自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素.pdf

第 2 8 卷 第 8 期 焊　接　学　报 Vol. 2 8 　 No. 8 2 0 0 7 年 8 月 TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION August 　2 0 0 7 自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素 1 1 2 1 潘　川 , 　喻　萍 , 　薛振奎 , 　田志凌 ( 1. 中国钢研科技集团公司 , 北京 　100081 ; 2. 中国石油天然气管道局科学研究院 , 河北 廊坊 　065000) 摘 　要 : 详细研究了自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素。高速摄影观察表 明 , 自保护药芯焊丝在焊接过程中的飞溅主要有以下三种形式, 电弧力引起的大颗粒飞 溅、气泡放出型飞溅和气体爆炸引起的飞溅。通过混料回归试验分析了药粉中氟化物、 氧化物、碳酸盐、脱氧剂、合金元素对焊接飞溅的影响规律。结果表明 ,氟化物和碳酸盐 对飞溅的影响较大 ,氧化物、脱氧剂和合金元素对飞溅的影响较小。 关键词 : 自保护药芯焊丝; 飞溅 ; 形成机理 ( ) 潘 　川 中图分类号: TG422. 3 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 0253 - 360X 2007 08 - 108 - 05 0 　序　　言 2 　试验与分析 焊接飞溅的大小是评定焊接材料工艺性能的一 2 . 1 　高速摄影试验结果 项重要指标 ,飞溅不仅污染环境及工件 ,而且影响电 通过高速摄影观察到的自保护药芯焊丝飞溅主 弧的稳定性、降低熔敷效率 , 并增加焊工的劳动强 要有三种形式 。 度。自保护药芯焊丝是在没有外加气体保护下进行 2. 1. 1 　电弧力引起的飞溅 焊接的一种新型焊接材料 ,造气、造渣、脱氧、脱氮及 这种飞溅是由于熔滴的表面张力较大和焊接区 合金化元素等药粉包在焊丝内部 ,在焊接过程中 ,造 的电弧力较大引起的。熔滴的表面张力增大 ,熔滴 气剂在焊丝内部产生气体 ,使电弧内部气体压力过 在电弧空间能够长得较大 ,而较大的熔滴趋于产生 大 ,将金属熔滴推向外侧 ,增大飞溅。自保护药芯焊 较大的飞溅。电弧力是焊接电极表面形成的很大的 丝这种特殊的结构决定其飞溅的产生机理与其它焊 机械力 , 电弧力往往给焊接带来困难。 接材料差别较大 ,焊接过程中飞溅较严重。目前 ,对 自保护药芯焊丝在焊接过程中产生的电弧力较 [1 ] [2 ] [3 ] 大 ,这是因为 : ( 1) 自保护药芯焊丝的药芯中含有较 焊条 、实心焊丝 、气保护药芯焊丝 等材料的飞 溅问题已有了深入的研究 ,而对强碱性全位置自保 多的造气剂 ,在焊接过程中释放的气体形成气垫作 护药芯焊丝的飞溅形成机理及影响因素的研究还较 用托住熔滴 ,使熔滴上翘并形成缩颈 ,在电弧力的作 少见。文中利用高速摄影技术研究自保护药芯焊丝 用下脱离焊丝底部 ; (2) 自保护药芯焊丝使用直流 飞溅的种类和形成机理 , 以及药芯成分和焊接工艺 正接 ,焊丝作为阴极 ,正接时 , 阳离子对阴极斑点的 参数对焊接飞溅的影响规律。 冲击力较大 , 电弧力比反接时大,对熔滴过渡的阻碍 作用更强。在电弧力的作用下 ,熔化金属在焊丝端 1 　高速摄影试验