在埋弧焊的烧结焊剂中,镁砂、萤石、氧化铝的含量高低会形成焊剂的不同熔化特性,从而对焊接工艺性能产生影响。
焊接过程是一个非常复杂的物理化学过程,其特点是反应温度高、时间短,参加反应的各种物相难以达到平衡,因此,关于焊剂组分对焊接工艺性能的影响规律的研究,国内外最常用的仍然是采用大量试验的方法。
烧结焊剂通常由多种矿物质、化工原料和铁合金等组成,是一个多元体系。在焊接过程中,焊剂由固态变为液态是在一定温度区间内进行的。焊剂的熔化特性是指焊剂熔化温度的高低和熔化温度区间的大小。焊剂的熔点是指焊剂开始熔化的温度,又称造渣温度,它可以近似反映实际焊剂熔化的初始状况,对焊接过程的电弧空腔形成及熔渣的粘度和流动性等均有重要影响,可以作为分析焊剂工艺性能的一项指标。
熔化特性的测试和焊接工艺性能的试验
1.试验设备
GX-Ⅲ型高温物性测试仪、MZ(D)-1000型埋弧焊机
2.试验材料及工艺参数
材料:X70管线钢板,化学成分如表1所示;焊丝为H08C,化学成分如表2所示。工艺参数:I=1000A,U=31.5V,焊接速度1m/min,焊丝伸出长度28mm。
3.试验方法
焊接完毕后,记录各种成分对稳弧性、脱渣性和成形性等指标的影响,用H45型精密焊接检验尺测量焊缝的余高和熔宽,最后综合比较打分(满分为10分)。
试验选用烧结焊剂中含量较多的镁砂、萤石、氧化铝作为主要组分进行试验。另外,考虑焊剂的脱氧性能和系统的合金化及调整焊剂的碱度,向焊剂中加入适量的硅灰石、锰矿、锆英石、石英、铁合金、稀土和其他物质。
试验结果与分析
采用单因素轮换法测定3种主要组分对焊剂熔化特性、焊接工艺性能的影响,主要记录焊剂软化、熔化温度和熔化温度区间,考察焊缝咬边、焊缝光滑程度、焊缝表面颜色、脱渣性,并测量余高和熔宽以说明熔渣的流动性和铺展性。
1.镁砂对熔化特性和焊接工艺性能的影响
(1)镁砂含量对熔化特性的影响
镁砂含量对软化、熔化温度及熔化温度区间的影响测定结果如图1所示。
图1 镁砂对焊剂熔化特性的影响
从图1a中可以看出,在测试范围内,软化温度上升较慢,熔化温度上升较快,因此,对应的图1b中熔化温度区间上升较快。这说明镁砂可以有效地调节熔化温度区间的大小。
(2)镁砂含量对焊接工艺性能的影响
只改变MgO含量的五组焊剂焊接过程电弧稳定,烟雾小,由表3可见,MgO含量为18%时,成形最好;MgO含量少时,熔渣氧化性较大,焊缝被氧化为蓝色;MgO含量过高时,由于其熔点较高,熔渣的流动性较差,焊缝中间出现脊,脱渣性变差,咬边严重。
(3)结果分析
当镁砂含量较少时,熔点低,熔化温度区间小,焊剂的熔化温度区间小,液态熔渣存在的时间就短,因此熔渣与液态金属的接触机会少,熔渣的保护作用也就难以实现;当含量较高时,熔点高,熔化温度区间大,液态熔渣存在时间较长,焊剂完全熔化时的温度已经很高,液态焊剂的粘度会降低,使在熔池和焊接区上覆盖的液态焊剂流失,这样对焊缝的保护也会失败,难以保证焊接质量。镁砂的工艺性能试验结果与以上分析一致,镁砂含量太低或过高都不能得到适宜的熔点和熔化温度区间,对焊缝成形不利
在埋弧焊的烧结焊剂中,镁砂、萤石、氧化铝的含量高低会形成焊剂的不同熔化特性,从而对焊接工艺性能产生影响。
焊接过程是一个非常复杂的物理化学过程,其特点是反应温度高、时间短,参加反应的各种物相难以达到平衡,因此,关于焊剂组分对焊接工艺性能的影响规律的研究,国内外最常用的仍然是采用大量试验的方法。
烧结焊剂通常由多种矿物质、化工原料和铁合金等组成,是一个多元体系。在焊接过程中,焊剂由固态变为液态是在一定温度区间内进行的。焊剂的熔化特性是指焊剂熔化温度的高低和熔化温度区间的大小。焊剂的熔点是指焊剂开始熔化的温度,又称造渣温度,它可以近似反映实际焊剂熔化的初始状况,对焊接过程的电弧空腔形成及熔渣的粘度和流动性等均有重要影响,可以作为分析焊剂工艺性能的一项指标。
熔化特性的测试和焊接工艺性能的试验
1.试验设备
GX-Ⅲ型高温物性测试仪、MZ(D)-1000型埋弧焊机
2.试验材料及工艺参数
材料:X70管线钢板,化学成分如表1所示;焊丝为H08C,化学成分如表2所示。工艺参数:I=1000A,U=31.5V,焊接速度1m/min,焊丝伸出长度28mm。
3.试验方法
焊接完毕后,记录各种成分对稳弧性、脱渣性和成形性等指标的影响,用H45型精密焊接检验尺测量焊缝的余高和熔宽,最后综合比较打分(满分为10分)。
试验选用烧结焊剂中含量较多的镁砂、萤石、氧化铝作为主要组分进行试验。另外,考虑焊剂的脱氧性能和系统的合金化及调整焊剂的碱度,向焊剂中加入适量的硅灰石、锰矿、锆英石、石英、铁合金、稀土和其他物质。
试验结果与分析
采用单因素轮换法测定3种主要组分对焊剂熔化特性、焊接工艺性能的影响,主要记录焊剂软化、熔化温度和熔化温度区间,考察焊缝咬边、焊缝光滑程度、焊缝表面颜色、脱渣性,并测量余高和熔宽以说明熔渣的流动性和铺展性。
1.镁砂对熔化特性和焊接工艺性能的影响
(1)镁砂含量对熔化特性的影响
镁砂含量对软化、熔化温度及熔化温度区间的影响测定结果如图1所示。
图1 镁砂对焊剂熔化特性的影响
从图1a中可以看出,在测试范围内,软化温度上升较慢,熔化温度上升较快,因此,对应的图1b中熔化温度区间上升较快。这说明镁砂可以有效地调节熔化温度区间的大小。
(2)镁砂含量对焊接工艺性能的影响
只改变MgO含量的五组焊剂焊接过程电弧稳定,烟雾小,由表3可见,MgO含量为18%时,成形最好;MgO含量少时,熔渣氧化性较大,焊缝被氧化为蓝色;MgO含量过高时,由于其熔点较高,熔渣的流动性较差,焊缝中间出现脊,脱渣性变差,咬边严重。
(3)结果分析
当镁砂含量较少时,熔点低,熔化温度区间小,焊剂的熔化温度区间小,液态熔渣存在的时间就短,因此熔渣与液态金属的接触机会少,熔渣的保护作用也就难以实现;当含量较高时,熔点高,熔化温度区间大,液态熔渣存在时间较长,焊剂完全熔化时的温度已经很高,液态焊剂的粘度会降低,使在熔池和焊接区上覆盖的液态焊剂流失,这样对焊缝的保护也会失败,难以保证焊接质量。镁砂的工艺性能试验结果与以上分析一致,镁砂含量太低或过高都不能得到适宜的熔点和熔化温度区间,对焊缝成形不利
|