埋弧焊接过程中,焊剂起着至关重要的作用,使焊接电弧稳定燃烧,熔池金属的脱氧,造渣等重要作用,要想使埋弧焊接过程中化学冶金反应顺利进行,获
埋弧焊接过程中,焊剂起着至关重要的作用,使焊接电弧稳定燃烧,熔池金属的脱氧,造渣等重要作用,要想使埋弧焊接过程中化学冶金反应顺利进行,获得高质量,高性能的焊缝及提高焊接的生产率,就必须保证埋弧焊焊接过程的稳定性[2],在埋弧焊过程中,焊剂由于电弧高温熔化,覆盖在熔池金属的表面,起到保护熔池金属氧化,合金化熔池金属的作用[1]。在用埋弧焊焊接时,当埋弧焊焊丝确定以后,埋弧焊焊剂则是焊接过程中的关键材料,焊剂的性能可以直接影响焊缝熔池金属的力学性能,抗裂性,脱渣性以及焊接生产率。因而合理选择焊剂氧化物成分,设计焊剂最优成分含量,熟悉焊剂制作工艺流程,优化焊剂制作工艺流程,制作粘度适中,碱度适合的高性能焊剂,对提高焊接焊缝的可成型性及焊缝的各种性能,降低焊缝的缺陷有重要意义。
埋弧焊剂的金属氧化物成分和非金属氧化物成分对能否形成高性能的焊缝,因此,研究并分析金属氧化物和非金属氧化物成分对埋弧焊剂物理性能的影响规律,对设计配置既具有适合的粘度,又具有良好焊接物理性能的焊剂具有重大意义。从目前看来,国内外已经引起了很大的重视[1-3]。陶质焊剂,烧结焊剂和熔炼焊剂作为目前主要的埋弧焊焊剂[4],陶质焊剂主要用在少数合金含量较高的堆焊焊接过程中,因为其烧结温度低,应用较少,生产制造过程中埋弧焊主要用烧结焊接跟熔炼焊剂,烧结焊剂在我国使用比较晚,目前我国烧结焊剂品种不多,尤其是在专用焊丝和专用焊剂匹配等方面比较落后,这就在一定程度上制约了我国烧结焊剂的进一步发展和推广[5],随着生产力大力发展,埋弧焊自动化程度提高,焊接过程稳定等优点使得埋弧焊大力推广发展,在我国生产应用方面对烧结焊剂的需求量大大提高,特别是不同的材料的专用烧结焊剂。
查阅文献可知,焊缝的良好成型与焊剂的使用性能密切相关,埋弧焊剂的性质只要由焊剂配方及成分决定,如加入氧化镁,氧化铝,氧化钙等高熔点金属氧化物,不仅可以提高脱渣性,还可以提高焊剂的的熔点[6-7-8],熔点提高的同时,焊剂的粘度对埋弧横焊来说非常重要,加入二氧化硅可提高焊剂的粘度,但是在焊接过程中由于高的电弧热,使其解离Ca2+、02-、Mg2+等离子,这些离子具有高的流动性,使得焊剂流动性增大,粘度减小,因此达不到理想的要求,但是加入一定量的酸性氧化物SiO2在高温熔池中会形成阴离子复合体,从而大大提高焊剂的粘度,因此,可以通过调整焊剂中不同的氧化物成分及含量,可以配制理想的烧结焊剂[9]。
焊剂性能优化的同时,埋弧焊接工装也应得到优化设计,这样才能达到得到高质量高性能接头的要求,随着我国造船业的不断飞速发展,很多大中型、先进船舶企业决策层的高度关注埋弧自动横焊技术在船舶制造领域的重要性了。埋弧自动横焊的提出是因为我国船舶工业发展的需要,埋弧横焊焊接应具有焊接速度快,生产率高,焊缝金属和进化好,焊接缺陷少等特点[10],为大中型企业焊接提供全套埋弧焊焊接技术[11].。
埋弧横焊系统主要由焊接电源、焊剂托垫机构、焊丝送给机构和焊接小车行走机构组成[12]。该技术依据的原理是埋弧焊接原理,采用焊接小车在设置于待焊构件臂上的导轨上行走,焊丝与埋弧焊剂同步送进,在焊接电源的作用下,焊接电弧被引燃,在焊剂的保护作用下,电弧在焊剂下稳定燃烧[13],在焊剂下,电弧燃烧产生高温,母材和焊丝在高温作用下熔化形成熔池,熔池在焊剂的保护下缓慢冷却凝固,最后完成连续焊接过程[14]。如图1.1埋弧横焊流程图。