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就今日烧结焊剂熔化特性对焊接工艺性能的影响

发布时间:2021-09-02 20:30:03 阅读: 来源:蜡烛厂家

烧结焊剂熔化特性对焊接工艺性能的影响

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,对需要斟酌全部价值链的所有因素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,主要记录焊专用机的种类很多剂软化、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与此同时温度区间的大小。

(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,难以保证焊强化FlexDC*数字控制性能接质量。镁砂的工艺性能试验最少到达1级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。

2.萤石对熔化特性和焊接工艺展现其医疗器械综合解决方案能力性能的影响

(1)萤石含量对焊接熔化特性的影响

萤石含量对软化、熔化温度及熔化温度区间的影响测定结果如图2所示。

图2 萤石对焊剂熔化特性的影响

从图2a中可以看出,在测试范围内,萤石对软化、熔化温度的影响在含量<20%时是呈单调下降趋势。相对应的图2b中,熔化温度区间的变化幅度不大且温度区间较小。但是当萤石含量>20%时,熔化温度的变化较复杂,熔化温度区间大致呈单调上升趋势,熔化温度区间较大。

(2)萤石含量对焊接工艺性能的影响

只改变CaF2含量的五组焊剂焊接过程电弧稳定,烟雾小,脱渣性均较好,由表4可见,CaF2含量为18%时,成形最好;CaF2含量少时,熔渣流动性较差,焊缝较窄且咬边严重;CaF2含量过高时,熔滴过稀,电弧“空腔”壁将难以稳定地保持,易使“空腔”破坏,在“空腔”遭到破坏的瞬间,空气将注入电弧区,焊缝出现麻点。五组焊缝随CaF2含量增加而变宽,说明CaF2能改善焊道的铺展性和熔合性。

(3)结果分析

当萤石含量较少时,熔点高,熔化温度区间小,被焊金属熔化时,焊剂才刚刚熔化或尚未完全熔化,不能起到较好的保护作用,冷却时熔渣凝固较早,使溶解在液态金属中的气体不易排出,焊缝表面易形成麻点;当含量较高时,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,焊缝成形不良。萤石的工艺性能试验结果与以上分析一致,萤石含量太低或过高都不能得到适宜的熔点或熔化温度区间,焊缝不能得到较好的保护,对成形不利。

3.氧化铝对熔化特性和焊接工艺性能的影响

(1)氧化铝含量对焊接熔化特性的影响

氧化铝含量对软化、熔化温度及熔化温度区间的影响测定结果如图3。

图3 氧化铝对焊剂熔化特性的影响

从图3a中可以看出,在测试范围内,氧化铝对软化温度、熔化温度的影响非常明显,都是呈单调上升的,当含量在16%~19%之间时,软化温度和熔化温度随含量的增加上升都很快;当含量在19%~28%时,软化温度和熔化温度上升较缓。

与此对应的图3b中则显示出熔化温度区间与含量的关系,当含量为16%时,熔化温度区间很小,而含量从16%增加到19%时,熔化温度区间急剧上升,随后进一步增加含量,熔化温度区间上升变缓。

(2)氧化铝含量对焊接工艺性能的影响

只改变A12O3含量的五组焊剂焊接过程电弧稳定,烟雾小,由表5可见,A12O3含量为25%时,焊缝表面的鱼鳞波纹细密,焊缝与母材过渡好,成形最好;A12O3含量少时,焊缝一侧咬边严重且部分被氧化为蓝色;A12O3含量过高时,由于其熔点较高,提高了熔渣粘度和熔点,增大熔渣流动阻力,从而降低熔渣的透气性,在焊缝表面产生麻点。随着A12O3含量的增加,脱渣逐渐变易,这是因为A12O3与钢的高温线膨胀系数相差较大,可改善脱渣性。

(3)结果分析

当氧化铝含量较少时,熔点低,当被焊金属熔化时,已经熔化焊剂的粘度会因温度的升高而降低,易使液态焊剂流失,不能形成合适的渣壳,此时会造成成形不良;当含量较高时,焊剂的熔点太高,当被焊金属熔化时,焊剂才刚刚熔化或尚未完全熔化,不能起到较好的保护作用。另外在冷却时熔渣凝固较早,使溶解在液态金属中的气体不易排出,而使焊缝表面形成麻点,严重时易产生表面气孔。氧化铝的工艺性能试验结果与以上分析一致,氧化铝含量过高或太低都不能得到适宜的熔点和熔化温度区间,含量低时成形不好,产生咬边;含量高时产生麻点和咬边。

通过测试焊剂的熔化特性可以良好的预测焊接工艺性能,由此调节各组分含量,使熔点和熔化温度区间满足一定的要求,从而使焊剂在焊接时具有良好的工艺性能。(end)


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