药芯焊丝电弧焊是依靠药芯焊丝在高温时,反应形成的熔渣和气体联合自行保护焊接区进行焊接的方法,也有外加保护气体的。它与普通熔化极气体电弧焊一样,是以熔化的药芯焊丝作为一个电极,母材金属作为另一个电极,在两极间燃烧电弧进行焊接。焊接奥氏体型不锈钢时,通常外加CO2气体来保护药芯焊丝、熔池和母材金属。与普通熔化极气体保护焊的主要区别在于不用实心焊丝而用内部装有焊剂混合物的药芯焊丝。焊接时,在电弧热的作用下,熔化状态的焊剂材料、焊丝金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用,同时形成一层较薄的液态熔渣包覆熔滴并覆盖熔池,对熔池金属形成又一层保护。实质上这种焊接方法是一种气渣联合保护的方法,如图4-46所示。


图 46.jpg


  药芯焊丝气体保护焊综合了焊条电弧焊和熔化极气体保护焊的优点。其技术经济性分析如下:


 ①. 熔敷速度(指单位电弧时间熔敷到焊缝中的金属量)快


     药芯焊丝与药皮焊条相比,可使用的电流大,电流密度更大,而且其填充系数(同一段焊丝中药粉重量与金属重量的百分比,即质量分数%)小于焊条药皮涂料系数(有药皮的同一段焊条上焊条药皮重量与焊芯重量的百分比,即质量分数%),因此药芯焊丝的熔敷速度明显大于药皮焊条。


 ②. 操作系数(指包括燃弧时间的实际焊接时间与总工时的时间之比)比较


    药芯焊丝与药皮焊条相比,由于省去了更换焊条的时间,因此操作系数明显提高;与实心焊丝相比,由于需要清渣工作,所以操作系数略低于实心焊丝。


 ③. 材料效率(指材料在焊件上实际熔敷金属量与所用材料质量比)比较


    药芯焊丝的材料效率为78%~85%,实心焊丝高达90%,埋弧焊的材料效率为40%~55%,药皮焊条为65%~70%。


 ④. 减少填充金属比较


    由于药芯焊丝熔深较大,而且焊丝易于深入坡口底部,所以允许采用较大的坡口钝边和较小的坡口角度,减少了填充到焊缝金属的数量。


  药芯焊丝与实心焊丝相比,其优越之处主要表现在芯部焊药的作用,由于药芯焊丝的芯部加有稳弧剂、造渣剂和合金剂,从而使电弧燃烧稳定,熔滴过渡平稳,克服了实心焊丝在施焊过程中的飞溅大、表面成形差等疵病;并能提高全位置焊接的适应性。另外,由于药芯焊丝可通过金属管坯和药芯两种途径过渡合金元素,有助于合金元素的调整,同时使焊缝金属力学性能特别是冲击性能得到提高,并且也使焊缝金属耐腐蚀性得到提高。


  综上所述,药芯焊丝气体保护电弧焊与熔化极气体保护焊和焊条电弧焊相比,具有独有的高效率、良好的适应性和经济性。


  药芯焊丝气体保护焊焊接奥氏体型不锈钢时,可采用机械化焊接,但通常使用广泛的是手工操作焊接方法。焊接设备选用普通的CO2焊接设备即可,焊接电源采用直流平特性。保护气体选用CO2气体;也可采用CO2+Ar混合气体,若氩气比例过高时,反而会使焊缝中形成气孔


  药芯焊丝断面结构参见本书的图2-1。O形断面药芯焊丝由于焊丝内部的焊剂不导电,电弧易沿钢皮旋转,当直径较大时,电弧稳定性较差,飞溅增大,焊缝成分可能出现不够均匀的现象。直径为$2.4mm的药芯焊丝在生产上得到应用。折叠式焊丝因管坯在整个断面上分布比较均匀,药芯焊丝内部亦能导电,所以电弧燃烧稳定,焊丝熔化均匀,冶金反应充分,容易获得优质的焊缝。直径大于2.4mm时应用它,更能显出这些优势。


  药芯焊丝气体保护焊的焊接参数主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度和保护气体流量等。当其他条件不变时,焊接电流与送丝速度成正比;焊接电流变化时,电弧电压要相应的变化;采用纯CO2气体保护时,通常采用长弧法焊接,焊接电流调节范围广,可达200~700A,电弧电压为25~35V。焊丝伸出长度太长会使电弧不稳定,飞溅过大;焊丝伸出长度过短,会造成过多的飞溅物堵塞喷嘴,使气体保护不好,焊缝中易产生气孔。通常焊丝伸出长度为19~38mm。平焊位置时焊枪前进方向与焊件之间的倾角为2°~15°;焊接角焊缝时为40°~50°。如果角度太大,会降低气体保护效果。YA002-2药芯焊丝焊接奥氏体型不锈钢的焊接参数见表4-50,不锈钢药芯焊丝CO2保护焊工艺参数见表4-51。






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