焊剂与焊丝的选择
发布时间:2023-07-05 浏览数:269

埋弧焊焊剂与焊丝应该怎么选配

      埋弧焊接工艺在许多焊接应用中可以让用户受益匪浅,从增加生产力到改善工作环境再到保证质量稳定等等。正在考虑在埋弧焊接工艺上做改变的金属加工制造厂,应该是想到了能从此工艺上得到很多好处。

埋弧焊基础知识

埋弧焊适合于管道、压力容器、罐、机车制造和重型施工等行业。该焊接工艺非常适合需要高生产率的行业,尤其是焊接非常厚的材料,其高熔敷率和行走速度,大大提高工人的生产力和效率,降低生产成本。此外,该焊接工艺还具有其他优点,包括焊缝具有优良的化学成分和机械性能,最小的电弧可见度和较低的焊接烟尘,改善工作环境舒适度,以及产生良好的焊缝形状和脚趾线。

埋弧焊接是一个采用颗粒状的焊剂将电弧与空气分开的焊接方式,当参数被设置好之后,电弧被埋在了焊剂里,伴随一层焊剂的流出,电弧是看不见的。电弧加热融化一段焊丝,部分焊剂和母材,形成一个熔池,冷凝后形成了覆盖有一层焊渣的焊缝。焊接材料的厚度范围一般是5mm至50mm不等的金属工件。埋弧焊单道焊的熔透率取决于多种因素,如所用电极直径、焊接电流大小、工件材质及厚度等。一般而言,使用常规电极规格(如Φ4.0mm、Φ5.0mm)在合适的电流范围内,埋弧焊单道焊可以获得60%至80%不等的熔透率。

常见的焊剂分类

常见的埋弧焊焊剂有如下几种:
    ①按制造方法可分为熔炼型焊剂,粘接焊剂和烧结型焊剂;
    ②按用途可分为低碳钢焊剂,合金钢焊剂和有色金属焊剂;
    ③按结构可分为玻璃状焊剂和浮石状焊剂;
    ④按化学特性可分为酸性焊剂、中性焊剂和碱性焊剂;
    ⑤按化学成分分为高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂等四种。
    

埋弧焊(包括埋弧焊堆焊和电渣堆焊等)是一种在焊剂层下燃烧电弧的焊接方法。由于其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光、烟少等优点,已成为压力容器、管段、箱形梁、柱等重要钢结构制造中的主要焊接方法。近年来,虽然许多有效率、高质量的焊接新方法相继出现,但埋弧焊的应用领域并未受到影响。从各种焊接方法中熔敷金属的重量份额来看,埋弧焊约占10%,多年来变化不大。


    埋弧焊焊剂焊接速度对焊缝形状的影响。焊接速度的变化将直接影响电弧热量的分布,即线能量的大小和弧柱的倾斜度,这对焊缝形状有非常明显的影响。在其他参数不变的情况下,焊接速度加快,线能量降低,熔化宽度明显变窄。当焊接速度普遍提高时,虽然线能量已经降低,但由于电弧后倾角的增加,熔池底部液态金属的排出将会加强,但熔深将会略有增加;当焊接速度继续增加到40米/小时以上时,由于线能量下降的明显影响,熔深开始逐渐减小,焊接速度过快会导致焊缝边缘未焊透和未熔合。从技术上讲,焊接速度过快容易产生磁吹、刨边、气孔和焊缝表面粗糙等缺陷。焊接速度过低会产生电弧电压过高等缺陷。

焊剂与焊丝的选择
为特定埋弧焊接工艺选择合适的焊剂和焊丝,对于使用该工艺实现最佳结果至关重要。虽然单独的埋弧焊接工艺是高效的,但是甚至可以基于使用的焊丝和焊剂来提高生产率和效率。焊剂不仅对焊接熔池起保护作用,而且有助于焊缝的机械性能和生产率的提高。焊剂的配方是对这些因素有巨大的影响,影响载流能力和炉渣释放。载流能力是指可以获得最高可能的熔敷效率和高质量焊缝轮廓。特定焊剂的炉渣释放影响焊剂选择,因为一些焊剂更适合于某些焊接设计而不是其它焊接设计。埋弧焊接的焊剂选择选项包括活性和中性类型的焊接。
一个基本差就是活性焊剂改变焊缝的化学性质,而中性焊剂不改变。活性焊剂特点是包含硅和锰。这些元素有助于在较高的热输入下保持焊缝拉伸强度,在较高的行进速度下帮助焊缝保持顺畅光滑并提供良好的焊渣释放能力。总的来说,活性焊剂可以帮助降低焊接质量差的风险,以及焊后清和返工。但请记住,活性焊剂通常最适合单道焊或双道焊接。中性焊剂对于大型多道次焊接是更好的,因为它们有助于避免形成脆性,裂纹敏感的焊缝。
关于埋弧焊接的焊丝选择有很多种,每个都有优缺点。一些焊丝被配制用于在较高的热输入下焊接,而其它焊丝被特别地设计成具有帮助焊剂进行焊接清洁的合金。请注意,焊丝的化学性质和热输入相互作用会影响焊缝的机械性能。通过填充金属选择也可以大大提高生产率。例如,与使用实心焊丝相比,使用具有埋弧焊接工艺的金属芯焊丝可以将熔敷效率增加15%至30%,同时还提供更宽,更浅的穿透轮廓。由于其高的行进速度,金属芯焊丝还可以减少热输入,以最小化焊接变形和烧穿的风险。
自动埋弧焊所用焊丝可分为实芯焊丝和药芯焊丝两种。在现代生产中,普遍使用的是实心焊丝。
焊丝的品种依据目标工件不同。可以分为合金结构钢、高合金钢、碳素结构钢和种类繁多的有色金属焊丝以及用于堆焊的特殊合金焊丝。
在不同的用途下,采取的焊丝直径也会不同。一般而言,半自动埋弧焊的焊丝更细一些,普遍为1.6mm、2.0mm、2.4mm,这样做的好处是焊丝可以顺利地通过软管输送,并且不会影响到焊工在操作时的手感。自动埋弧焊则会使用直径3~6mm的粗焊丝,这样有利于充分发挥出自动埋弧焊的大电流和高熔敷率特点。
在电流相同的情况下也很有可能会采用直径不同的焊丝:相同电流下使用小直径焊丝时,焊缝的熔深更好、焊缝的熔宽更小。但当工件装配不良、焊缝隙宽大时,就适宜选用较粗的焊丝。
埋弧焊的焊丝表面应当干净光滑,这样才能在焊接时顺利地送进,避免在焊接时受到干扰。各种低碳钢和低合金钢焊丝的最好通过镀铜处理,这要做的好处是既可保护焊丝防锈,又可改善焊丝与导电嘴的通电状态。当然不锈钢焊丝和有色金属焊丝不需要镀铜。





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