药芯焊丝CO2焊熔滴过渡现象的观察与分析

药芯焊丝CO2气体保护焊熔滴行为对药芯焊丝工艺性有直接的影响.采用焊接过程的高速摄影技术和汉诺威焊接质量分析系统对药芯焊丝的熔滴过渡形态进行观察分析.证实随着焊接参数的变化,药芯焊丝可能形成排斥过渡、表面张力过渡和细熔滴过渡.在排斥过渡时,由于大熔滴在焊丝端部较长时间的停留,出现明显的熔滴自身的爆炸飞溅,气体的强烈逸出飞溅等现象,表面张力过渡是介于大熔滴的排斥过渡与细熔滴过渡二者之间的一种过渡形式.细熔滴过渡时,焊接过程稳定、飞溅小、焊缝成形良好、生产效率较高,是药芯焊丝理想的过渡形式.在细熔滴的过渡的条件下形成的渣柱对熔滴的过渡起着导向作用.     

药芯焊丝电弧焊电弧形态与熔滴过渡行为的研究

基于数码照相技术研究了CO2保护气氛下,渣系和焊接参数对药芯焊丝电弧焊（FCAW）电弧形态和熔滴过渡行为的影响。研究发现,酸性及金属芯渣系药芯焊丝在所有焊接参数下电弧扩散角相差不大,碱性渣系药芯焊丝因药芯中含大量消电离元素,大焊接参数下电弧扩散角比其它两种渣系小;金属芯药芯焊丝大焊接参数下发生“半潜弧”,可见弧长显著缩短。随着焊接参数增大,酸性,碱性,金属芯药芯焊丝均依次出现如下熔滴过渡类型;短路过渡、大滴排斥过渡、细颗粒过渡,均未发生喷射过渡。     

药芯焊丝电弧焊熔滴过渡与焊接飞溅

针对不同焊接参数下SQJ501型、SQJS07型和SQJ50MX型药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为进行了拍照,并对焊接飞溅进行了测量,研究药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为及其焊接飞溅的基本规律.试验结果表明:三种药芯焊丝随着焊接参数的增大,均依次发生短路过渡、大滴排斥过渡和细颗粒过渡.SQJ501型和SQJS0MX型药芯焊丝电孤焊电弧形态呈锥形,SQJS07型电弧形态接近于钟形.SQJ507型药芯焊丝出现细颗粒过渡的焊接参数比其他两种焊丝大.焊接工艺参数以及焊丝种类影响了熔滴过渡行为进而影响焊接飞溅,细颗粒过渡时产生的飞溅最小.     

钛型气保护药芯焊丝的电弧行为、冶金特性及其工艺质量

本文分析了钛型渣系气保护药芯焊丝的电弧行为和化学冶金过程,探讨了药芯焊丝的焊接飞溅及焊缝中气孔工艺质量问题。结果表明,药芯焊丝熔滴过渡的基本形态是非轴向排斥过渡,焊丝的电弧形态属于活动、连续型,焊丝熔滴过渡受主导力控制。焊丝的焊接化学冶金过程是分区连续进行的。药芯焊丝熔滴过渡中伴随渣柱,以及渣柱直接进入熔池现象,可能导致焊接化学冶金反应不完全和;台金过程的新变化。药芯焊丝的焊接飞溅主要发生在非轴向排斥过渡的熔滴与焊丝之间的缩颈处,提出通过熔滴过渡指数控制焊接飞溅新观点。当气体从焊缝金属中逸出被阻止于焊缝中或被困于熔渣下面,就分别形成了气孔和表面压坑,提出了通过电弧中熔滴吸收氢的总重量控制焊缝中气孔的新思路。     

FT-50S药芯焊丝工艺性能研究

研究了FT-50S药芯焊丝CO2气体保护焊在3种焊接工艺参数下的焊丝工艺性能,结果表明:小焊接参数下,FT-50S药芯焊丝发生的是短路过渡,电弧有瞬间熄弧,熔滴过渡时发生液体小桥爆炸产生大量飞溅;中等焊接参数下,发生的是大颗粒过渡,熔滴在焊丝末端长大到一定程度后重力克服表面张力过渡到熔池,产生的飞溅较小;大焊接参数下,发生的是细颗粒过渡,飞溅最小。中、大焊接参数下电弧均呈锥形,电弧稳定且扩散性好并都发生了药芯渣滴/金属熔滴分离过渡。FT-50S药芯焊丝电弧焊焊缝成形系数较大,有利于减小焊缝的热裂倾向。     

基于熔滴过渡理论的药芯焊丝工艺质量控制

介绍了气保护药芯焊丝熔滴过渡理论的基本概念,探讨了药芯焊丝熔滴过渡的影响因素,研究了药芯焊丝焊接飞溅和焊缝中气孔（压坑）控制机理。结果表明,这类焊丝熔滴过渡的基本形态是非轴向排斥滴状过渡,焊丝的电弧形态属于活动、连续型。焊丝熔滴过渡受主导力的控制,随焊接参数（电流）变化,熔滴过渡的主导力发生变化,致使熔滴过渡指数和过渡形态改变。影响熔滴过渡的主要因素是：药芯组成物、焊丝截面形状、焊丝直径和铜带厚度以及焊接工艺参数等。提出了控制焊接飞溅新观点,即控制熔滴尺寸是必要条件,而控制“熔滴大角度过渡次数”“熔滴存在时间和过渡间隔均匀性”“熔滴依附渣柱过渡次数”等指数是充分条件,两者缺一不可。在控制焊缝中气孔（压坑）机理方面,发现细熔滴过渡时气孔（压坑）倾向大,促使熔滴细化的药芯组成物和工艺参数都具有增大气孔（压境）倾向的作用。     

氟化物对碱性药芯焊丝焊接工艺性能的影响

系统研究了氟硅酸钠、萤石对碱性药芯焊丝的焊接电弧稳定性、焊接飞溅、焊缝金属的脱渣性和熔滴大小的影响。研究结果表明,碱性药芯焊丝的药芯粉中含有适量的氟化物,能显著地提高碱性药芯焊丝的焊接工艺性能。     

金属粉芯型药芯焊丝电弧物理特性观察

金属粉芯型药芯焊丝的电弧特性严重影响着熔滴过渡及飞溅。本文利用高速摄像机对焊接过程的熔滴过渡进行了拍摄,分析了金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡类型随焊接参数的变化规律、熔滴过渡机理、飞溅特征等。分析表明:随着焊接参数逐渐增加,焊丝熔滴过渡类型依次为:短路过渡、排斥过渡、颗粒过渡,其中颗粒过渡频率较高,电弧稳定性较好,是金属粉芯型药芯焊丝的理想过渡模式;金属粉芯型药芯焊丝焊接飞溅类型主要有:气泡放出型飞溅、电弧力飞溅、爆炸飞溅、熔池飞溅。     

金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅观察分析

采用高速摄影技术对金属粉芯型药芯焊丝的熔滴过渡及飞溅进行观察分析,总结了金属粉芯型药芯焊丝在试验参数下的熔滴过渡类型和特征以及飞溅类型和特征,阐述了熔滴过渡特征以及飞溅特征产生的原因．结果表明,采用100％CO2气体保护时,焊接过程中电弧电压波动较大,熔滴过渡不稳．以排斥过渡为主,少量细颗粒过渡和爆炸过渡,焊接飞溅大;采用5％CO2＋95％Ar保护时,熔滴过渡为单一射滴过渡,熔滴过渡平稳,电弧稳定,焊接飞溅小;金属粉芯型药芯焊丝飞溅形式主要包括：气泡放出型飞溅、缩颈飞溅、熔滴爆炸飞溅以及电弧力引起的飞溅．     

碱性渣系气体保护药芯焊丝立向上焊接工艺

采用平板对接立向上焊接、焊接电弧物理观察等试验方法，观察了碱性渣系气体保护药芯焊丝熔滴过渡和电弧特性，研究了立向上焊焊缝成形机理及影响因素。结果表明，碱性焊丝立向上焊时，粗熔滴非轴向过渡和集中、活动型电弧特性使熔滴过渡的定向性很差，熔滴飞溅增大；碱性熔渣的流动性大，凝固速度慢，对熔池的扶托作用差，熔池的形状较难控制，焊缝成形相对困难。采用合理的、最佳匹配的焊接参数和有效的操作技术和运丝方式是获得满意立向上焊缝的必要条件。     

电弧电压变化量分析熔滴过渡特征的研究

利用焊接过程中熔滴还没有发生短路瞬间的电弧电压变化量△U，可以区分药芯焊丝气体保护焊(FCAW)熔滴过渡特征．绘制了一定焊接条件下的金属过渡模式图，为最终确定FCAW的最佳工艺参数(焊接电流、电弧电压等)提供指导，可实施长时间在践监控熔滴过渡过程。     

碱性气体保护药芯焊丝工艺质量的选择与控制

介绍了碱性气体保护药芯焊丝的冶金特点、电弧行为及工艺质量,探讨了焊丝工艺质量选用原则和控制原理。结果表明,典型碱性焊丝熔渣色泽赭色泛黄、玻璃状薄渣,渣中SiO2很少,熔滴不增氧,不被细化。该类焊丝的电弧形态属于活动、连续型。焊丝熔滴过渡的基本形态是非轴向排斥滴状过渡。可以保证焊丝熔敷金属低的含氧、含氢量及较少的有害杂质,保证焊缝组织大量的针状铁素体,因而获得了优异的力学性能。焊丝工艺质量指标选择的＂合于使用＂原则,强调产品特征或用户要求。提出了减小焊接飞溅的技术路线,和保证获得优异、稳定冲击吸收能量的焊缝韧性控制原理。     

焊接极性对水下高压干法GMAW影响分析

通过环境压力为0.1~2.0 MPa的水下高压干法熔化极气体保护焊(GMAW)试验,比较了直流反接与直流正接焊接过程特点.结果表明,直流反接时,当压力超过0.2 MPa后开始出现少量飞溅,随着环境压力增加,飞溅数量逐渐增多而尺寸逐渐减小.直流正接时,当环境压力大于0.4 MPa后,焊接过程稳定,几乎无飞溅产生.通过高速摄像分析总结了直流反接产生两种飞溅形式及其特征.熔滴偏离型飞溅是伴随着排斥过渡产生的;熔滴反弹型飞溅是由于熔滴接触母材后受向上方向电磁力作用,脱离母材而产生的,并分析了直流正接时飞溅较小的原因.     

钛型气保护药芯焊丝焊接参数的选择与应用

分析了气保护药芯焊丝熔滴过渡形态类型和主导力,探讨了焊接参数与熔滴过渡形态的关系及焊接参数的选择原则与工程应用。结果表明,该类焊丝熔滴过渡的基本形态是非轴向排斥滴状过渡。在正常范围内,焊接电流不改变熔滴过渡形态,但偏低的电弧电压能导致熔滴过渡形态改变;焊接电流和电弧电压的合理匹配是获得满意工艺性的决定因素。焊丝焊接参数选择的“合于使用”原则,强调适合于施工现场使用的焊接参数特征。焊丝的工程应用表明,大电流、强规范（含高的电弧电压）是该类焊丝主流过渡形态的技术参数特征,短路过渡不应成为该工艺的主要过渡形态。     

国内外典型药芯焊丝的熔滴过渡及其工艺特性

采用高速摄影、平板堆焊以及化学分析等试验方法,测试、对比研究了国内外3种典型钛型渣系药芯焊丝的熔滴过渡及其工艺特性.结果表明,基于3种焊丝熔滴过渡特性与工艺性之间的关系,提出改善熔滴过渡特性新观点,即控制熔滴尺寸是必要条件,而控制"熔滴大角度过渡次数"、"熔滴存在时间和过渡间隔均匀性"、"熔滴依附渣柱过渡次数"等指数是充分条件,二者缺一不可.药芯焊丝的非轴向排斥滴状过渡形态、渣柱直接进入熔池,以及电弧区焊丝接口纵向张开现象,可能导致焊接冶金反应不完全和冶金过程新变化.熔滴过渡区的渗Si反应使熔滴氧化增氧,熔滴被细化,有利于改善熔滴过渡特性.3种典型药芯焊丝的熔滴过渡形态和电弧形态接近,然而过渡指数不尽相同,表现为B焊丝有3项工艺性指标领先,其机理在于控制熔滴过渡和电弧形态的"充分"、"必要"条件均占优势.     

药芯焊丝电弧焊“滞熔”现象影响因素的研究

针对当前药芯焊丝应用及研究中存在的问题，用数码照相技术研究了CO2保护气氛下药芯焊丝电弧焊所特有的“滞熔”现象，主要从药芯焊丝渣系、焊接参数、焊丝截面方面对“滞熔”形成原因进行了探讨。实验结果表明，酸性、碱性、金属型三种渣系药芯焊丝均存在不同程度的滞熔现象；在相同焊接参数下，金属型药芯焊丝滞熔程度最小，酸性渣系与碱性渣系相比，小参数下药芯滞熔程度较小，随着焊接参数的增大，酸碱性渣系药芯焊丝的滞熔程度区别不大。