药芯焊丝在船舶焊接中的缺欠与对策

区域治理调查与发现
药芯焊丝在船舶焊接中的缺欠与对策
丁松根 丁好
扬州中远海运重工有限公司，江苏 扬州 225200
摘要：焊接结构的变形不仅会降低船体结构的承载能力和使用寿命，也会给正常的焊接工作带来一定的影响。

所以必须采取合理有效的防御措施，最大程度的降低焊接过程中的失误。

在船舶焊接的过程中药芯焊丝常见的缺陷和影响进行研究，从材料选择、焊接工艺到现场控制等方面提出应对措施。

关键词：药芯焊丝；船舶焊接；应用
因环境因素影响或某些不可抗力因素，药芯焊丝会出现焊缝裂纹、产生气孔、凹坑、焊缝韧性恶化等不良现象，给造船企业带来巨大损失，因此，控制药芯焊丝的缺欠，提升焊接质量十分必要。

一、药芯焊丝概述
药芯焊丝也称管状焊丝，其合金成分可以灵活方便调整，所以药芯焊丝的许多产品是实心焊丝无法冶炼。

同时由于药芯焊丝产品结构的特点，焊接工艺性能及焊接效率相比实芯焊丝，手工焊条更有优势。

药芯焊丝按生产特点分为有缝和无缝药芯焊丝。

无缝药芯焊丝的成品丝可以进行镀铜处理，无缝药芯焊丝在保管的过程中的防潮性能以及焊接过程中的导电性都优于有缝药芯焊丝。

药芯焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此要求药芯焊丝保管的方法更为严格。

二、药芯焊丝在船舶焊接中的缺欠与对策
1角焊缝冷裂纹
1.1原因分析
角焊缝冷裂纹一般为与焊缝方向垂直的横向裂纹，多发现于焊接后2~3d，在板层厚度10mm的高强钢板中较为常见。

角焊缝冷裂纹的引发因素包括三种：扩散氢含量、焊接接头拘束度和焊缝金属淬硬倾向。

焊缝中扩散氢含量越高，冷裂纹倾向越严重，影响药芯焊丝焊缝扩散氢含量的细分因素又可包括焊丝种类、焊接环境的温湿度、电流的稳定度、保护气体的纯度等；通常情况下认为角焊缝属于拘束度较低的一种焊缝，但某些角焊缝带有加强筋，且整体为框架结构，角焊缝变性余量小，仍属于中高拘束状态；此外，当焊接母材中C、Mn等淬硬元素含量处于较高水平时，焊缝金属成分可焊性能降低，且会出现较为显著的冷裂纹倾向。

1.2防止措施
①把控焊丝和母材质量。

在选择焊接板材时要注意，针对于结构拘束大，板材较厚的高强船板，要对其碳当量和成分进
行严格把控，以Ceq=0.4为控制上限；
选择焊丝时需注意施工环境和温湿度的
影响，冬季施工时所选用焊丝熔敷金属强
度应适当低于标准许可值，抗拉强度保持
≤580MPa即可，焊丝扩散氢含量保持在
稳定状态。

②选择合理的焊接工艺，保证气体
纯度。

用于高强钢板焊接的二氧化碳气
体，必须保证纯度在99.8%以上，露
点在-40℃以下，以上是保证焊缝低
氢的首要条件。

所选用的焊接专用导电
嘴和喷嘴需相互配合，干伸长度控制在
20~25mm左右，使导电嘴内缩4mm，
有效降氢。

焊接淬硬倾向较大的板材时，
可在技术标准的范围值内将电流适当调
低，放缓焊接速度，寒冷天气操作时进
行必要的预热。

2焊缝热裂纹
2.1原因分析
焊缝凝固过程中所产生的裂纹称之为
热裂纹，在船舶焊接过程中，药芯焊丝热
裂纹多出现在带陶瓷衬垫焊接的角接头根
部焊道和对接焊道上。

产生热裂纹的袁伟
为焊接电弧热作用，导致陶瓷沉淀融化，
是氧化物进入焊缝当中，金属凝结过程
中氧化物聚集在焊缝中心，产生热裂纹；
焊接速度过快，会导致金属结晶方向发生
改变，加剧氧化物聚集，也会导致焊缝热
裂纹倾向；此外，含硼量高的焊丝根部热
裂纹倾向加大的原因在于硼化物本身熔点
低，与氧化物夹杂会产生交互作用，加剧
热裂纹形成。

2.2防止措施
首先要以焊接工艺为依据，对所选定
的药芯焊丝和陶瓷衬垫进行评定，评定方
法可参照改进型巴东实验，或用焊接实体
工件进行模拟实验。

评定内容包括焊丝和
衬垫对焊接电流、焊接速度的敏感性和适
应性；其次需对焊接工艺进行严格规范，
对初层电流和焊接速度进行严格控制，通
常以电流在200A以下，焊速在150mm/
min为技术标准。

3焊缝中的凹坑和气孔
3.1原因分析
在船舶焊接中，药芯焊丝常见的气孔
分为两类：氢气孔和氮气孔。

表现形式也
分为凹坑和气孔两种。

导致其产生的因素
包括三个方面：气保护状态、焊丝种类、
母材表面状态。

当焊接电弧区风速超出标
准（2m/s以上），或因焊渣飞溅导致喷
嘴堵塞，均会破坏气保护状态，混入空气
引起气保护问题。

当喷嘴与导电嘴保持平
齐状态时，易受到外界环境干扰，气保护
效果要低于导电嘴内凹4mm时的效果，
容易出现氢气孔和氮气孔；药芯焊丝的药
粉配方和制造工艺均会对焊缝气孔敏感性
造成影响。

3.2防止措施
首先需选择合适的材料，例如选择
含氢量低的焊丝以及可焊型底漆，工艺
要求焊接速度较高时需选用专业的金属
芯焊丝；其次，改善气保护状态，当
焊接区域风速超过标准允许值，应立
即采取防风措施，并将保护气流量保持
在20~25L/min的水平，焊接过程中每
3min清理一次焊渣飞溅物，以免堵塞喷
嘴，调整焊枪角度与高度，并配置内凹
型喷嘴与其配合使用，或者加大干伸长
度，利用电阻热出去焊丝表面残留的水
气和润滑剂，减少氢气孔。

三、结语
为了推动我国船舶事业的发展，要对
药芯焊丝的缺陷进行分析处理，寻找解决
对策。

要求焊工了解各类焊接缺陷产生的
原因及防止措施，同时企业要加强对船舶
质量的重视，提高自身竞争能力，使企业
迅速发展。

参考文献：
[1]张军强,任杰亮,薛铜辉,李志
勇.药芯焊丝焊接烟尘的产生机理研究[J].
热加工工艺,2017,46(19):188-191.
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