焊最主要的焊接参数是焊接电流

焊最主要的焊接参数是焊接电流、焊接电压和焊接速度，其次是焊丝直径、焊丝伸出长度、焊剂类型和焊剂粒度等。所有这些规范，都不同程度地影响着焊缝成形和焊接质量。此外，埋弧焊的焊前准备工作十分重要，是焊接操作的重要组成部分，与焊接质量好坏有极其密切的关系。采用高频引弧器可应用埋弧焊接方法进行电弧点焊。埋弧电弧点焊能较好地控制熔深和焊点大小，获得质量高的焊点。采用手工电弧点焊和CO2气体保护短路过渡电弧点焊可点焊1mm厚度以下的薄板[1，2]。但在一些生产场合，这些电弧点焊方法产生的弧光辐射和较大的飞溅仍是问题。特别是在对一些超薄板的电弧点焊时，要求一旦引燃电弧，一个熔滴过渡后，马上就要熄灭电弧，采用这些电弧点焊方法，焊点的外观很难令人满意。埋弧焊接方法因无弧光辐射，几乎无飞溅以及熔化金属在熔渣和焊剂的保护下成形，焊缝外观质量高等特点，能满足一些特殊场合对电弧点焊的要求。在此探讨了一种埋弧电弧点焊方法，讨论了采用埋弧点焊的工艺和控制电高频引弧埋弧电弧点焊的原理如下所述。被焊剂掩埋的焊丝与工件之间留有一定间隙，点焊时，焊丝固定不动，在高频作用下，电弧在焊丝与工件之间引燃，在工件上形成一定熔深的熔池。脱离焊丝端部过渡到熔池，同时电弧熄灭，即完成一个焊点。将焊丝移往下一个待点焊处，重复上述过程，就可完成一个个焊点。可根据工件厚度对熔深和焊点尺寸的要求，来选择引弧电流和焊丝直径。由于整个点焊过程至始至终都在焊剂保护下进行，焊点质量高、外表美观。同时为接通高频引弧器HF作好准备。松开按钮SB，中间继电器J1吸合，高频引弧器工作。高频在焊剂层下作用于焊丝和工件之间，引燃电弧，熔化焊丝。一旦电弧电压低于空载电压，电压继电器就释放，断开高频引弧器，并使中间继电器和交流接触器随之断开，切断焊接电源，电弧熄灭，完成一个焊点。由于焊接质量要求极高，而工件又是特殊结构并填有介质，稍有不慎，整个焊接就功亏一篑。并且这项工作只能密闭在一间只有10几平方米的房间内操作，还不能通风，焊不了多久房间内的空气就很差。可他几高钨含量钽合金氩弧焊接工艺研究丁旭(西部金属材料股份有限公司,陕西西安710065)摘要:采用质量百分比为12%的Ta-12W合金板材进行对接自熔氩弧焊和加钛焊料氩弧焊实验,观察了焊缝区的金相组织,分析了焊缝区的成分,并测试了焊接强度.实验结果表明:Ta-12W合金板材采用氩弧焊焊缝强度不高,拉伸断裂均发生在热影响区;加钛焊料氩弧焊接Ta-12W合金板材并未焊合,且焊缝处的成分扩散很不均匀;Ta-12W合金板材采用对接自熔氩弧焊方式优于加钛焊料氩弧焊方式.关键词:Ta-12W合金;氩弧焊;焊缝组织;焊接强度中图分类号:TG146.4文献标识码:A0前言钽及钽钨合金具有高熔点、高强度、良好的室温塑性和耐蚀性等优点,易于加工成形,作为工程结构材料和功能材料在电子、化工、电炉、航空、航天和原子能工业等许多领域的应用越来越广泛[1].国外从20世纪60年代起开始研究固溶强化的二元和三元钽合金,其中钨是钽合金中最重要的固溶强化元素,但随着W含量的增加,合金的硬度、强度大大升高,但延性、韧性和加工性有所下降.目前开发并在工业上应用最广的Ta-W合金系主要有Ta-2.5W、Ta-7.5W、Ta-10W、Ta-8W-2H、fTa-10W-2.5Hf-0.01C.国内研制的新型高钨含量的Ta-12W合金[2]熔点、强度都很高,焊接时易氧化,出现冷、热裂纹的倾向大,严格的气体保护或在真空状态下焊接是获得优良焊接接头的关键,而且焊接性能的好坏直接影响到功能结构件的使用.本文采用Ta-12W合金板材进行了对接自熔氩弧焊和加钛焊料氩弧焊实验,观察了焊缝区的金相组织,分析了焊缝区的成分,并测试了焊接强度,得到了较为理想的焊接效果.1实验实验采用16mm@16mm@500mm的Ta-12W合金预烧结条经二次电子束真空熔炼制得铸锭,铸锭的化学成分见表1所示.表1Ta-12W合金铸锭的化学成分单位:w%t(质量百分比)合金元素/%杂质含量(不大于)/%WMoFeNbCNOH11.40.010.0050.050.020.010.030.002铸锭经挤压开坯、热轧、温轧、冷轧加工后制成1.6mm厚的板材,板材消应力退火后的室温力学性西安文理学院学报:自然科学版第13卷能见表2所示[2].表2Ta-12W合金板材的力学性能试验温度抗拉强度(Rm)屈服强度Rp0.2延伸率(A)弹性模量(E)室温901MPa697MPa21%198GPa实验设备采用SW-500交直流氩弧焊机钨极焊针直流焊接,焊接方式采用对接自熔和加钛焊料两种方式,焊接工装夹具如图1所示,焊接工艺参数见表3.图1焊接工装夹具示意图图2加钛焊料氩弧焊缝区成分分布图表3Ta-12W合金板材氩弧焊工艺参数焊接方式电压/V电流/A焊接速度/(mm#min-1)氩气流量焊枪喷嘴/(L#min-1)进气通道/(L#min-1)对接自熔单面焊1360~8060加钛焊料双面焊15100~12040~15~10焊接试样制成拉伸样,一组样品保持焊接态,另一组样品进行1200bC/1h真空退火处理,所有焊接样品在Instron1185拉伸机上进行力学性能检测;焊接试样制备金相样,观察Ta-12W合金板材两种氩弧焊方式的焊缝组织,并用能谱测量加钛焊料氩弧焊焊缝区的成分.2结果与讨论2.1焊接试样拉伸实验结果Ta-12W合金焊接板材的拉伸力学性能见表4.表4Ta-12W合金板材焊接试样的拉伸性能焊接方式热处理制度拉伸断裂强度/MPa断裂位置对接自熔氩弧焊未处理438热影响区对接自熔氩弧焊1200e/h325热影响区加钛焊料氩弧焊未处理573热影响区加钛焊料氩弧焊1200e/h415热影响区从表4中的数据可以看出,采用对接自熔氩弧焊接和加钛焊料氩弧焊接方式,进行不同的热处理制度,拉伸试样的断裂强度都不高,但它们的断裂部位均一致,所有样品都断在靠近焊缝边缘的热影响区,而热影响区的组织均为粗大的再结晶组织,正是这种组织导致了拉伸应力在此处产生裂纹,造成断裂,因而拉伸实验得到的断裂强度并不代表焊缝断裂强度,只能低于焊缝断裂强度,就连加钛焊料氩弧焊缝(Ta-12W合金板末熔化焊在一起)仍有超过热影响区的断裂强度.2.2焊缝区成分分析采用能谱方法测定了加钛焊料氩弧焊焊缝区的成分,其能谱谱线分布如图2所示.表5加钛焊料氩弧焊焊缝区能谱分析成分单位:a%t(原子百分比)成分次序123456Ta10036.3642.0730.5836.0532.36Ti063.6457.9369.4263.9567.6462第4期丁旭:高钨含量钽合金氩弧焊接工艺研究能谱成分分析从Ta-12W合金板内到Ti焊料内,每隔20Lm测一次,因Ta和W两种元素的谱线在能谱中分不开,就以Ta表示,测量了六点成分,数据见表5.能谱成分分析表明,在焊接过程中,Ta-12W合金和Ti焊料在接触面处发生了扩散,扩散后的成分变化无规律,接触面的成分分布不均匀.2.3焊缝区金相组织观察从制取拉伸样品的同一焊接板上切取样品,金相磨面垂直于焊缝方向,研磨后制成金相样品,Ta-12W合金板材焊缝的金相组织如图3所示.(a)对接自熔氩弧焊(b)加钛焊料氩弧焊图3Ta-12W合金板材氩弧焊缝金相组织图3(a)为对接自熔氩弧焊缝的微观组织,从中可以看出焊缝区晶粒明显长大,具有典型的焊池特征:焊池形状与结晶方向无关,焊池底部有小的突起,根据金属学的凝固原理,焊缝区内的枝晶生长方向主要沿焊接方向,而且在焊池边缘出现枝晶分叉;焊缝区内未观察到孔洞、裂纹等缺陷;焊缝两边的热影响区为再结晶组织,根据再结晶区域尺寸可确定出两边热影响区宽度为5~6mm,与焊缝尺寸相当;在热影响区内,越靠近焊缝区的晶粒尺寸越粗大,在焊缝附近的晶粒尺寸达到0.5mm.图3(b)为加钛焊料氩弧焊缝横切面微观组织,上下两层是钛的显微组织,中间层为Ta-12W合金显微组织,观察发现热影响区的形状和宽度与对接自熔氩弧焊缝基本相同,但焊缝形状差别很大,焊缝区内枝晶完全是钛的铸态组织,Ta-12W合金板组织为再结晶组织,其对接缝隙相当清楚,说明Ta-12W合金板并未材料采用金相显微镜和扫描电镜对AZ31镁合金薄板在钨极交流氩弧焊时产生的气孔进行了研究,分析了气孔的形成原因,并提出了焊缝气孔的防止措施。试验结果表明:焊前彻底清除母材坡口、表面和焊丝表面的油污及氧化膜,采用较大的焊接电流和较高的焊接速度,选用合适的氩气流量,焊前预热等措施都能有效地防止焊缝中气孔的产生。0序言