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(diǎn)擊：
隨著我公司埋弧堆焊焊絲生產(chǎn)工藝不斷成熟,在研發(fā)生產(chǎn)中走了不少彎路,現(xiàn)將經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下:
隨著焊接加工工業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)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(nèi)外獲得了長足的發(fā)展。它的優(yōu)勢是，可以通過藥芯成分的調(diào)節(jié)，向焊縫過渡各種必要的合金元素，具有靈活，機(jī)動(dòng)，可調(diào)的特點(diǎn)，較實(shí)芯焊絲更具有靈活性和較寬的調(diào)整范圍等優(yōu)點(diǎn)，使堆焊藥芯焊絲越來越廣泛地應(yīng)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(yàn)中采用普通低C 鋼帶為原材料，鋼帶規(guī)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(yīng)形成耐磨硬質(zhì)點(diǎn)。
（3） 為滿足藥芯焊絲生產(chǎn)工藝要求和產(chǎn)品的各種性能要求，配方中加入多種穩(wěn)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(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法
在研制埋弧堆焊藥芯焊絲時(shí)，試驗(yàn)及生產(chǎn)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(xiàn)象。同時(shí)，增加焊絲的壁厚，增強(qiáng)了焊絲的導(dǎo)電性能。
（2） 藥粉粒度及流動(dòng)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(shí)藥粉具有一定的流動(dòng)性，以保證藥粉在焊絲內(nèi)的均勻性。按焊絲規(guī)格的大小，適當(dāng)調(diào)節(jié)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(nèi)的松動(dòng)。這個(gè)問題的解決，對保證藥芯焊絲的質(zhì)量是非常關(guān)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(shí)，藥粉在焊絲內(nèi)完全充滿， 不流動(dòng)。如果比例太小，藥粉將不能完全充滿，藥粉在焊絲內(nèi)易發(fā)生流動(dòng)，這樣會(huì)嚴(yán)重影響焊絲內(nèi)在質(zhì)量及其使用性能。比例太大，會(huì)給制造工藝帶來困難。因此，要適當(dāng)調(diào)節(jié)這個(gè)比例，使其滿足各項(xiàng)性能的要求是非常重要的。
（4） 藥粉的可塑性：藥芯焊絲內(nèi)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(xì)，經(jīng)過壓軋及拉拔，藥粉在焊絲內(nèi)也要隨著進(jìn)行變形。因此，在焊絲配方內(nèi)加入部分增塑粉料，以保證焊絲內(nèi)藥粉的均勻、結(jié)實(shí)，不易松動(dòng)，是保證焊絲質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。
（5） 成型要求：由于藥芯焊絲內(nèi)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(xiàn)藥粉外漏的情形，從而很難保證焊絲的質(zhì)量。本研究采用的是搭接“O”型。
（6） 焊絲表面質(zhì)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(dǎo)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(dǎo)電性能也比實(shí)芯焊絲差。因此，為提高藥芯焊絲焊接生產(chǎn)率，在配方設(shè)計(jì)時(shí)，注重了焊絲內(nèi)芯的導(dǎo)電性能的研究。
藥芯焊絲埋弧堆焊應(yīng)用過程中遇到的問題
藥芯焊絲埋弧堆焊應(yīng)用時(shí)，施焊過程中遇到過以下幾個(gè)問題。
1 經(jīng)焊機(jī)送絲輪擠壓后，焊絲截面形狀成扁圓形。出現(xiàn)這個(gè)問題的原因是，藥粉比例太小；或者軋制及拉拔成型時(shí)，壓力不夠，焊絲內(nèi)藥粉沒有壓緊，壓實(shí)。制造工藝上，采用軋制法生產(chǎn)，較拉拔法，其軋制壓力大，這樣可更好地保證焊絲內(nèi)藥粉的密實(shí)性，從而改善焊絲的導(dǎo)電性能和使用性能。
2 焊絲熔化端頭為非規(guī)則的曲面，不象實(shí)芯焊絲的熔化端頭，是一個(gè)規(guī)則的圓球面。焊絲熔化端頭為一個(gè)不規(guī)則的曲面，是與藥芯焊絲內(nèi)藥粉的均勻性有關(guān)。保證焊絲內(nèi)芯藥粉的均勻性，對這個(gè)現(xiàn)象有所緩解。
3 焊縫成型，焊道時(shí)寬時(shí)窄，焊道不成直線，呈彎曲形狀。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的關(guān)鍵是施焊時(shí)，送絲不均勻，焊絲在下送過程彎曲，左右擺動(dòng)，焊機(jī)的反饋調(diào)節(jié)無法適應(yīng)送絲過程的巨大變化，造成焊接電流時(shí)大時(shí)小，電壓時(shí)高時(shí)低，即焊接電弧不穩(wěn)定，從而使焊道時(shí)寬時(shí)窄，不成直線。
另外，如果藥芯焊絲內(nèi)芯藥粉沒有壓實(shí)，壓緊，也影響焊絲的導(dǎo)電情況，即導(dǎo)致電流電壓不穩(wěn)，造成焊縫成型不好。
4 施焊時(shí)，焊接電流、電壓時(shí)高時(shí)低，電流調(diào)節(jié)到一定值時(shí)，很難再調(diào)大。由于藥芯焊絲的藥粉內(nèi)芯，其導(dǎo)電情況比實(shí)芯焊絲差。受導(dǎo)電性的影響，電流調(diào)節(jié)到一定大，相同條件下，比實(shí)芯焊絲施焊電流小，是很容易理解的。焊接電流電壓的時(shí)高時(shí)低，在排除了送絲過程的各種影響外，保證藥芯焊絲內(nèi)藥粉的均勻性和密實(shí)性，可緩解施焊過程中的這種現(xiàn)象。
結(jié)論
埋弧堆焊藥芯焊絲的應(yīng)用日趨廣泛，在其研制及應(yīng)用過程中，有如下幾點(diǎn)體會(huì)：
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(dòng)性，對藥粉在焊絲內(nèi)的均勻性與堆焊金屬的成分及其穩(wěn)定性有著很關(guān)鍵的影響。
2 藥粉中成份設(shè)計(jì)與其在藥芯焊絲內(nèi)的密實(shí)性和均勻性，對藥芯焊絲的導(dǎo)電性及其焊接過程的穩(wěn)定性有重要影響。
3 藥芯焊絲制造過程中，藥芯的壓實(shí)與否，直接影響到藥芯焊絲的制造質(zhì)量和藥芯焊絲的焊接工藝性能。
隨著焊接加工工業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)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(nèi)外獲得了長足的發(fā)展。它的優(yōu)勢是，可以通過藥芯成分的調(diào)節(jié)，向焊縫過渡各種必要的合金元素，具有靈活，機(jī)動(dòng)，可調(diào)的特點(diǎn)，較實(shí)芯焊絲更具有靈活性和較寬的調(diào)整范圍等優(yōu)點(diǎn)，使堆焊藥芯焊絲越來越廣泛地應(yīng)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(yàn)中采用普通低C 鋼帶為原材料，鋼帶規(guī)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(yīng)形成耐磨硬質(zhì)點(diǎn)。
（3） 為滿足藥芯焊絲生產(chǎn)工藝要求和產(chǎn)品的各種性能要求，配方中加入多種穩(wěn)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(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法
在研制埋弧堆焊藥芯焊絲時(shí)，試驗(yàn)及生產(chǎn)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(xiàn)象。同時(shí)，增加焊絲的壁厚，增強(qiáng)了焊絲的導(dǎo)電性能。
（2） 藥粉粒度及流動(dòng)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(shí)藥粉具有一定的流動(dòng)性，以保證藥粉在焊絲內(nèi)的均勻性。按焊絲規(guī)格的大小，適當(dāng)調(diào)節(jié)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(nèi)的松動(dòng)。這個(gè)問題的解決，對保證藥芯焊絲的質(zhì)量是非常關(guān)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(shí)，藥粉在焊絲內(nèi)完全充滿， 不流動(dòng)。如果比例太小，藥粉將不能完全充滿，藥粉在焊絲內(nèi)易發(fā)生流動(dòng)，這樣會(huì)嚴(yán)重影響焊絲內(nèi)在質(zhì)量及其使用性能。比例太大，會(huì)給制造工藝帶來困難。因此，要適當(dāng)調(diào)節(jié)這個(gè)比例，使其滿足各項(xiàng)性能的要求是非常重要的。
（4） 藥粉的可塑性：藥芯焊絲內(nèi)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(xì)，經(jīng)過壓軋及拉拔，藥粉在焊絲內(nèi)也要隨著進(jìn)行變形。因此，在焊絲配方內(nèi)加入部分增塑粉料，以保證焊絲內(nèi)藥粉的均勻、結(jié)實(shí)，不易松動(dòng)，是保證焊絲質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。
（5） 成型要求：由于藥芯焊絲內(nèi)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(xiàn)藥粉外漏的情形，從而很難保證焊絲的質(zhì)量。本研究采用的是搭接“O”型。
（6） 焊絲表面質(zhì)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(dǎo)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(dǎo)電性能也比實(shí)芯焊絲差。因此，為提高藥芯焊絲焊接生產(chǎn)率，在配方設(shè)計(jì)時(shí)，注重了焊絲內(nèi)芯的導(dǎo)電性能的研究。
藥芯焊絲埋弧堆焊應(yīng)用過程中遇到的問題
藥芯焊絲埋弧堆焊應(yīng)用時(shí)，施焊過程中遇到過以下幾個(gè)問題。
1 經(jīng)焊機(jī)送絲輪擠壓后，焊絲截面形狀成扁圓形。出現(xiàn)這個(gè)問題的原因是，藥粉比例太小；或者軋制及拉拔成型時(shí)，壓力不夠，焊絲內(nèi)藥粉沒有壓緊，壓實(shí)。制造工藝上，采用軋制法生產(chǎn)，較拉拔法，其軋制壓力大，這樣可更好地保證焊絲內(nèi)藥粉的密實(shí)性，從而改善焊絲的導(dǎo)電性能和使用性能。
2 焊絲熔化端頭為非規(guī)則的曲面，不象實(shí)芯焊絲的熔化端頭，是一個(gè)規(guī)則的圓球面。焊絲熔化端頭為一個(gè)不規(guī)則的曲面，是與藥芯焊絲內(nèi)藥粉的均勻性有關(guān)。保證焊絲內(nèi)芯藥粉的均勻性，對這個(gè)現(xiàn)象有所緩解。
3 焊縫成型，焊道時(shí)寬時(shí)窄，焊道不成直線，呈彎曲形狀。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的關(guān)鍵是施焊時(shí)，送絲不均勻，焊絲在下送過程彎曲，左右擺動(dòng)，焊機(jī)的反饋調(diào)節(jié)無法適應(yīng)送絲過程的巨大變化，造成焊接電流時(shí)大時(shí)小，電壓時(shí)高時(shí)低，即焊接電弧不穩(wěn)定，從而使焊道時(shí)寬時(shí)窄，不成直線。
另外，如果藥芯焊絲內(nèi)芯藥粉沒有壓實(shí)，壓緊，也影響焊絲的導(dǎo)電情況，即導(dǎo)致電流電壓不穩(wěn)，造成焊縫成型不好。
4 施焊時(shí)，焊接電流、電壓時(shí)高時(shí)低，電流調(diào)節(jié)到一定值時(shí)，很難再調(diào)大。由于藥芯焊絲的藥粉內(nèi)芯，其導(dǎo)電情況比實(shí)芯焊絲差。受導(dǎo)電性的影響，電流調(diào)節(jié)到一定大，相同條件下，比實(shí)芯焊絲施焊電流小，是很容易理解的。焊接電流電壓的時(shí)高時(shí)低，在排除了送絲過程的各種影響外，保證藥芯焊絲內(nèi)藥粉的均勻性和密實(shí)性，可緩解施焊過程中的這種現(xiàn)象。
結(jié)論
埋弧堆焊藥芯焊絲的應(yīng)用日趨廣泛，在其研制及應(yīng)用過程中，有如下幾點(diǎn)體會(huì)：
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(dòng)性，對藥粉在焊絲內(nèi)的均勻性與堆焊金屬的成分及其穩(wěn)定性有著很關(guān)鍵的影響。
2 藥粉中成份設(shè)計(jì)與其在藥芯焊絲內(nèi)的密實(shí)性和均勻性，對藥芯焊絲的導(dǎo)電性及其焊接過程的穩(wěn)定性有重要影響。
3 藥芯焊絲制造過程中，藥芯的壓實(shí)與否，直接影響到藥芯焊絲的制造質(zhì)量和藥芯焊絲的焊接工藝性能。
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