何冠宇

摘 要：金屬粉芯型藥芯焊絲作為一種新型的焊接材料，具有很多優(yōu)勢(shì)。本課題以氣保焊絲和金屬粉芯型藥芯焊絲為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，借助高速攝影技術(shù)、MATLAB軟件分析等方法，對(duì)碳鋼氣保焊絲和金屬粉芯型藥芯焊絲的電弧與熔滴行為進(jìn)行對(duì)比分析和研究。

關(guān)鍵詞：金屬粉芯型藥芯焊絲；電??；熔滴過渡；工藝性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.006

1 引言

金屬粉芯藥芯焊絲[1]已經(jīng)經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展，對(duì)于特種設(shè)備和特殊要求的焊接，例如力容器、核工業(yè)、海洋工程、低溫極端條件下，金屬粉芯藥芯焊絲有著顯著的優(yōu)點(diǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器

本實(shí)驗(yàn)使用了ESAB的金屬粉芯藥芯焊絲，Lincoln Electric LN-7送絲機(jī)和Lincoln Electric DC-400多功能焊接電源。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)芯焊絲出現(xiàn)射滴過渡時(shí)（圖2），焊接電壓為31V，焊接電流為270A。金屬粉芯焊絲在出現(xiàn)射滴過渡時(shí)（圖1），焊接電壓為29V，焊接電流為240A。

實(shí)芯焊絲出現(xiàn)射滴過渡時(shí)，熔滴顆粒直徑（圖3）約為1.1mm，過渡頻率為320滴每秒，焊接電壓為31V，焊接電流為270A，電弧寬度（圖5）為4.2mm。金屬粉芯焊絲在出現(xiàn)射滴過渡時(shí)，熔滴顆粒直徑（圖4）約為1.26mm，過渡頻率240滴每秒，焊接電壓為29V，焊接電流為240A，電弧寬度（圖6）為3.2mm。

在焊縫成型上發(fā)現(xiàn)，金屬粉芯藥芯焊絲的熔寬大于氣保焊絲。余高小于實(shí)芯焊絲。焊縫均勻，在同時(shí)使用富氬的情況下，金屬粉芯藥芯焊絲幾乎沒有飛濺。

4 分析與討論

金屬粉芯焊絲中某種成分吸收了熱量，同時(shí)使焊絲熔化，對(duì)比兩種焊絲成分發(fā)現(xiàn)，金屬粉芯藥芯焊絲在藥皮處加入大約6%Mo元素。Mo元素的第一電離能約為7.099V，Mo在一定電壓下電離分解為正離子和電子，同時(shí)吸收能量，是電弧冷卻，從而使得電弧寬度降低。

金屬粉金屬粉芯藥芯焊絲表面被金屬包裹，內(nèi)部充滿金屬粉，而氣保焊絲在其表面鍍了一層鋅銅，內(nèi)部為實(shí)芯。所以根據(jù)電阻公式，金屬粉芯藥芯焊絲的電流密度更高，所需的2電壓和電流更低。在電流波形圖上可以明顯地看出240A時(shí)，金屬粉芯藥芯焊絲即出現(xiàn)射滴過渡，而普通氣保焊絲需要在31V，290A時(shí)才能出現(xiàn)射滴過渡。

在熔滴直徑方面金屬粉芯藥芯焊絲大于氣保焊，熔滴能否形成關(guān)鍵在于表面張力和重力的大小，促進(jìn)熔滴過渡的電磁收縮力和等離子流力也有一定影響。在熔滴滴落的瞬間，我們可以認(rèn)為這是一個(gè)平衡的狀態(tài)。將五種力和平衡方程聯(lián)立方程組，所以相同直徑熔滴顆粒時(shí)，氣保焊絲熔滴更容易過渡，而金屬粉芯藥芯焊絲需要進(jìn)一步長(zhǎng)大，所以出現(xiàn)射滴過渡時(shí)，金屬粉芯焊絲的熔滴較大。

5 結(jié)論

（1）金屬粉芯藥芯焊絲在相同焊接條件下，熔寬更大，余高更小。

（2）金屬粉芯焊絲具有高熔敷率和高效率更適合高速焊接。

（3）金屬粉芯焊絲熱輸入低，可以焊接薄板甚至超薄板。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊運(yùn)強(qiáng)，張曉琪，李俊岳等.焊接電弧高速攝影技術(shù)及其同步裝置[J].電焊機(jī)，2003，33（01）：11-14.

[2]劉占民，李明利，薛龍.熔化極電弧焊熔滴過渡過程的高速攝像[J].2006，36（02）：132-134.