药芯焊丝电弧焊工艺

1药芯焊丝电弧焊药芯焊丝电弧焊FCAW-SSInnershield®FCAW-GSOutershield®CopyrightÓ2002-10LincolnGlobalInc.2什么是FCAW-SS?什么是FCAW-SS?FCAW-SS=药芯焊丝电弧焊–自保护焊tInnershield®焊接方法t林肯电气公司研发的工艺方法t其为管焊丝，管芯为焊剂成分，作用是保护焊缝成型。t大部分焊丝在DCEN（DC-）极性下运行，而一些在DCEP（DC+）下运行。焊丝供给系统电源焊枪工件送丝机3FCAW-SS–优点FCAW-SS–优点t可用于户外操作t最大程度地减少了重新起弧的次数t无保护气体费用t熔敷率高4FCAW-SS–优点FCAW-SS–优点t机械性能好t除烟有效t能够在较差钢材上进行焊接t全位置焊接5FCAW-SS–局限性FCAW-SS–局限性t烟雾t飞溅物t焊渣（清洁时间）t再次起弧前需剪断焊丝端部6什么是FCAW-GS?什么是FCAW-GS?FCAW-GS=药芯焊丝电弧焊–气体保护t“双保护式”焊接方法t其为管焊丝，管芯为焊剂成分t配用外部的保护气体t一般在DCEP（DC+）极性下运行。保护气气源保护气调节器送丝机焊丝供给系统焊接电源焊枪7FCAW-GS–优点FCAW-GS–优点t焊缝（珠）外观好t飞溅物很少，甚至无t熔敷率高t机械性能好8FCAW-GS–优点FCAW-GS–优点t高效(90+%)t容易重新起弧t全位置焊接t能够沉积低氢焊缝9FCAW-GS–局限性FCAW-GS–局限性t烟雾t需携带相关设施t需在室内焊接t有产生气疤的可能性t需对保护气体t高辐射热t焊渣10FCAW焊接原理FCAW焊接原理11FCAW-SS工作原理FCAW-SS工作原理t焊丝和工件之间的电弧熔化了焊丝和接头。t形成焊缝金属和焊渣t因焊渣较熔融金属轻，故上浮于表面。tDC极性导电嘴工件电弧熔融的焊缝金属经固化的焊缝金属保护性焊渣自保护药芯焊丝绝缘导套电流导并12FCAW-GS工作原理FCAW-GS工作原理t焊丝和工件之间的电弧熔化了焊丝和接头。t形成焊缝金属和焊渣t因焊渣较熔融金属轻，故上浮于表面。tDC极性保护性焊渣电弧保护气体进入焊丝导管和导电嘴喷嘴保护气气体工件熔融的焊缝金属电流导并经固化的焊缝金属药芯焊丝电极13电气干伸长与外伸长的比较电气干伸长与外伸长的比较焊枪导管（嘴）绝缘导套导电嘴焊丝电弧工件外伸长电气干伸长14FCAW-SS–设备的组成FCAW-SS–设备的组成t恒压电源（CV）t等速送丝机t焊枪和电源t自保护药芯焊丝15FCAW-GS–设备的组成FCAW-GS–设备的组成t恒压（CV）电源t等速送丝机t焊枪和电缆t保护气体装置和气瓶t气保护药芯焊丝16电源输出–恒压电源输出–恒压t焊接回路由电源、送丝机、工件和焊丝电缆/导线组成。t电压与电弧长度成比例。t电流作出大幅度变化已维持恒定的电弧长度。电压V安培A运行点17电源输出-恒流电源输出-恒流t焊接回路由电源、电压传感送丝机、工件和焊丝电缆/导线组成。t电压与电弧长度成比例。t电流保持恒定，即使在电弧长度变化引起电压变化时也如此。电压V电流A运行点恒流电源18恒压和恒流的比较恒压和恒流的比较恒压t(CV)电源t等速送丝机t电压感测送丝机t要求特定的高要求焊丝t符合标准质量的焊接过程t所有FCAW–GS焊丝恒流t不建议使用tCC电源t电压感测送丝机t只适用于一般制造•不适合备有符合标准的工件•不适合特定的高要求焊丝•不适合FCAW–GS焊丝19熔滴过渡熔滴过渡20短路过渡短路过渡当电流较小的时候（200A），熔滴长大并与熔池接触短路，最后熔滴与焊丝断开进入熔池，并重新引燃电弧的过程。21大滴排斥过渡大滴排斥过渡当焊接电流较小和电弧电压较高(160A,30V)时,弧长较长,熔滴不易与熔池短路。因电流较小,弧根面积的直径小于熔滴直径,熔滴与焊丝之间的电磁力不易使熔滴形成缩颈。斑点压力也阻碍熔滴过渡。随着焊丝的熔化,熔滴长大,其重力克服表面张力的作用形成大滴状熔滴过渡22细颗粒过渡细颗粒过渡t在CO2气体保护情况下,随着焊接电流的增加,斑点面积也增加,熔滴所受的等离子流力和电磁力增加,熔滴过渡频率也增加。相同电流、电压情况下,药芯焊丝的熔滴尺寸比实芯焊丝小,这说明药芯焊丝比实芯焊丝容易形成细颗粒过渡。药芯焊丝的这种过渡形式飞溅较少,电弧稳定,焊缝成形好,所以在生产和试验中得到广泛应用。也就是说,细颗粒过渡是药芯焊丝熔滴过渡的主要形式。23射滴过渡射滴过渡t过渡时,熔滴直径接近于焊丝直径,熔滴脱离焊丝沿焊丝轴向过渡，形成熔滴抱着渣芯向下划的状态。t形成射滴过渡的原因是，使用Ar作为保护气体时，弧根面积扩大并包围熔滴，使斑点压力和电磁收缩力都有利于熔滴过渡，只有表面张力对熔滴过度起阻碍作用。这种情况下，熔滴容易下落，并被电磁收缩力,等离子流力,重力等加速,形成射滴过渡。这时熔滴下落的加速度远远大于细颗粒过渡时的加速度。采用比射滴过渡更大的电流时,会出现射流过渡。24焊丝焊丝CopyrightÓ2002-10LincolnGlobalInc.25药芯焊丝分类药芯焊丝分类药芯焊丝制造方法保护气体用途药粉填充有缝药芯焊丝无缝药芯焊丝气保护药芯焊丝自保护药芯焊丝CO2Ar+CO2金属粉型熔渣型钛型钙型钛钙型高强刚用药芯焊丝耐热钢用药芯焊丝低温钢用药芯焊丝耐腐蚀钢用药芯焊丝不锈钢用药芯焊丝低碳钢、490MPa级钢用药芯焊丝硬面堆焊用药芯焊丝26FCAW-SS–焊丝FCAW-SS–焊丝t其特点是焊丝的电气干伸长（E.S.O)较长一般为¾”–3¾”长度,其公差为+1/8”t电气干伸长将造成电弧不稳定,飞溅物增加,熔深降低t电气干伸长过短将造成电弧长度过长,以及芯部材料的过早熔化和激发，从而造成孔隙。27FCAW-SS–芯部成分FCAW-SS–芯部成分常见的芯部元素和其作用t铝还原和去氮t钙提供保护和成型焊渣t碳增加硬度和强度t锰还原和增加强度t钼增加硬度和强度28FCAW-SS–芯部元素FCAW-SS–芯部元素常见的芯部元素和其作用t镍改善硬度、强度、韧性和抗腐蚀性t钾稳定电弧并形成焊渣t硅还原并形成焊渣t钠稳定电弧并形成焊渣t钛还原、去氮和成型焊渣29FCAW-SS–芯部成分的功能FCAW-SS–芯部成分的功能t增强熔深率和熔敷率即使在非正常位置时，也能够完成此功能。t机械和冶金性能t通过芯部的还原剂和去氮剂优化了熔池中的金属。t提供了焊渣覆层，其目的是：保护焊缝成型焊缝（珠）形状在非平、横位置焊接时，托住熔池。30FCAW-GS–焊丝FCAW-GS–焊丝t以FCAW–SS为基础研发而成。tFCAW-GS不如FCAW-SS敏感于焊接参数31FCAW-GS–芯部元素FCAW-GS–芯部元素常见的芯部元素和其功能t铝还原和去氮t钙提供保护和成型焊渣t碳增加硬度和强度t锰还原和增加强度t钼增加硬度和强度32FCAW-GS–芯部元素FCAW-GS–芯部元素常见的芯部元素和其作用t镍改善硬度、强度、韧性和抗腐蚀性t钾稳定电弧并形成焊渣t硅还原并形成焊渣t钠稳定电弧并形成焊渣t钛还原、去氮和成型焊渣33FCAW-GS–芯部成分的功能FCAW-GS–芯部成分的功能t增强熔深率和熔敷率即使在非正常位置时，也能够完成此功能。t机械和冶金性能t通过芯部的还原剂和去氮剂优化了熔池中的金属。t提供了焊渣覆层，其目的是:–保护焊缝–成型焊缝（珠）形状–在非正常位置焊接时，将焊缝固定在位。34FCAW保护气体FCAW保护气体35FCAW-GS–保护气体FCAW-GS–保护气体t二氧化碳t氩/二氧化碳混合物36FCAW-GS–保护气体FCAW-GS–保护气体二氧化碳t成本低t喷射过渡少t热辐射高t熔深深t焊缝金属强度小t不容易产生气疤37FCAW-GS–保护气体FCAW-GS–保护气体75/80/85/90Ar气体/其余为CO2气体t机械性能良好–(却比冲击性能、拉伸强度、屈服强度）t飞溅物少t熔滴过渡良好t烟雾含量少t熔敷率高–尤其是DC-焊接时t熔深小38药芯焊丝的质量要求药芯焊丝的质量要求对药芯焊丝的质量要求可以概括的从其内在质量和外部质量两个方面来介绍。t（1）内在质量t药粉在化学成分上应该含有适量的硅，锰等脱氧元素，这是针对前面已经介绍过的二氧化碳气体保护焊时电弧气氛中氧化性较强所必须采取的措施。同时为增强抗氮气孔的能力，可加入钛，铝等合金元素，因为这类元素不仅可进一不增强脱氧能力，而且起到强烈的固定氮的作用，有利于提高抗气孔性能t焊丝中的C含量不能太高，C太高引起淬硬倾向增加，同时用二氧化碳做保护气体时，C容易被氧化生成一氧化碳气体，造成气孔和飞溅，所以C含量不能太高。t针对不同的母材采用不同的焊丝，要求不同种类的焊丝其合金元素要适当，以确保相应焊接接头的强度要求。39药芯焊丝的质量要求药芯焊丝的质量要求（2）外部质量t焊丝表面要清洁，应祛除拉拔生产过程中附着于焊丝表面的润滑剂，油污等。t焊丝表面是镀铜的，其作用有三：一是防止生锈，便于保存。二是改善导电性能；三是降低送丝阻力。对焊丝镀铜的要求一是要牢固，二是不能太厚。t焊丝应规则的层绕成盘，以便于使用。同时焊丝不允许有折弯处，否则会影响送丝稳定性。t焊丝应该具有一定的硬度，过软的焊丝当送丝阻力稍微大的时候就会出现送丝不稳现象，影响焊接质量，细丝尤其如此。40ER70S-X焊材（Electrode）焊丝拉伸强度的最小值为70,000psi实心化学成分,还原剂含量(硅,锰和（或）铝、锆和钛）X=2,3,4,6,7或G实心焊丝AWS分类实心焊丝AWS分类41E7XT-Y焊丝最小拉伸强度为70,000psi焊接位置(0=平横焊位置1=全位置)管状(管焊丝)工艺和性能药芯焊丝AWS分类药芯焊丝AWS分类42常见缺陷常见缺陷t药芯焊丝电弧焊常见的缺陷有气孔、咬边、夹渣、焊瘤、未融合、未焊透、未焊满、裂纹等。43Thanks!谢谢！