我公司埋弧堆焊藥芯焊絲研制過程中遇到的問題與解決方法
2014-9-17 16:03:33 點擊：
隨著我公司埋弧堆焊焊絲生產工藝不斷成熟,在研發生產中走了不少彎路,現將經驗總結如下:
隨著焊接加工工業的機械化和自動化的發展，堆焊藥芯焊絲作為一種新型的焊接材料，近幾年來在國內外獲得了長足的發展。它的優勢是，可以通過藥芯成分的調節，向焊縫過渡各種必要的合金元素，具有靈活，機動，可調的特點，較實芯焊絲更具有靈活性和較寬的調整范圍等優點，使堆焊藥芯焊絲越來越廣泛地應用于各種情況的堆焊。
研制過程中遇到的問題
1 埋弧堆焊藥芯焊絲的主要成分
（1）試驗中采用普通低C 鋼帶為原材料，鋼帶規格為厚0.5mm，寬16mm。其成分列于下表。
表 埋弧堆焊藥芯焊絲的主要成分
（2） 為了保證一定的焊縫表面硬度及耐磨性能，藥芯配方中采用直接加入高碳合金和通過電弧原位反應形成耐磨硬質點。
（3） 為滿足藥芯焊絲生產工藝要求和產品的各種性能要求，配方中加入多種穩定電弧及造渣劑和增塑用的粉料。
2 制造工藝（見下圖）
3 研制生產過程中出現的問題及解決方法
在研制埋弧堆焊藥芯焊絲時，試驗及生產過程遇到以下問題：
（1） 鋼帶厚度：試制過程鋼帶厚度為0.5mm，在軋制過程中，焊絲顯得較軟，沒有挺度，易打彎，很難矯直，即剛性很差。解決的方法是，鋼帶厚度要控制在0.6mm以上，這樣保證軋出的焊絲壁厚，具有一定的剛性及挺度，避免送絲過程的送絲不均勻現象。同時，增加焊絲的壁厚，增強了焊絲的導電性能。
（2） 藥粉粒度及流動性：由于埋弧堆焊用藥芯焊絲直徑一般在2.5mm以上，對藥粉的粒度要求是，滿足填充和拉拔時藥粉具有一定的流動性，以保證藥粉在焊絲內的均勻性。按焊絲規格的大小，適當調節藥粉的粒度，使藥粉既要滿足填充要求，又防止藥粉在焊絲內的松動。這個問題的解決，對保證藥芯焊絲的質量是非常關鍵的。
（3） 藥粉占焊絲的重量比：藥粉占焊絲的重量比要保證軋制成要求直徑焊絲時，藥粉在焊絲內完全充滿， 不流動。如果比例太小，藥粉將不能完全充滿，藥粉在焊絲內易發生流動，這樣會嚴重影響焊絲內在質量及其使用性能。比例太大，會給制造工藝帶來困難。因此，要適當調節這個比例，使其滿足各項性能的要求是非常重要的。
（4） 藥粉的可塑性：藥芯焊絲內的藥粉，具有一定的可塑性，在軋制及拉拔過程中，隨著焊絲直徑的逐漸變細，經過壓軋及拉拔，藥粉在焊絲內也要隨著進行變形。因此，在焊絲配方內加入部分增塑粉料，以保證焊絲內藥粉的均勻、結實，不易松動，是保證焊絲質量穩定的關鍵因素。
（5） 成型要求：由于藥芯焊絲內包的是松散的藥粉，埋弧堆焊藥芯焊絲采用的焊絲截面形狀一般是搭接“O”型，或者是“T”型。如果采用對接“O”型，很容易出現藥粉外漏的情形，從而很難保證焊絲的質量。本研究采用的是搭接“O”型。
（6） 焊絲表面質量：焊絲在軋制及拉拔過程中，為避免軋制及拉拔困難，增添拉拔潤滑劑，焊絲表面附著的潤滑劑要去除，焊絲表面不能有劃痕，凸彎以及其他一些影響送絲使用的缺陷存在。
（7） 藥芯成分的的導電性：由于藥芯焊絲的焊芯是松散的藥粉，即使加入很多鐵合金，其導電性能也比實芯焊絲差。因此，為提高藥芯焊絲焊接生產率，在配方設計時，注重了焊絲內芯的導電性能的研究。
藥芯焊絲埋弧堆焊應用過程中遇到的問題
藥芯焊絲埋弧堆焊應用時，施焊過程中遇到過以下幾個問題。
1 經焊機送絲輪擠壓后，焊絲截面形狀成扁圓形。出現這個問題的原因是，藥粉比例太小；或者軋制及拉拔成型時，壓力不夠，焊絲內藥粉沒有壓緊，壓實。制造工藝上，采用軋制法生產，較拉拔法，其軋制壓力大，這樣可更好地保證焊絲內藥粉的密實性，從而改善焊絲的導電性能和使用性能。
2 焊絲熔化端頭為非規則的曲面，不象實芯焊絲的熔化端頭，是一個規則的圓球面。焊絲熔化端頭為一個不規則的曲面，是與藥芯焊絲內藥粉的均勻性有關。保證焊絲內芯藥粉的均勻性，對這個現象有所緩解。
3 焊縫成型，焊道時寬時窄，焊道不成直線，呈彎曲形狀。出現這種現象的關鍵是施焊時，送絲不均勻，焊絲在下送過程彎曲，左右擺動，焊機的反饋調節無法適應送絲過程的巨大變化，造成焊接電流時大時小，電壓時高時低，即焊接電弧不穩定，從而使焊道時寬時窄，不成直線。
另外，如果藥芯焊絲內芯藥粉沒有壓實，壓緊，也影響焊絲的導電情況，即導致電流電壓不穩，造成焊縫成型不好。
4 施焊時，焊接電流、電壓時高時低，電流調節到一定值時，很難再調大。由于藥芯焊絲的藥粉內芯，其導電情況比實芯焊絲差。受導電性的影響，電流調節到一定大，相同條件下，比實芯焊絲施焊電流小，是很容易理解的。焊接電流電壓的時高時低，在排除了送絲過程的各種影響外，保證藥芯焊絲內藥粉的均勻性和密實性，可緩解施焊過程中的這種現象。
結論
埋弧堆焊藥芯焊絲的應用日趨廣泛，在其研制及應用過程中，有如下幾點體會：
1 埋弧堆焊藥芯焊絲的藥芯占焊絲的重量比，直接影響堆焊金屬的成分及性能；藥粉粒度及其在填充和拉拔過程中的流動性，對藥粉在焊絲內的均勻性與堆焊金屬的成分及其穩定性有著很關鍵的影響。
2 藥粉中成份設計與其在藥芯焊絲內的密實性和均勻性，對藥芯焊絲的導電性及其焊接過程的穩定性有重要影響。
3 藥芯焊絲制造過程中，藥芯的壓實與否，直接影響到藥芯焊絲的制造質量和藥芯焊絲的焊接工藝性能。
隨著焊接加工工業的機械化和自動化的發展，堆焊藥芯焊絲作為一種新型的焊接材料，近幾年來在國內外獲得了長足的發展。它的優勢是，可以通過藥芯成分的調節，向焊縫過渡各種必要的合金元素，具有靈活，機動，可調的特點，較實芯焊絲更具有靈活性和較寬的調整范圍等優點，使堆焊藥芯焊絲越來越廣泛地應用于各種情況的堆焊。
研制過程中遇到的問題
1 埋弧堆焊藥芯焊絲的主要成分
（1）試驗中采用普通低C 鋼帶為原材料，鋼帶規格為厚0.5mm，寬16mm。其成分列于下表。
表 埋弧堆焊藥芯焊絲的主要成分
（2） 為了保證一定的焊縫表面硬度及耐磨性能，藥芯配方中采用直接加入高碳合金和通過電弧原位反應形成耐磨硬質點。
（3） 為滿足藥芯焊絲生產工藝要求和產品的各種性能要求，配方中加入多種穩定電弧及造渣劑和增塑用的粉料。
2 制造工藝（見下圖）
3 研制生產過程中出現的問題及解決方法
在研制埋弧堆焊藥芯焊絲時，試驗及生產過程遇到以下問題：
（1） 鋼帶厚度：試制過程鋼帶厚度為0.5mm，在軋制過程中，焊絲顯得較軟，沒有挺度，易打彎，很難矯直，即剛性很差。解決的方法是，鋼帶厚度要控制在0.6mm以上，這樣保證軋出的焊絲壁厚，具有一定的剛性及挺度，避免送絲過程的送絲不均勻現象。同時，增加焊絲的壁厚，增強了焊絲的導電性能。
（2） 藥粉粒度及流動性：由于埋弧堆焊用藥芯焊絲直徑一般在2.5mm以上，對藥粉的粒度要求是，滿足填充和拉拔時藥粉具有一定的流動性，以保證藥粉在焊絲內的均勻性。按焊絲規格的大小，適當調節藥粉的粒度，使藥粉既要滿足填充要求，又防止藥粉在焊絲內的松動。這個問題的解決，對保證藥芯焊絲的質量是非常關鍵的。
（3） 藥粉占焊絲的重量比：藥粉占焊絲的重量比要保證軋制成要求直徑焊絲時，藥粉在焊絲內完全充滿， 不流動。如果比例太小，藥粉將不能完全充滿，藥粉在焊絲內易發生流動，這樣會嚴重影響焊絲內在質量及其使用性能。比例太大，會給制造工藝帶來困難。因此，要適當調節這個比例，使其滿足各項性能的要求是非常重要的。
（4） 藥粉的可塑性：藥芯焊絲內的藥粉，具有一定的可塑性，在軋制及拉拔過程中，隨著焊絲直徑的逐漸變細，經過壓軋及拉拔，藥粉在焊絲內也要隨著進行變形。因此，在焊絲配方內加入部分增塑粉料，以保證焊絲內藥粉的均勻、結實，不易松動，是保證焊絲質量穩定的關鍵因素。
（5） 成型要求：由于藥芯焊絲內包的是松散的藥粉，埋弧堆焊藥芯焊絲采用的焊絲截面形狀一般是搭接“O”型，或者是“T”型。如果采用對接“O”型，很容易出現藥粉外漏的情形，從而很難保證焊絲的質量。本研究采用的是搭接“O”型。
（6） 焊絲表面質量：焊絲在軋制及拉拔過程中，為避免軋制及拉拔困難，增添拉拔潤滑劑，焊絲表面附著的潤滑劑要去除，焊絲表面不能有劃痕，凸彎以及其他一些影響送絲使用的缺陷存在。
（7） 藥芯成分的的導電性：由于藥芯焊絲的焊芯是松散的藥粉，即使加入很多鐵合金，其導電性能也比實芯焊絲差。因此，為提高藥芯焊絲焊接生產率，在配方設計時，注重了焊絲內芯的導電性能的研究。
藥芯焊絲埋弧堆焊應用過程中遇到的問題
藥芯焊絲埋弧堆焊應用時，施焊過程中遇到過以下幾個問題。
1 經焊機送絲輪擠壓后，焊絲截面形狀成扁圓形。出現這個問題的原因是，藥粉比例太小；或者軋制及拉拔成型時，壓力不夠，焊絲內藥粉沒有壓緊，壓實。制造工藝上，采用軋制法生產，較拉拔法，其軋制壓力大，這樣可更好地保證焊絲內藥粉的密實性，從而改善焊絲的導電性能和使用性能。
2 焊絲熔化端頭為非規則的曲面，不象實芯焊絲的熔化端頭，是一個規則的圓球面。焊絲熔化端頭為一個不規則的曲面，是與藥芯焊絲內藥粉的均勻性有關。保證焊絲內芯藥粉的均勻性，對這個現象有所緩解。
3 焊縫成型，焊道時寬時窄，焊道不成直線，呈彎曲形狀。出現這種現象的關鍵是施焊時，送絲不均勻，焊絲在下送過程彎曲，左右擺動，焊機的反饋調節無法適應送絲過程的巨大變化，造成焊接電流時大時小，電壓時高時低，即焊接電弧不穩定，從而使焊道時寬時窄，不成直線。
另外，如果藥芯焊絲內芯藥粉沒有壓實，壓緊，也影響焊絲的導電情況，即導致電流電壓不穩，造成焊縫成型不好。
4 施焊時，焊接電流、電壓時高時低，電流調節到一定值時，很難再調大。由于藥芯焊絲的藥粉內芯，其導電情況比實芯焊絲差。受導電性的影響，電流調節到一定大，相同條件下，比實芯焊絲施焊電流小，是很容易理解的。焊接電流電壓的時高時低，在排除了送絲過程的各種影響外，保證藥芯焊絲內藥粉的均勻性和密實性，可緩解施焊過程中的這種現象。
結論
埋弧堆焊藥芯焊絲的應用日趨廣泛，在其研制及應用過程中，有如下幾點體會：
1 埋弧堆焊藥芯焊絲的藥芯占焊絲的重量比，直接影響堆焊金屬的成分及性能；藥粉粒度及其在填充和拉拔過程中的流動性，對藥粉在焊絲內的均勻性與堆焊金屬的成分及其穩定性有著很關鍵的影響。
2 藥粉中成份設計與其在藥芯焊絲內的密實性和均勻性，對藥芯焊絲的導電性及其焊接過程的穩定性有重要影響。
3 藥芯焊絲制造過程中，藥芯的壓實與否，直接影響到藥芯焊絲的制造質量和藥芯焊絲的焊接工藝性能。
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