极性对全位置自保护耐磨堆焊药芯焊丝工艺性能的影响许立宝朱厚国赵昆(机械科学研究院哈尔滨焊接研究所,哈尔滨150028)摘要:通过采集的焊接电流波形图、焊接电流概率密度分布曲线图和焊接电流变异系数评判了不同极性焊接时的电弧稳定性,结果表明,AP-55焊丝直流正接的电弧稳定性优于直流反接;通过飞溅率测试试验对比了不同极性焊接时的飞溅情况,结果表明,AP-55焊丝直流正接的飞溅小于直流反接,且直流正接的飞溅颗粒较小,容易清理。关键词:极性全位置自保护药芯焊丝堆焊电弧稳定性飞溅0序言全位置自保护耐磨堆焊药芯焊丝适应各种位置的连续堆焊,方便灵活,能有效降低磨损部件的修复时长和成本,在现场堆焊修复野外作业的大型工件以及复杂结构件方面具有明显的应用优势[1]。目前,国内在实际工况中还没有成熟的全位置自保护耐磨堆焊药芯焊丝产品。哈尔滨焊接研究所极新研制的全位置自保护耐磨堆焊药芯焊丝AP-55,能满足实际生产对全位置自保护堆焊的需求,具有广阔的市场空间。极性选择作为电弧焊极为基础的工艺参数之一,对焊接工艺性能有着至关重要的影响。经过多年的试验研究和工程应用。所采用的保护气体有CO2和Ar+CO2两种,前者用于普通结构,后者用于重要结构。湖北药芯焊丝多少钱
作为用于制造药芯焊丝所使用的焊丝用冷轧钢材,普遍使用没有添加大量的合金元素的普通碳钢,在部分特殊用途中使用不锈钢。普通碳钢为基础的焊丝用钢材的延伸率优异延伸率,因此在拉拔时不发生钢材的撕裂现象,另外,其加工硬化程度低,从成型到极终焊丝制造中无需进行单独的热处理工艺即可以进行连续制造,因此应用在各种用途。但是,所述碳钢焊接钢材是低合金钢,因此为了确保不同用途的焊棒特性,需要添加填充焊丝内部的助焊剂和焊芯内合金元素。但是为了确保焊接操作性,需添加适当的助焊剂,因此在提高焊芯内合金元素的投入量的方面上存在局限性。即需要在焊丝钢材的中心部位添加大量的氧化剂(ti、mn、zr、al等)、渣形成剂(tio2、sio2、al2o3、zro2、mno等)、稳弧剂(k、na等)及合金成分(si、mn、ni、zr、cr等)等,但是焊丝钢材中包括助焊剂且只限填充大约30~60%的容积量,即便根据填充的粉末而存在差异,但是以重量比计约15~25%左右为限。在这种情况下,当增加用于确保特性的合金元素的含量时,由于助焊剂成分等受到限制,而难以确保稳定的焊接特性。此外,随着以粉末形态添加这些合金元素,焊接操作时熔融的焊芯成分引发焊接部偏析。定制药芯焊丝销售从性能上看,有的侧重于工艺性能,有的侧重于焊缝力学性能和抗裂性能;
I为240~250A时,正反极性的焊接电流波形图如图4所示,焊接电流概率密度分布叠加图如图5所示,电弧物理指数测试结果见表5。对比图4中正反极性焊接电流波形图可知,图4正反极性的电流波形图图5正反极性的电流概率密度分布叠加图表5正反极性焊接的电弧物理指数测试结果焊接极性电弧电压U/V电压标准偏差ΔU/V电弧电压变异系数ρ(%)焊接电流I/A电流标准偏差ΔI/A焊接电流变异系数λ(%)直流反接直流反接和直流正接的电流波动均较小;由图5可知,直流反接和直流正接的电流概率密度分布曲线均较集中,但相对而言,直流正接的电流密度分布更集中;对比表5中正反极性电弧物理指数的测试结果可知,直流正接和直流反接的电弧电压变异系数相差不大,但直流正接的焊接电流标准差比直流反接约低10A,焊接电流变异系数约小。上述结果说明,预设焊接参数U为24~25V,I为240~250A时,AP-55焊丝直流正接的焊接电弧稳定性高于直流反接。综合上述试验结果,确定AP-55焊丝直流正接的焊接电弧稳定性高于直流反接。3极性对飞溅的影响试验与分析试验方案在研究极性对飞溅的影响试验中,使用不同的焊接参数施焊(表6),收集不同极性下的飞溅颗粒,分别计算直流正接和直流反接时的飞溅率。
质量分数,%):C,Mn-Fe,Mo-Fe,Cr-Fe10,WC1,Fe余量.母材为Q235钢板;保护气体为纯氩气,80%Ar+20%CO2混合气和纯CO2气体;用EWM型焊机堆焊,电流210~230A,电压20~25V,焊丝伸出长度20mm;焊前打磨母材试板,除去表面油污及铁锈,焊后空冷焊态试样.图1WC颗粒原始形貌OriginalmorphologyofWCparticles沿焊层径向切割试样,采用,分析相结构.利用MH-5L型维氏硬度仪测定堆焊层截面显微硬度.通过MUG-5Z型往复式摩擦磨损试验机对堆焊层进行表面磨损试验,磨损条件为:淬火45钢球对磨,负载3kg,频率8Hz,时间20min.使用带能谱仪的扫描电子显微镜(SEM,JEOLJXA-8100)对WC周围元素分布及焊层磨损后形貌进行分析.2试验结果与分析WC颗粒附近的微观组织堆焊过程中熔池内的强烈热作用使球形WC边缘发生熔解烧损,分解出的W,C元素与基体合金元素相互扩散,形成了元素含量不同且晶粒取向有异的碳化物,并在WC周围以不同形态分布[6].如图2所示,纯氩气保护时,WC周围存在不规则集束状细须,晶粒尺寸较大,基体组织与析出碳化物分布不规则;80%Ar+20%CO2气体保护时,WC周围有菊花状或鱼骨状等共晶莱氏体生成,晶粒趋于细化;保护气体为纯CO2时,杂乱无序的细须消失,类团絮状组织形成。为了增加耐磨性或使金属表面获得某些特殊性能,需要从焊丝中过渡一定量的合金元素。
成为引起赤热脆性的原因,并且不利于奥氏体的稳定化。但是,当mn含量超过%时,成为延展性降低且引起中心偏析的原因,从而在焊棒制造工艺中的拉拔操作时可能引起断裂,因此,mn的含量推荐为~%,可以更推荐为~%。si:%以下(0%除外)硅(si)与氧气等结合并在钢板的表面形成氧化层,从而成为使其表面特性变差且降低耐蚀性的原因,并且还促进焊接金属内的硬质相转变而成为降低低温冲击特性的原因,因此将其添加量限制在%以下。所述si的含量更推荐为%以下。p:~%磷(p)是在钢中以固溶元素存在且引起固溶强化来提强大度和硬度的元素,为了保持预定水平的刚性,推荐添加%以上的磷,但是当其含量超过%时,铸造时可能引起中心偏析并且延展性降低,从而使其焊丝加工性变差。因此,p的含量推荐为~%,可以更推荐为~%。s:%以下(0%除外)硫(s)与钢中锰结合而形成非金属夹杂物,并且其成为赤热脆性(redshortness)的原因,因此推荐尽可能降低其含量。另外,当s含量高时,降低钢板的母材韧性,因此,s的含量推荐为%以下,可以更推荐为%以下。al:~%铝(al)是作为铝脱氧钢中的脱氧剂和用于防止由时效引起的材质劣化而添加的元素,也是有利于确保延展性的元素。自保护焊丝的焊缝金属塑、韧性,一般低于带辅助保护气体的药芯焊丝。定制药芯焊丝销售
当风速超过1.5m/s时,会破坏气体的保护效果,造成焊缝金属增氮,从而导致产生气孔及热裂纹。湖北药芯焊丝多少钱
还加入特殊的稳弧剂,可保证焊接时造渣少、效率高、飞溅小、电弧稳定,而且焊缝扩散氢含量低,抗裂性能得到改善。药芯焊丝的截面形状对焊接工艺性能与冶金性能有很大影响。根据药芯焊丝的截面形状可分为简单的O形和复杂断面的折叠形两类,折叠形又可分为梅花形、T形、E形和中间填丝形等。药芯焊丝的截面形状越复杂、越对称,电弧越稳定,药芯的冶金反应和保护作用越充分。但是随着焊丝直径的减小,这种差别逐渐缩小,当焊丝直径小于2mm时,截成形状的影响已不明显了。药芯焊丝的焊接工艺性能好、焊缝质量好、对钢材的适应性强,可用于焊接各种类型的钢结构,包括低碳钢、低合金强大钢、低温钢、耐热钢、不锈钢及耐磨堆焊等。所采用的保护气体有CO2和Ar+CO2两种,前者用于普通结构,后者有于重要结构。药芯焊丝适于自动或地半自动焊接,直流或交流电弧均要。1)低碳钢及强大钢用药芯焊丝这类焊丝大多数为钛型渣系,焊接工艺性好、焊接生产率高,主要用于造船、桥梁、建筑、车辆制造等。低碳钢及强大钢用药芯焊丝品种较多,从焊缝强度级别上看抗拉强度490MPa级和590Mpa级的药芯焊丝已普遍使用;从性能上看,有的侧重于工艺性能,有的侧重于焊缝力学性能和抗裂性能。湖北药芯焊丝多少钱
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