焊接工艺第二篇.ppt

4.脱渣性 　　脱渣性是指焊后熔渣从焊缝表面清除的难易程度。脱渣性差会造成生产率低下(尤其是多层焊时)和夹渣缺陷。　　影响脱渣性的因素有熔渣的膨胀系数、氧化性、疏松度和表面张力等，其中熔渣的膨胀系数是影响脱渣性的主要因素。焊缝金属与熔渣的膨胀系数相差越大，收缩不同产生内应力越大，脱渣性越好。钛型焊条熔渣与低碳钢焊缝的膨胀系数相差最大，脱渣性较好；而低氢型焊条熔渣与焊缝金属膨胀系数相差最小，脱渣性较差。 　 熔渣的氧化性越强，会使焊缝表面氧化，生成一层以FeO为主的氧化膜。FeO的晶格是体心立方晶格，要搭建在焊缝金属的α-Fe晶格上，氧化膜牢固的“粘”在焊缝金属表面；而熔渣中其他具有体心立方晶格的Al2O3、Cr2O3等尖晶石化合物，又与FeO晶格搭建；这样，FeO膜相当于“胶粘剂”，连接焊缝金属与熔渣，使脱渣性变坏，因此，加强熔渣的脱氧能力，则有助于改善脱渣性。　　熔渣的疏松度和脆性对角焊缝和深坡口的底层焊缝的脱渣有明显影响，结构致密而且的焊渣在上述情况下脱渣就比较困难，如钛型焊条在平板堆焊或薄板对接焊时，脱渣性很好，但在深坡口焊缝中脱渣就比较困难，其主要原因是焊渣比较致密的缘故。 5.飞溅 　　飞溅是指在熔焊过程中液体金属颗粒向周围飞散的现象。飞溅太多会影响焊接过程的稳定性，增加金属的损失等。　　影响飞溅大小的因素很多，熔渣粘度增大，焊接电流过大，药皮中水分过多，电弧过长，焊条偏心等都能引起飞溅增加。此外，在用直流电源时极性选择不当飞溅也会增大，如低氢钠焊条焊接时正接比反接飞溅大；交流焊比直流焊时飞溅大。熔滴过渡形态、电弧的稳定性对飞溅也有很大影响。钛钙型焊条电弧燃烧稳定，熔滴以细颗粒过渡为主，飞溅较小。低氢钠型焊条电弧稳定性差，熔滴以大颗粒过渡为主，飞溅较大。 　6.焊条的熔化速度 　　焊接过程中，焊条的熔化速度反映着焊接生产率的高低，也是工艺性能方面的一个重要指标。焊条的熔化速度可用熔化系数来表示。　　影响焊条熔化速度的因素主要有焊条药皮的组成及厚度、电弧电压、焊接电流、焊芯成分及直径等，其中焊条药皮的组成对焊条的熔化速度影响最明显。药皮成分中含有进行放热反应的物质时，会加速焊条熔化，即焊条的熔化系数提高。铁粉焊条(即药皮中加入较多铁粉的焊条)由于加入铁粉导致药皮导电、导热性提高，且允许使用较大的电流，熔化系数提高，也就提高了焊接生产率，使工艺性能也得到改善。 　7.药皮发红　　药皮发红指焊条焊到后半段时，由于焊条药皮温升过高而导致发红、开裂或脱落的现象，这将使药皮失掉保护作用，引起焊条工艺性能恶化，严重的将影响焊接质量，这个问题在不锈钢焊条的应用中显得更为突出。经研究测试发现，通过提高电弧能量来提高焊条熔化系数，缩短熔化时间等，可以减少焊芯的电阻热并降低焊条药皮表面的温度，从而解决药皮发红问题。目前，国内有人从熔滴过渡形式对熔化系数的影响着手，调整了药皮成分，使熔滴由短路过渡为主变成以细颗粒过渡为主，使熔化系数提高了10%以上，缩短了熔化时间，基本解决了药皮发红问题。 　8.焊条发尘量 　　在电弧高温作用下，焊条端部、熔滴和熔池表面的液体金属及熔渣被激烈蒸发，产生的蒸汽排出电弧区外即迅速被氧化或冷却，变成细小颗粒漂浮于空气中，而形成焊接烟尘。　　焊接烟尘的毒性分为两种，一种是细微的蒸发锰产生的毒性，称为锰中毒；另一种是氟中毒，即当药皮中含有大量氟石时，在焊接过程中会有HF气体析出，这种毒气作用较快，亦有人认为，不仅是HF，NaF、KF更易使人中毒致病。　　焊接烟尘污染环境并影响焊工健康。为了改善焊接工作环境的卫生状况，许多国家先后制定了工业卫生的有关标准。我国在现行的国家标准GB 9448—1999《焊接与切割安全》中规定，锰及其化合物(换算成MnO2)，最高容许浓度0.2mg/m3，氟化氢及其他氟化物(换算成氟)最高容许浓度为1mg/m3，其他粉尘最高容许浓度为10mg/m3。目前，国内外都在积极研究降尘减毒的措施。 　 为了便于对各种焊条工艺性能进行比较，现将几种常用药皮类型焊条的工艺性能简要归纳于表2-16 　 焊条的冶金性能主要是指氧化、脱氧、脱硫、脱磷、去氢、合金化、抗气孔及裂纹的能力等，它最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面，只有焊条具有良好的冶金性能，才可能获得性能良好的焊缝。　　现以当前生产中应用最广泛的钛钙型和低氢型两类焊条为例，对两类焊条的冶金性能进行分析。 1.钛钙型焊条　　钛钙型焊条的代表型号为E4303(J422)。焊接时属于气渣联合保护。药皮材料主要以钛白粉、金红石、钛铁矿和各种硅酸盐为造渣剂，以锰铁为脱氧剂。渣系为TiO2-SiO2-CaO，熔渣碱度为0.76，为酸性焊条。 (1)氧化和脱氧　焊接前，药皮中含FeO为7.3%，焊后熔