示出熔合线、热影响区和各层焊道。低倍金相检验应包括未受到影响的母材，并每个工艺试验至少再现一次。 7.4.5 冲击试验对接接头冲击试样和试验应符合本标准对取样部位、试验温度的要求，尺寸和试验应满足 EN 875（ISO 9016）规定。焊缝金属应采用 VWT 型（V 表示恰贝 V 形缺口；W 表示缺口开在焊缝金属；T 表示缺口开在厚度方向）试样，热影响区可采用 VHT 型（V 表示恰贝 V 形缺口；H 表示缺口开在热影响区；T 表示缺口开在厚度方向）试样。每个规定部位，各组应包含 3 个试样。应采用 V 型缺口试样，并在母材表面 2mm 以下沿焊缝垂直取样。热影响区的缺口应距离熔合线 1 至 2mm，焊缝金属缺口则开在焊缝中心线上。厚度大于 50mm 时，应取两组附加试样。一组取自焊缝金属，一组取自恰好位于中间厚度的热影响区或焊缝根部。除非应用标准另有要求，冲击功一般应符合对应的母材标准。三个试样的平均值应满足规定的要求。对每个缺口部位，单个值可以低于规定的最低平均值，但不得低于该数值的 70%。异种钢接头的冲击试验应采用每侧母材热影响区的试样进行。用一个试件评定多个焊接方法时，冲击试样应取自每个焊接方法施焊的焊缝金属和热影响区。 7.4.6 硬度试验硬度试验方法应按 EN 1043-1：1995（ISO 9015）的规定，采用载荷为 HV10 的维氏硬度。为了测量和记录焊接接头硬度值的范围，压痕应打在焊缝、热影响区和母材上。厚度小于或等于 5mm 的材料，应在表面 2mm 处打一排压痕。厚度超过 5mm 的材料，应在焊接接头的上、下表面 2mm 处各打一排压痕。双面焊缝、角焊缝和 T 型接头对接焊缝，应在根部区域增加一排压痕。典型示例参见 EN 1043-1（ISO 9015）的图 1a）、b）、e）、f）和图 3、图 4。对于每一排压痕，在下列区域应至少包含三个单独的压痕：

Q235B药芯焊丝半自动焊焊接工艺试验

别制定焊接工艺指导书，做好焊接记录。
１．试件准备及坡口样式的选择３
制备试件：自动火焰切割下料；边机刨坡半刨
口，意控制坡口的角度和尺寸，口形状及尺寸注坡如图ｌ示；所要求焊前组对间隙小于０ｔ。于横．Ｉ对５ｎｏ
４结论
三种焊接方式的焊接接头都具有良好的强度
Ｃｏｆｒｎｅ＆Ｅｐ．２０．ｎｅｅｃｘｏ．０８
【］王传铮，保祯．芯焊丝自保护半自动焊焊接工艺研３郑药
究［．油工程建设，０１）１一３Ｊ石】２０（：ｌ１．５【袁崇福，立．于管道焊接的药芯焊丝半自动焊接４］田用技术【．管，００２（）７１．Ｊ焊１２０，３：— ０６
填充２ ■ 。８￣ｏ ④ ｔｏ２ｏ
背－１０－２
３３４
４９２
２￣１０２
４９２
注：数字代表填充层数。
数如表７所示。
程中，焊道清理干净后，方可进行下一层焊接；面焊背
前采用角向砂轮机进行清根；丝干伸长２－０ｍｍ。焊０３２１立煜．竖直固定试件，对焊缝两个端部进行点焊固定，焊接方向上向，接参数如表６所示。焊
焊、焊错边小于１ｉ坡口两侧５立ｍ。ｈ０ｍｍ范围内应严格清除水、、、物等。油锈脏

钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊工艺及装备研究

传给窄间隙焊接技术。间隙焊接技术Байду номын сангаас般采用Ｉ窄
形或Ｕ形坡口，行每层１２道的多层焊接。优进～其
点主要有：１焊缝截面积大幅度减小（％－０，（）５０８％）显著提高焊接效率，省焊材；）节（热输人相对较小，２冷却速度较快，头的残余应力、接残余变形明显减小，接热影响区的塑性损伤极小，焊一次焊缝组织品粒更细，热影响区小，头力学性能高，防止裂接对
（）劳试验，大载荷／小载荷３０ｋ／０ｋ支３疲最最５Ｎ７Ｎ，距１，０．ｍ２０万次不断；）头抗拉强度大于等于０（接４
与坡口的偏差作为焊枪对中信息，实现焊缝跟踪及
闭环控制，而达到自动控制的目的。进
易产生缺陷，用自保护药芯焊丝焊接可以有效地利
克服不抗风的缺点，特点是所有形成气体和熔渣其
以及防止氧化和氮化的成分都在药芯中，因此不需
史，中尤以日本技术突出。其电弧焊作为最基本的
试验表明：芯焊丝的使用极大改善了飞溅大的状药况，芯焊丝窄间隙电弧焊焊接电弧稳定，滴过药熔渡均匀，敷速度高，缝成形良好，道表面光熔焊焊滑，宽大，壁熔合良好。ｌ焊后接头整体外熔侧图为

药芯焊丝堆焊模具——焊接工艺及注意事项

一、模具堆焊药芯焊丝所用的C02自保护堆焊药芯焊丝是在药芯焊丝成形机上轧制的，该焊丝型号为KB968,碳化铝焊丝，堆焊层光滑美观。

优秀的母材结合性能，良好的韧性，不会发生掉块脱落。

国内首创硬度（应该加上HRC）>60同时焊后无裂纹。

二.模具焊接工艺及注意事项1.焊接参数KB968模具焊丝直径1.6mm,焊接电流220-280A、焊接电压22-28V、保护气体为纯二氧化碳或纯氮气、保护气体量20L/min、焊丝伸出长度15-2Omm、焊接速度35cm∕min x焊枪倾角80度、电流类型为直流反接。

2、模具焊接工艺严格执行正确的堆焊工艺，是保证堆焊质量的好坏及成功与否的决定性因素。

堆焊过程包括以下几个步骤：Q）焊前准备堆焊前采用机械加工方法，对堆焊孔型进行粗加工，去除基体表面的疲劳层及缺陷，特别是裂纹必须彻底清除，对多次堆焊的部件，应经超声波探伤，检查内部情况，在确认无裂纹情况下方可进行焊接。

（2）预热为了防止裂纹的发生，堆焊前必须对其进行预热，预热温度由基体及堆焊材料成分而定。

为了使表面得到均匀的硬度，预热温度应在材料的Ms点以上。

为了减少热应力，加热速度也应当控制，升温速度开始100。

C采用约20o C∕h,之后可为40。

C/h。

要求均匀加热。

(3)焊接焊接是堆焊成败的关键环节，要获得理想的堆焊层必须综合考虑某些可变因素，如焊接电压、焊接速度、焊接电流、焊接材料等。

(4)焊后处理为了减少由于表面和内部冷速不一造成体积应力而引起裂纹，要控制冷速。

为了消除焊接残余应力，必须进行回火处理,回火温度视热锻模使用条件，一般控制在450-600o C之间。

回火温度高，内应力消除彻底，但硬度降低。

因而回火温度的选择，既要保证热锻模表面一定的硬度，又要尽量消除内应力。

回火保温时间通常取3~10小时。

3、注意事项(1)焊接前必须彻底清除，否则在焊接过程中会产生气孔;(2)堆焊开始后必须连续进行，中途不能停止；(3)焊缝搭接宽度不得少于5mm,否则在使用时会出现条形磨损在角焊时，要注意焊缝的位置焊接时，焊丝导前距离要合适；(4)堆焊时，堆焊材料(母材)都应保持在一定温度，且层间温度保持在150。

A1对自保护药苍焊丝熔滴尺寸及电弧稳定性的影响

与前述方法相比，自保护药芯焊丝堆焊时的焊接热输
入要小得多，使得其堆焊层焊接应力小，因而更有望实
现大面积、大厚度耐磨工件的多层堆焊。它对于堆焊
药芯的基本组分见表１。按表２变化Ａ１粉含量，
熔滴过渡
０前
言
大面积耐磨板等产品，显示出独特的生命力。焊接电弧稳定性是自保护药芯焊丝的使用工艺性的重要指标，极大地影响着焊接质量。采用单变量方法研究了Ａｌ对自保护药芯焊丝熔滴尺寸及电弧稳定性及飞溅的影响，以期为提高此类焊丝的工艺性能提供依据。
１ｊ
ｌ
２
３
１ｊ
４
１Ｊ
５
生产应用ｒ曙慈
参考文献
［６］黄俊兰，龙伟民，张
［７］李秀朋，程亚芳，马雷．稀土元素ＲＥ对锌基钎料组织与性能的影响［Ｊ］．焊接，２０１０（４）：３８— ４１．
其机理为：Ａｌ粉促进了Ｃ的过渡，降低了Ｃ与Ｏ反应程度，有效抑制了焊接过程中的ＣＯ气体溢出造成的熔滴剧烈
爆炸，从而降低飞溅，提高电弧稳定性。
关键词：自保护药芯焊丝电弧稳定性
中图分类号：ＴＧ４２２．３
堆焊
获得试验用焊丝。焊丝采用模拔法生产，钢带规格为

不同药芯焊丝工艺条件下X80管线钢焊缝组织与性能对比

不同药芯焊丝工艺条件下X80管线钢焊缝组织与性能对比王汉奎;李阳;姚呈祥;李海舰;何仁洋【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2024(41)1【摘要】为保障管线安全、平稳运行,提高管线环焊缝的可靠性,对已经投用的2条X80管线环焊缝进行对比分析。

2条X80管线的环焊缝的焊接方法为药芯焊丝自保护焊(FCAW-S)和药芯焊丝气保护焊(FCAW-G),对比分析了焊缝的化学成分、金相组织、硬度、拉伸强度和冲击韧性等方面。

分析发现,2种焊接方法获得焊缝均比母材Ni含量高,Cr、Mo含量低;FCAW-S焊缝的Al、N含量远高于FCAW-G 焊缝及母材。

FCAW-S焊缝晶粒内,亚结构尺寸大、取向的多样性低。

与FCAW-G 焊缝相比,FCAW-S焊缝的硬度高,屈服强度低、抗拉强度较为接近。

由系列冲击试验可见,FCAW-S焊缝的韧脆转变温度为12.2℃,比FCAW-G焊缝高55.6℃。

据此推断相同条件下,采用FCAW-S焊接的环焊缝发生脆性断裂的概率大。

【总页数】7页(P12-17)【作者】王汉奎;李阳;姚呈祥;李海舰;何仁洋【作者单位】中国特种设备检测研究院;中石油长北天然气处理厂【正文语种】中文【中图分类】TH49;TG406【相关文献】1.焊接热输入对自保护药芯焊丝焊接X80管线钢接头组织和性能的影响2.X80管线钢自保护药芯焊丝自动焊工艺试验研究3.西气东输二线工程X80管线钢焊接工艺研究——RMD根焊+自保护药芯焊丝半自动焊4.自保护药芯焊丝焊接X80管线钢管环焊缝接头的显微组织与力学性能5.X80管线钢药芯焊丝气保护全自动焊焊缝性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

药芯焊丝自保护焊及其质量影响因素与控制

的工程适应性．点分析了自保护焊＿重Ｔ－艺规范及操作技能对工程焊接质量的影响。介绍了焊前准备、对、备计量及工序控组设
制对焊接质量的输压力管道
ｐｒｔｃｉｎｏａｏｅｔｆｇｓＣＯ２ｈｎｍａｎｌｎｌｚｓｔｅｅｆｃｆｔｃｏｏｇｃｌｎｏｍｓａｐａｔｎｔｃｎｉｅｆｓｌ－ｓｅｄｅｌｉｇｏｈｏ，ｔｅｉｙａａｙｅｈｆｅｔｏｅｈｎｌｉａｒｎｄｏｅｒｉｅｈｑｕｓｏｅｆｈｉｌｄｗｅｄｎｎｔｅｏ
ｑａｉｆｅｇｎｅｉｇｗｅｄｎ，ｎｎｌｎｒｄｃｓｔｅｉｆｅｃｆｐｅａａｉｎｂＮｒｌｉｇｆｔｇｕ，ｅｕｐｎａｕｅｎｕｌｙｏｎｉｅｒｌｉｇａｄｆａｌｉｔｕｅｈｎｕｎｅｏｒｐｒｔｅｅｗｅｄｎ，ｔｎｐｑｉｍｅｔｍｅｓｒｍｅｔｔｎｉｙｏｌｏｉｉ
ｗｅｄｎｅｈｎｌｇｆｆｕｅ —ｃｒｄｗｉｅｌｉｇｔｃｏｏｙｏｌｘｏｅｒ，ｗｈｉｈｈｓｃａａｔｒｓｉｓｌｋｅｔｅｈｉｈｄｇｅｆａｔｍａｉｎｈｏｄｑｕｌｔｆｗｅｄｎ，ｔｅｃａｈｒｃｅｔｃｉｈｇｅｒｅｏｕｏｔｏ，ｔｅｇｏａｉｙｏｌｉｇｈｉｆｌｕｅｏｌｎｔｒａｓｎｄｔｅｌｗｏｐｅｅｎｉｅｃｓｆｅｕｉｍｅｔｕｌｓｆｗｅｄｉｇｍａｅｌ，ａｈｏｃｍｒｈｓｖｏｔｏｑｐｎ．Ｔｈｅｉｓｐｏｎｔｄｏｈｔｔｓｔｃｎｏｏｙｉａｎｙａｉｎｔｉｉｅｕｔｔａｈｉｅｈｌｇｓｍｉｌｐ— ｐｉｄｔｈｅｉｕｓｒｅｆｈａｙｍａｈｉｒｌｅｏｔｎｄｔｓｏｅｖｃｎｅｙ，ｅｅｔｉｏｒｅｕｉｉｌｃｒｃｐｗｅｑｐｍｅｔｎ，ｐｅｒｃｍｉａｎｄｔ，ｔａｓｏｔｔｏｔｏｈｅｃｌｉｕｓ￣ｒｎｐｒａｉｎ，ａｃｉｅｔａｎｎｅｎｇｒｈｔｃｕｒｌｅｇｉｅｒ，ｉａｄａｒｓａｃｎｄａｉｔｎ．ｅｐｃａｌｈｄｎｆｂｇｏｅｌｇｉｔｃｒｎｓｆｓｉｎｐｒｓｕｅｐｉｅｉｓＴｈｅｓｕｄｏｐｒｓｔｅｎｅｏｐｅａｖａｉｏｓｅｉｌｙｔｅｗｅｌｉｇｏｉ —ｂｒｏｎ —ｄｓａｎｅｔａｎｓｏｅｓｒｐｌｎｅ．ｉｔｙｃｍａｅｈ

气体自保护药芯焊丝半自动焊

气体自保护药芯焊丝半自动焊摘要：介绍了STT 气保护半自动根焊，自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点及其焊接工艺。

此工艺具有焊接速度快、质量好、易于操作等优点，在长输管道工程中具有良好的应用前景。

关键词：STT ；药芯焊丝；半自动焊接；长输管道随着石油工业的不断发展, 管道输送油气以其安全、经济、高效、环保而得到了迅猛的发展。

长距离、大管径、高压力正成为陆上油气输送管线的发展方向。

目前, 我国的长输管道建设也正处于发展的高峰期。

迄今为止, 我国已建成各类长输管道两万多km , 承担着全国90 %以上的油气运输任务。

特别是近年来, 随着“西气东输工程”、“涩宁兰管道工程”、“兰成渝管道工程”等几项国家重点工程的上马, 在很大程度上促进了管道施工技术的发展与进步。

我国长输管道现场焊接所采用的焊接工艺方法已由传统的手工向下焊工艺, 逐步向半自动化、全自动化迈进。

但由于诸多因素的限制, 全自动焊在我国的发展比较缓慢,只是在“西气东输”等工程中进行了部分试用, 目前半自动焊正以其独特的优势在大口径长输管道建设中得到广泛应用。

本文主要介绍了STT 气保护半自动根焊, 自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面工艺的特点及其焊接工艺。

1 工艺特点简介1. 1 STT 气保护半自动焊STT 气保护半自动焊是一种以表面张力为主要熔滴过渡力的熔化极气体保护焊, 它采用独特的波形控制技术,可以根据熔滴的不同过渡过程, 自动调节焊接电流和电弧电压波形,在整个焊接周期里精确控制流过焊丝的电流,从而达到电弧所需的瞬时热量, 同时解决了CO2 气体保护焊短路过渡飞溅大的技术难题, 确保焊接电弧的稳定燃烧和有效控制焊缝成形。

与纤维素焊条下向焊相比, STT 气保护半自动焊具有以下优点: ①引弧容易, 电弧燃烧稳定; ②飞溅极小, 焊接烟尘少, 噪声小; ③焊缝成形美观, 焊接质量好, 可有效地减少管道打底焊道的未熔合缺陷; ④精确的热输入控制可以减少焊接变形和烧穿; ⑤焊接成本较低, 在焊接碳钢和低合金钢时可采用100 % CO2 气体保护; ⑥焊接速度快, 焊接效率高; ⑦焊后不需清渣, 节省了层间清理时间;⑧操作容易, 焊工不需要经过太长时间的培训。

全自动气体保护焊药芯焊丝与实芯焊丝的工艺价值分析

线预制生产中，由于当时对焊接设备的性能，作但操
手法不熟悉，国产实芯焊丝粗细不均匀，工对此自职动气体保护焊的意识不够，因此，在管线预制中其经
１药芯焊丝与实芯焊丝的气体保护焊现场焊接对比试验
１１试验方案．
进行全程记录，试验有关参数、材料消耗量、焊接用时等，见表２。
表１全自动气体保护焊药芯焊丝与实芯焊丝对比试验方案
１２１对比试验结果分析．．
１２２对比试验成本分析．．
根据对比试验方案记录数据，知：芯焊丝焊可药接用时是实芯焊丝焊接用时的１５倍，．即在理想条件下，自动气体保护焊药芯焊丝工作效率是实芯全焊丝的１４倍。．
济效益和工效都远远未能体现出其真正的优越性。最近，随着全自动气体保护焊在奥特公司相关技术
人员的帮助下，用药芯焊丝和对该焊接设备生产采技术的提高，焊时焊接性能稳定，焊效率高、施施成本低，能、缝成形美观、节焊环境污染小，对利于文相
艺管线预制中有推广应用的价值。
关键词：自动气体保护焊；全工艺；价值分析
中图分类号：Ｇ４Ｔ４０
从２００６年开始，自动气体保护焊就开始投入全
应用于兰州石油化工公司８万ｔａＴＥ装置的管／ＭＢ
经统计，综合工效提高了２倍，成本降低了４％，０而且焊接质量受到了业主们的一致好评。

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1 , HS
2 , HS 3 .
3 种自保护药芯焊丝的工艺性
熔化速度 v / ( mm s- 1 ) 5 . 080 4 . 435 4 . 410
Tab le 1 O pera tiona l behavior o f three SSFCW
焊丝编号 HS 1 HS 2 HS 3 覆盖成形好较好较好电弧稳定性较好较好较差脱渣率 (% ) 100% 89. 2% 94. 3% 飞溅率 (% ) 10. 56 11. 41 13. 66 综合排序很好好中
收稿日期 : 2010- 03- 04
[ 3]
1 试验方法
试验选用 3 种自保护药芯焊丝分别为市售的国际著名品牌焊丝, 试验编号为 H S 焊丝 , 试验编号为 H S 号为 H S 2 . 0 mm. 采用目测观察和试验的方法对自保护药芯焊丝 1 , 国内某公司的 2 , 以及自制的试验焊丝, 编
阈值 U /V 15 .0 16 .0 17 .0 17 .5 18 .0 持续时间大于 0 . 5 m s电弧电压频次 F / s- 1 HS 0. 9 3. 7 9. 8 13. 2 23. 1 1 HS 0. 7 2. 6 7. 0 9. 8 17 . 1 2 HS 0 . 3 2 . 1 5 . 6 7 . 4 19 .5 3
以弧桥并存过渡时间 t1 为横坐标, 以每组弧桥并存过渡时间对应的累积过渡频次百分数为纵坐标, 可以绘出弧桥并存累积过渡频次百分率与过渡时间的关系曲线, 如图 2 所示 .
过渡时间大于 0 . 5 m s弧桥并存过渡频次 F / s- 1 HS 16 1 HS 11 2 HS 6 3
表 3 弧桥并存过渡累积过渡频次 Tab l e 3 Accumu la ting transfer frequency o f br i dg ing transfe r w ithout a rc in te rrup tion mode
3 . 焊丝的断面形状为 O 形, 直径为
102
焊接Biblioteka 学报第 32 卷
的主要工艺性, 渣覆盖、焊缝成形、电弧稳定性、脱渣、飞溅、熔化速度等进行了试验测试, 并得出工艺性综合排序 . 自保护药芯焊丝飞溅率试验方法参考焊条飞溅率测试方法 . 采用平板堆焊 , 试板尺寸为 200 mm 100 mm 20 mm, 直流正接 , 垂直放置于 5 mm 厚的紫铜板上, 周围用 1 mm 后的紫铜板围成高 300 mm 椭圆形铜. 焊后搜集到的飞溅物和焊丝熔化质量的比值即为飞溅率 . 采用落球法进行脱渣性试验. 试板尺寸为 300 mm 200 mm 20 mm. 落球重 2 kg , 置于 1. 3 m 高的支架上. 焊后 1 m in 以初速度为零的自由落体状态锤击试板中心 , 连续锤击五次 . 高速摄影机为 LBS 16 型 , 试件为低碳钢. 试件沿水平方向匀速运动, 焊枪固定与试件上方 , 焊丝垂直自动送进, 拍摄速度为 2 000 幅 / s . [ 8] 采用汉诺威弧焊质量分析仪对焊接过程中电弧电压和焊接电流信号进行采集, 测试时间为 10 s . 上述试验的焊接工艺参数相同 , 焊接电流为 210 A, 电弧电压为 25 V, 直流正接, 焊丝伸出长度为 20~ 25 mm, 送丝速度为 200~ 250 mm /m in . 采用时代公司生产的 NB 500 型直流弧焊机.
图 1 自保护药芯焊丝熔滴过渡模式 Fi g 1 Me ta l transfe r m ode s o f SSFCW
弧桥并存过渡时, 一方面熔滴通过桥的接触和表面张力作用实现过渡, 另一方面由于弧桥并存的分流作用, 短路桥爆炸的剧烈程度受到抑制, 所以弧桥并存过渡是自保护药芯焊丝理想的过渡模式. 弧桥并存过渡有利于金属熔滴通过接触过渡到熔池, 减少飞溅 , 提高电弧稳定性, 改善工艺性能 . 而电弧排斥过渡更容易造成排斥飞溅 , 减小电弧稳定性, 不利于金属熔滴的过渡 . 因此弧桥并存过渡的数量和质量是决定自保护药芯焊丝工艺性的主要因素, 弧桥并存过渡数量越多 , 过渡持续时间越长, 液态金属过渡效率越高, 工艺性越好 .
从测量的焊接电流和电弧电压信号中 , 提取焊
接波形元素 , 结合焊工的主观判断制定了最佳的回归模型 , 从而导出适合的模型, 用来作为电弧稳定性评价指数. Si m pson 通过对比由电弧电压和焊接电流数据计算出的特征图像 , 提出了焊接过程的稳 [ 4] 定指数方法. Kang 等人采用人工神经网络方法提出评价短路过渡气体金属弧焊接工艺飞溅率的最好模型 . 指出焊接中产生的飞溅是针对熔滴过渡的工艺稳定性的晴雨表, 并且它依赖于短路过渡模式 [ 5] 下焊接电流和电弧电压的周期性波形 . Chu 等人使用功率谱和时频谱分析方法分析评价焊接工艺过
表 1
3 自保护药芯焊丝工艺性评价
3 . 1 弧桥并存过渡频次的表征短路过渡时电弧电压降低 , 表征短路过渡的电压阈值为 10 V, 当电压低于 10 V 时为短路过渡
[ 8]
.
为了确定表征弧桥并存过渡的电压阈值 , 对采集的 3 种焊丝的电弧电压参数进行分析统计, 找出在不同电压阈值下 , 持续时间大于 0 . 5 m s的电压出现频次; 同时, 对 3 种自保护药芯焊丝高速摄影拍摄结果, 进行逐幅统计 , 得到过渡时间大于 0 . 5 m s 的弧桥并存过渡频次. 结果分别列于表 2 . 由表 2 结果可以看出 , 当电压阈值取 17 . 5 V 时所统计的过渡频次与通过高速摄影统计的弧桥并存过渡的频次相近, 因此, 17 . 5 V 可以作为过渡时间大于 0 . 5 m s的弧桥并存过渡电压阈值. 考虑到低于 0 . 5 m s 过渡的瞬时性, 在文中试验条件下, 可选取电压低于 17 5 V, 持续时间大于 0 . 5 m s的电压频次表征弧桥并存过渡的频次. 3 . 2 弧桥并存过渡质量的表征统计 17. 5 V 阈值内 0 . 5 m s以上弧桥并存过渡时间 t1及其对应的累积过渡频次 , 得到表 3结果 ,
图 2 弧桥并存过渡时间与累积过渡频次百分率的关系曲线 Fig 2 Re la tionsh ip between tm i e of b ridg ing trans fer w ith arc burn i ng mode and accumu la ting transfe r fre quency percen tage
[ 2] [ 1]
分别选择了酸
性、酸碱性和碱性渣系的 5 种药芯焊丝 , 采用高速数据采集仪 , 对其电弧信号连续采集 , 然后进行数学分析, 使用 U 判据和快速傅立叶变换方法评价焊丝
[ 7]
的工艺稳定性和飞溅的严重性. M arjan 等人
针对
MAG /M IG 焊接试验分析了基于测量电流电压随时间变化评价电弧稳定性的若干种方法, 认为采用 U - I 轨迹图方法最不复杂而且快速 . 尽管基于焊接电流和电弧电压数据采用了多种不同的数据处理技术 , 研究内容主要集中在以短路过渡为主的气体保护金属弧焊接 , 关于自保护药芯焊丝 ( SSFC W ) 焊接的研究报道不多. 作者采用高速摄影和电弧质量分析方法, 对自保护药芯焊丝的熔滴过渡及电弧电压、焊接电流参数进行测试分析 , 试图对自保护药芯焊丝的弧桥并存过渡进行表征, 并进一步分析评价自保护药芯焊丝的工艺性.
L iu 等人
[ 9]
的研究已经表明, 自保护药芯焊丝
是以弧桥并存过渡为主 , 兼有排斥过渡和颗粒过渡的混合形态 , 如图 1所示.
第 5期
刘海云, 等 : 自保护药芯焊丝工艺性评价
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表 2 电弧电压和弧桥并存过渡频次统计结果 Tab l e2 S ta tistica l data o f frequency o f arc vo ltage and b ridg ing transfe r w ithout a rc i n te rrup tion mode
2 工艺性和熔滴过渡的关系
3 种自保护药芯焊丝综合工艺性试验结果见表 1. H S 1 焊丝飞溅小, 电弧感觉柔和, 脱渣较好 , 焊缝成形美观, 综合工艺性最好 ; H S 2 焊丝电弧稳定性较好, 焊缝成形好且易操作, 焊缝外观较为平整 , 烟雾较小 , 但脱渣性较差; H S 3 的药芯焊丝电弧吹力最大 , 有断弧现象 , 工艺稳定性稍差 , 熔池清晰 , 但飞溅较大, 脱渣性稍差. 因此, 3 种焊丝综合工艺性排序由好到差依次为 H S
弧桥并存过渡时间 t1 /m s HS t1 > 0 . 50 t1 > 0 . 75 t1 > 1 . 00 t1 > 1 . 25 t1 > 1 . 50 t1 > 1 . 75 t1 > 2 . 00 1 13. 2 7. 7 4. 2 1. 3 0. 8 0. 4 0. 2 累积过渡频次 F / s- 1 HS 9 . 8 5 . 5 2 . 3 1 . 3 0 . 6 0 . 3 0 2 HS 7 . 4 3 . 7 1 . 5 0 . 9 0 . 4 0 . 1 0 3
刘海云
0 序
言
程特征、焊接稳定性和焊接接头质量 . 建立了短路频率和工艺稳定性的关系, 指出短路频率是焊接工艺稳定性的决定因素 . Baune 等人
[ 6]
焊接材料的熔滴过渡对其工艺性能和焊接接头质量等具有重要影响, 熔滴过渡的模式及其稳定性在一定程度上决定了焊接的工艺性和接头质量. 熔滴形成、长大直至进入熔池过程的每个瞬间都对应着相应的电流和电压值 , 焊接电流和电弧电压可以反映熔滴过渡的模式和特征 . 因此 , 通过采集电流电压参数, 应用数据处理技术, 就可以识别和表征熔滴过渡模式和特征, 进而分析评价焊材工艺性和焊接接头质量 . Ogunb iy i等人使用几个在采样周期内由最低电流、平均电流、最大电流和平均电压导出的复合指标对熔滴过渡模式电弧稳定性进行分类 . M ita 等人