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焊接杂谈:八·手弧焊熔滴的过渡形式

 水木年华138 2019-12-18

手弧焊时,焊条熔化速度是不均匀的,具有滴状周期性过渡的特点。刚开始引燃电弧时,焊条和焊件的初始温度都较低,焊条熔化速度也较慢,而到了焊接后期,焊条和焊件都有了一定的预热温度,熔化速度达到开始时的130%以上。所以定义焊条熔化速度是指单位时间内平均熔化焊芯的质量,即焊条金属的平均熔化速度。

焊条金属的平均熔化速度是焊接生产率的重要参数。要提高劳动生产率,就要提高焊条金属的平均熔化速度。而提高焊条熔化速度的主要办法是:合理进行焊条配方设计,提高焊条的引弧和再引弧性能;细化熔滴,提高熔滴的过渡频率;加入铁粉或添加剂,提高焊条熔敷效率。

这里重点讨论熔滴的过渡形式问题,从熔滴的形成到通过电弧空间向熔池过渡的过程称作熔滴过渡。熔滴过渡的形式直接影响焊接电弧的稳定性、焊接飞溅大小、焊缝成型、焊接缺陷的产生,直接影响着焊接质量。

焊条金属在电弧热作用下,形成熔滴,温度高达1800℃,只有一小部分成为金属蒸汽,绝大部分为液态金属,焊条金属以滴状向熔池过渡。作用在熔滴上的电弧力、重力、表面张力决定了熔滴的过渡形式。

焊接杂谈:八·手弧焊熔滴的过渡形式

(女焊工)

1.短路过渡:为了使电弧稳定,增大熔深,常常使用短弧焊接。这时熔滴的长大受到电弧空间的限制,当熔滴还没有长大到它自由成型的尺寸,就与熔池接触发生短路。金属熔滴在表面张力、电弧力、重力等各种力的作用下,开始沿着表面流散,金属熔滴与熔池之间迅速形成颈缩,形成“金属小桥”,电流密度急剧增大,熔滴强烈过热(爆炸或不爆炸)脱离焊条进入熔池,电弧又重新引燃,重复这一短路过渡过程。

2.粗熔滴过渡:熔滴依靠自身的表面张力,在电弧空间自由长大,熔滴尺寸小于电弧与熔池之间的间隙,当処使熔滴下落的重力、电弧力大于其表面张力时,熔滴脱离焊条过渡进熔池。熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式为粗熔滴过渡。

粗熔滴过渡形式,一般来说电弧是比较稳定的,但因为熔滴穿过弧柱区时,由于熔滴过热易发生爆炸破碎,会造成较大飞溅。综合评价这种过渡形式还是比较好的。

焊接杂谈:八·手弧焊熔滴的过渡形式

(一起学焊接)

3.喷射过渡:熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间射进熔池,称为喷射过渡。熔滴细化到一定程度,过渡频率极大,电弧稳定性好,但飞溅颗粒小,数量多,造成合金元素烧损严重,污染焊件。这种熔滴过渡不是很理想!

4.渣壁过渡:熔滴较沿着套筒壁面或熔渣壁面流进熔池的一种过渡形式。不发生短路,又不是自由过渡,渣壁过渡时,熔滴很小,焊条端可以存在不止一个熔滴,电弧稳定、飞溅小、焊缝成型好,是一种理想的过渡形式!

熔滴颗粒的大小主要取决于药皮的组成成分,药皮中增加表面活性物质如硅Si、二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2,碳C等,可以减小熔滴的表面张力和界面张力,达到细化熔滴的目的。而增大熔滴表面张力和界面张力的物质如氧化钙CaO、氟化钙CaF2等,可以粗化熔滴。

细化的熔滴增大了比表面积,有利于焊接冶金反应的进行,但过细的熔滴也会增大有益合金元素的烧损,降低合金元素的过渡系数。

看到这里,我们知道熔滴的大小、过渡形式对焊接工艺性能、焊接冶金反应、焊接质量都具有很重要的影响;而熔滴的大小、过渡形式又取决于焊条药皮的组成!所以,焊条的配方设计很重要,它的焊接工艺性能是焊接质量优劣的关键之一!

焊接杂谈:八·手弧焊熔滴的过渡形式

(环缝焊接)

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