藥芯焊絲電弧焊工藝分析及其應(yīng)用研究

摘 要：文章主要對(duì)藥芯焊絲電弧焊工藝特點(diǎn)與應(yīng)用形式進(jìn)行研究，具體是基于藥芯焊絲電弧焊具有工藝性能良好、生產(chǎn)效率較高等特點(diǎn)，對(duì)其在掘進(jìn)機(jī)截割頭制造過程中的具體應(yīng)用進(jìn)行解析，最后藥芯焊絲電弧焊的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行概括，希望該焊接手段在我國制造行業(yè)將會(huì)獲得更大的應(yīng)用空間。

關(guān)鍵詞：藥芯焊絲；電弧焊；工藝分析；掘進(jìn)機(jī)截割頭；應(yīng)用形式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.046

藥芯焊絲電弧焊方法（FMAW）是在熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）上發(fā)展起來的，與GMAW工作原理類似，F(xiàn)MAW能夠利用連貫性的電弧熱達(dá)到熔化焊接接頭金屬的目標(biāo)，從而有效的將焊絲和工件銜接在一起[1]。FMAW焊絲為管狀構(gòu)造，電弧維護(hù)是藥芯內(nèi)藥劑分解的氣體（通常為CO2）?；谒幮竞附z電弧焊可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化工藝性能等實(shí)況，本文對(duì)其工藝特點(diǎn)與在工業(yè)制造領(lǐng)域具體應(yīng)用形式進(jìn)行研究。

1 藥芯焊絲電弧焊工藝特點(diǎn)分析

（1）焊接工藝性能優(yōu)良。與實(shí)芯焊絲氣保護(hù)焊相比較，藥芯焊絲電弧焊在獲得優(yōu)良焊縫金屬方面體現(xiàn)出巨大優(yōu)越性。對(duì)其原因進(jìn)行剖析，主要是由于藥芯內(nèi)存有穩(wěn)弧劑與造渣劑，從而保證電弧的穩(wěn)定性與柔韌性，熔滴過渡環(huán)節(jié)的均勻性，殘?jiān)鼮R出量的極少性與易脫落性，焊道的優(yōu)質(zhì)性。（2）生產(chǎn)效率高。焊接生產(chǎn)效率可以由熔敷速度間接體現(xiàn)出來。對(duì)于藥芯焊絲電弧焊而言，因?yàn)樗幮緦?dǎo)電性不強(qiáng)，且大部分電流匯聚在橫截面積較小的金屬位置，所以焊接電流密度變大，焊絲熔敷速率勢必會(huì)提高。與手工電弧焊相比較，藥芯焊絲電弧焊熔敷速度更大，兩者速度比大概為1：4?；陔娀『溉鄯笏俣扔峙c焊絲半徑相關(guān)聯(lián)這一實(shí)況，適度減少焊絲半徑，可以確定增加熔敷速度的效果，目前科研人員正研究半徑（r≤010.8mm）的藥芯半徑。（3）焊接成本相對(duì)較低。相關(guān)資料記載，藥芯焊絲CO2保護(hù)焊的成本花銷不足手工電弧焊的90%。盡管其成本與實(shí)芯焊絲CO2大體持平，但是僅僅是藥芯焊絲成本略高于實(shí)芯焊絲，其他方面制造成本均低于實(shí)芯焊絲[2]。這能夠間接的推測出隨著藥芯焊絲的改良發(fā)展，以及其單價(jià)的壓縮，藥芯焊絲電弧焊的經(jīng)費(fèi)開銷勢必會(huì)低于實(shí)芯焊絲CO2保護(hù)焊。

2 藥芯焊絲電弧焊在掘進(jìn)機(jī)截割頭制造中的應(yīng)用分析

（1）焊接方法的選擇。為了確保藥芯焊絲電弧焊在掘進(jìn)機(jī)截割頭焊接質(zhì)量，對(duì)焊接方式方法進(jìn)行正確選擇是極為必要的，從而降低淬硬與冷裂紋等現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，當(dāng)然掘進(jìn)機(jī)截割頭的焊接質(zhì)量也得到根本性保障。參照藥芯焊絲電弧焊的工藝性能，在對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割頭焊接之時(shí)可以采用熔渣-氣體聯(lián)合保護(hù)這一焊接方法，這一焊接方法實(shí)質(zhì)上就是將藥芯焊絲與CO2氣體作為維護(hù)的方法。應(yīng)用原理與氣體保護(hù)焊大體一致，只是焊絲內(nèi)部的焊劑混合物、焊絲與焊件金屬在與維護(hù)氣體發(fā)生冶煉反應(yīng)的過程中，產(chǎn)出薄薄的一層液態(tài)熔渣，利用該焊接方法可以對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割頭裝置的完整性起到維護(hù)作用。

（2）焊接材料的選擇?；诮馗铑^與齒座材質(zhì)上存在差異性這一實(shí)況，藥芯焊絲在選擇過程中始終要遵循焊縫與材質(zhì)一致的原則，依據(jù)《焊接性試驗(yàn) 斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法》中的試驗(yàn)狀況，選擇那些產(chǎn)效高、易操作的藥芯焊絲。優(yōu)質(zhì)型焊接材料可以使金屬接頭熔敷效率高達(dá)90%，同時(shí)壓縮了電弧濺出量，保證了焊縫的平整性，為自動(dòng)化機(jī)械式焊接目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)條件。

（3）焊接參數(shù)的選擇。在對(duì)焊接參數(shù)選擇之時(shí)，不但要使接頭的熔敷性以及焊縫塑型質(zhì)量有所保障，同時(shí)要對(duì)影響焊頭性能的其他要素進(jìn)行整體分析。參照線能量計(jì)算與工藝評(píng)價(jià)結(jié)果可以編制出焊接參數(shù)（見表1）。

（4）掘進(jìn)機(jī)截割頭施工方案的編制。首先，藥芯焊絲電弧焊焊接技術(shù)應(yīng)用之前，務(wù)必要做好焊接鋼板表皮水分、坡口氧化皮、銹跡、污脂等雜物的清除工作；其次，做好裝配定位焊縫的選擇工作，其理想焊縫應(yīng)該同屬一個(gè)類別，在對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割頭的焊接進(jìn)程中，點(diǎn)固焊焊縫長度取值范圍為30～50mm，高度被設(shè)置為6mm，間距200～300mm，施焊過程中每側(cè)定位焊必須要保證2次；再次，焊件配對(duì)不能采取強(qiáng)行手段，那么為了確保配對(duì)質(zhì)量，焊接工作開展之前應(yīng)該細(xì)致的查看點(diǎn)固焊點(diǎn)質(zhì)量，在有所保障之時(shí)才能開展掘進(jìn)機(jī)截割頭焊接工作；最后，藥芯焊絲電弧焊采用多層多道焊接模式，打底焊在焊縫環(huán)節(jié)應(yīng)用是必要的，焊縫的打底焊厚度一般控制在5～6mm之間。另外，在對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割頭焊接過程中技術(shù)人員應(yīng)該提高對(duì)V形坡口施焊環(huán)節(jié)的重視程度，務(wù)必要在單側(cè)實(shí)施焊接手段，焊槍傾向于立板，達(dá)到增加掘進(jìn)機(jī)截割頭熔合性的目標(biāo)。

3 藥芯焊絲電弧焊的應(yīng)用要點(diǎn)

目前，在工業(yè)制造行業(yè)中，氣保護(hù)型藥芯焊絲已經(jīng)獲得較高應(yīng)用率，其與實(shí)芯焊絲GMAW方法相比較，操作上更能出簡易性。氣保護(hù)型藥芯焊絲在焊接過程中，對(duì)焊絲干伸長度體現(xiàn)出較高的的敏感性，在干伸長度增加的情況下，焊絲熔敷速度將會(huì)有顯著的提升[3]。所以，可以推測的是一旦氣保護(hù)藥芯焊絲缺少氣體保護(hù)的輔助時(shí)，其可允許的干伸長度就會(huì)受到制約。為了確保藥芯焊絲電弧焊焊接質(zhì)量，獲得較高水平的熔敷效率，適度的增加焊絲長度是極為有效的對(duì)策。理論上講，藥芯焊絲電弧焊應(yīng)用過程中采用長型干伸長度開展焊接工作，并應(yīng)用帶有抽除焊接煙塵的絕緣套管式焊槍。FCAW的應(yīng)用范圍是較為廣闊的，在普通鋼結(jié)構(gòu)、特質(zhì)型高強(qiáng)鋼厚構(gòu)件等焊接環(huán)節(jié)中均有所應(yīng)用。并且，F(xiàn)CAW在化工設(shè)施廠、土建與采礦機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用，發(fā)揮了修復(fù)焊縫的作用。

4 結(jié)束語

由全文論述的內(nèi)容，對(duì)藥芯焊絲電弧焊的工藝特點(diǎn)有了一個(gè)較為全面的了解，并且知道了其在掘進(jìn)機(jī)截割頭施焊過程中的應(yīng)用選好焊接方法，設(shè)定焊接參數(shù)均是優(yōu)化焊接質(zhì)量的有效對(duì)策。FCAW作為GMAW改良發(fā)展的焊接形式，在低碳鋼、合金鋼以及不銹鋼等焊接環(huán)節(jié)中的應(yīng)用大幅度提升了生產(chǎn)效率，優(yōu)化了焊接質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]隋永莉，吳宏.我國長輸油氣管道自動(dòng)焊技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2014（09）：913-921.

作者簡介：趙陽（1981-），男，河北唐山人，本科，助理工程師，研究方向：電焊機(jī)操作、控制、焊接工藝。