评价7.5碱性药芯焊丝工艺的质量

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：焊接过程中电弧电压、焊接电流的波动可以用变异系数来表示，而电弧电压、焊接电流的变异系数可以方便地由汉诺威分析仪直接获得，这样碱性药芯焊丝工艺性的评价可以用焊接电弧电压和焊接电流的变异系数作为判据，来评价焊丝的工艺性。5）药芯焊丝工艺性与药芯焊丝焊接过程的稳定性有直接关系，药芯焊丝电弧电压、电流波形的稳定与否将直接反映熔滴过渡过程的稳定性。

就熔滴过渡形态而言，药芯焊丝细熔滴过渡时有最好的焊接工艺性，显然，某种焊丝形成细熔滴过渡趋势的大小可以评价其工艺性的优劣，特别是对于某些工艺质量很差、难以实现真正的细熔滴过渡的焊丝。然而，就不同厂商的产品而言，虽然同样具有细熔滴过渡形态，但是其工艺性却有一定差别，这种情况显然不能简单地用是否可以形成细熔滴过渡或者是形成细熔滴过渡趋势这一标准来衡量焊丝的工艺性。采用高速摄影直接进行观察无疑可以对细熔滴过渡的行为特征做形象直观的描述，从而做出定性的分析判断，但如果要得到细熔滴过渡工艺质量的数据信息，则需要进行后续统计分析的工作，这显然在工程实践中不能方便地使用。

作者的试验研究证明，药芯焊丝工艺性与药芯焊丝焊接过程的稳定性有直接关系，药芯焊丝电弧电压、电流波形的稳定与否将直接反映熔滴过渡过程的稳定性，不管是短路过渡还是非短路过渡形态，也无论对于钛系焊丝的CO₂气体保护焊、金属粉芯CO₂气体保护焊或富氩气体保护焊，以及其他类型的如自保护药芯焊丝、也包括实心焊丝CO₂气体保护焊等，电弧电压、焊接电流波形越均匀稳定，熔滴过渡过程及电弧形态也越均匀稳定，反之亦然。有的文献也提出过与之相近的观点^[14]。

焊接过程中电弧电压、焊接电流的波动可以用变异系数来表示，而电弧电压、焊接电流的变异系数可以方便地由汉诺威分析仪直接获得，这样碱性药芯焊丝工艺性的评价可以用焊接电弧电压和焊接电流的变异系数作为判据，来评价焊丝的工艺性。

比较不同焊丝的工艺质量应该在相同的焊接参数下进行测试，但是由于每个样品的个体差异，即使焊接参数设置得一样，但在施焊时实际的焊接参数也会有所不同，因此比较不同焊丝的工艺性只能在一定范围内大体相近的焊接参数下进行，表7-1列出几种碱性药芯焊丝样品的电弧物理特性参数实测值及工艺性评价结果。表中实测的焊接参数为电压24～28V，送丝速度45～90dm/min。

在大体相近的焊接参数下比较五种焊丝的电弧电压和焊接电流的变异系数，可以看出：LIN样品电弧电压和焊接电流的变异系数是几种样品中最低的，平均值分别为4.72%和0.59%，可以判定其工艺性最好，无论是从波形还是高速摄影测试，及其实际工艺试验的情况看，与评价的结果吻合；YC507和ESA样品电弧电压和焊接电流的变异系数也比较低，其工艺性也较好；DQ-A样品测试的结果在几种样品中表现较差。

表7-1 几种碱性药芯焊丝样品电弧物理特性参数实测值及工艺性评价结果

综合本章内容，可做以下的概括。

1）碱性药芯焊丝药芯成分含有多量的氟化物和碱性氧化物，这一渣系组成决定了碱性渣具有较大的表面张力，并使其具有粗熔滴过渡的基本属性，同时由于氟化物的存在，其焊接时稳弧性也不及钛型药芯焊丝，这增大了碱性药芯焊丝工艺性设计的困难。

2）碱性药芯焊丝熔滴过渡形态与焊接参数有关，当采用小的焊接参数时，呈粗熔滴排斥过渡形态，与钛型药芯焊丝的排斥过渡形态相比，熔滴更粗大，电弧的活动性更强，凸显出电弧力对熔滴的行为的重要影响，在电弧力的作用下，有时熔滴的整体被电弧力从焊丝端部推离，有时电弧力将焊丝端部的大块熔体分割，形成大颗粒激烈飞溅。

3）随着电参数的增大，熔滴细化，表现出明显的向细熔滴过渡转化的趋势，但是不同的样品表现有所不同，有的能形成稳定的细熔滴过渡形态，焊接工艺性良好，有的则不能形成十分均匀稳定的细熔滴过渡，焊接工艺性很差。当采用CO₂气体保护焊时，其焊接工艺性更难以保证，采用富氩气体保护是碱性药芯焊丝实现良好工艺性的重要技术措施。

4）细熔滴过渡时，在焊丝的轴线上保持着稳定的渣柱，对熔滴的过渡起着明显的导向作用，使熔滴在过渡过程中发生偏斜的倾向减小，导致焊丝工艺性的改善。

5）药芯焊丝工艺性与药芯焊丝焊接过程的稳定性有直接关系，药芯焊丝电弧电压、电流波形的稳定与否将直接反映熔滴过渡过程的稳定性。可以用焊接电弧电压和焊接电流的变异系数作为判据，评价焊丝的工艺性。

评价7.5碱性药芯焊丝工艺的质量

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